基础设施和国家的分离
As both the largest energy producer and energy consumer in the country, the state of Texas has a massive supply and demand market to meet. Consequently, the February 2021 snowstorm precipitated significant consequences, quite literally placing a freeze on Texas’ power grid. Such events highlight the ever-growing importance of elevating the government’s regulatory role in disaster mitigation and in planning and enforcement of our infrastructure for climate resiliency.
要了解最近的能源市场中断，我们需要了解德克萨斯州的能源景观及其治理。其独特的混合能量型材包括化石燃料和可再生能源的大股。德克萨斯州生产比任何其他国家更多的电力，它的发电主要来自可再生能源，仅次于燃气。然而，德克萨斯也是该国最大的天然气和石油生产国。其能量成分表示化石燃料依赖性和煤气，油和煤的重量消耗。
除了其同样有影响力的化石燃料消耗和可再生能源发电，德克萨斯州在其市场管理方面也是独一无二的。与任何其他国家不同，德克萨斯州将其公用设施与联邦监管分开，并创造了一个开放式市场。解除管制的电网为广大客户提供了选择权力零售商的自由，并授予国家管理费率和运营的自由。
The network is mostly operated by a nonprofit corporation, ERCOT (Electric Reliability Council of Texas), which answers to the state. In contrast, other states are subject to the regulations of the Federal Energy Regulatory Commission (FERC).
有独立和互联电网的利弊。因为德州的网格仍然是分开的，因此它无法访问从状态实用程序互连产生的多余功率，这可能会减轻广泛的停电。但是，由于德克萨斯州富含化石燃料和可再生资源，因此它具有管理储备电力组的能力，足以为自助供电电网。
此外，电力运行的国家管辖权可能有助于德克萨斯州的胜利作为该国最大的风电发电机，可能加快官僚障碍，以便为可再生能源生产额外批准额外的批准。网格运行的最佳解决方案可能是国家和联邦治理的混合。也许联邦监管可以设定国家电力生产的最低限度，而不是依靠公用事业，以在紧急状高需求期间增加产量。
最大限度地减少消费，最大化可再生能源
可以从这个大规模的能源紧急情况中了解哪些课程？预防和准备是在气候危机面前推进的突出解决方案。当我们尽量减少能源使用量时，最大化可再生能源生产，保护我们的基础设施，并提高联邦和州政府的作用，我们创造短期和长期解决方案。
无源解决方案的初始关注会产生高效的建筑物，该建筑物在电网上的压力较低，并使用较少的能量，帮助防止易于与天气相关的紧急情况的停电。我们需要高性能，气密信封，具有更高的绝缘和高性能的更新，以便最大限度地减少建筑物加热和冷却载荷，并在天气波动期间保持恒定的热舒适度。被动房屋设计原则通过最大化能源收益和能源损失来实现严格的能源效率目标，同时保持舒适的乘员环境。此外，严格的当地法律授权效率。一个例子是2019年纽约市的当地法律第97条，该规定了建筑物排放的年度限制，由该市管理的处罚强制执行。
Once we reduce energy loads, we can look towards optimizing our energy production from rich, renewable sources, like those available in Texas. “Solar plus battery energy systems in distributed networks are technologically superior to the existing centralized system from a grid reliability standpoint. Addressing climate change and overall pollution are probably reasons enough to accelerate the switch,” says David Schieren, CEO of EmPower Solar, which engineers, installs, and services solar & battery systems for thousands of commercial and residential projects in New York. “Solar plus battery systems, especially in a distributed generation configuration, enhance reliability for a number of reasons, including that these systems can either operate in parallel with the grid or isolate and continue to power buildings and homes if the broader grid is shut down,” says Schieren.
使用可再生能源技术具有增加其可访问性的额外优点。作为来自纽约市市长可持续发展办公室（MOS）的发言人描述，可再生资源不依赖于单独的燃料输送系统。此外，可再生能源（风，水电，太阳能等）的多样性提供了更适合可能有限的地理区域的选项。
弹性作为有目的设计和配置的产品
但是，为了最大化在紧急情况期间的这些努力，必须首先有效实施可再生能源技术。ELIZA Hotchkiss，全国可再生能源实验室的高级康动力分析师表示，技术需要旨在在紧急情况下运营和提供电力。她引用了四种对这项工作至关重要的设计因素：
- 他们需要设计用于承受破坏性的条件，如高风
- 他们需要提供一个能量存储系统
- 他们需要从网格中岛屿的能力
- 它们必须设计为临界负荷。
Hotchkiss说：“”而不是为整个建筑提供动力，可以设计为提供给冰箱的电力，或者可以为可以收取必要设备或设备的电源灯和电源灯和电源的电源。“
此外，我们可以使用德克萨斯州的事件来了解地理特定的气候风险 - 以及每个姿势的特定漏洞 - 妥善网站和设计可再生能源系统。例如，这些系统可以被配置为减少导致停电的区域环境的峰值负载。根据Schieren的说法，许多Empower的Solar Plus电池项目现在预先编程，以在夏季平日的第300点至晚上7点的夏季峰值小时内注入能量，这为网格提供了益处，并在那些时间内提供增强的补偿。“这种配置还允许逐渐淘汰脏峰植物，”Schieren说。
积极耐候设备，以防止极端气候条件下的公用事业服务中断也是保护我们公用事业设施和基础设施的长期可行性的关键 - 这些东西将助攻德克萨斯州的巨大，而不仅仅是在最近的危机中。
The 2011 Southwest Cold Weather event这导致产生大量发电（包括在ERCOT下的发电），由于冷冻设备由于发电机故障也加剧了。NREL解释说，今年德克萨斯州的大多数中断以及2011年的大部分中断都是由于天然气单位失败。
包括额外的绝缘，风断裂，以及供暖分配系统的措施在这种情况下是有用的策略。Thomas Abdallah, Chief Environmental Engineer at MTA Construction and Development in New York City, the agency that manages one of the largest transit systems in the world, points out that New York City’s transit infrastructure has added resilience for addressing all four of NYC’s variable weather patterns.
这是可能通过原子能机构采取的额外耐候措施，例如有计划的维护操作和用于膨胀和压缩的设计系统，这些系统具有温度波动。这种策略可以维持额外的策略。
“我认为存在广泛的一致意见，即加上能量存储的太阳能和风技术可以适当地致力于寒冷的天气条件。冬季几个月的挑战优于夏季，主要是因为太阳可以更快地为电池充电。但这可以通过智能尺寸来解决，随着时间的推移，随着技术进步，随着时间的推移会变得更容易，“Schieren说。
但建设者只能遵循标准，而不是设置它们
为了真正执行所有这些措施，各国政府必须在城市规划中推进气候弹性标准 - 以及通过立法采用，建设级别设计，建设和运作。
全国各地的地方司法管辖区似乎同意。具有讽刺意味的是，德克萨斯最大的几个城市公布或更新了目前的大流行于目前的气候行动计划，以证明他们对编纂框架的重要性。例如，圣安东尼奥通过了它的气候行动计划2019年10月。Austin和休斯顿每次2020年初发布的气候弹性设计指南休斯顿和达拉斯揭示了2020年4月和2020年5月的自身气候行动计划。
The issue with many of these climate action plans is that they remain a series of recommendations, not requirements. While they provide pathways for energy efficiency and emergency preparedness, they can only serve as guidelines. New York City’s comprehensiveClimate Resiliency Design Guidelines标准概述了项目规划和开发策略，使用前瞻性气候数据来保护该市目前对其使用寿命的投资。
A peer review of climate resiliency plans of cities like New York may be the first step in creating a national standard that can then be molded to fit the needs of specific jurisdictions.
通过立法伙伴关系加速进展
在我自己的工作中，我已经看到了地方政府参与的其他机会 - 例如，通过概述的战略到建设守则和分区标准中。这是一个设计师，建筑师和其他可持续发展行业专业人士的领域有机会与相关的市政当局合作到他们的互利。
纽约市2012年对飓风桑迪的回应是当地政府的主要示例，以应对我们行业的可持续发展目标的监管行动响应。在风暴之后，大部分地区都没有电，几天或几周没有电，一些居民也没有供应气体，甚至备用备用发电机无用。由于Schieren的额度越来越苛刻，因此，成千上万的公民从被拥有的太阳能和储存技术拥有了不断的认可。当地政府很快就加快了。
作为回应，该市通过了一系列当地法律，将抗防洪设计，建筑和检验要求加速到其建筑规范和分区修正案中。“可再生能源与储能（电池）相结合，是我们能源和电力分配系统的未来以及气候危机的解决方案。这将需要时间来实现，但当地/州/联邦政府可以通过对研发的政策和资金来开始这一运动，包括试点项目，“Abdallah说。
MOS’s spokesperson also identifies overlaps with government engagement in renewable energy technology implementation. Expediting permitting and zoning procedures, providing technical resources and guidance for building owners, offering financial assistance (including grants and tax incentives), and working directly with the locale’s power regulators to advocate for renewable energy sources are all ways in which city government powers can be exercised. Creating an alliance between architects and engineers, in partnership with state and federal authorities, would facilitate the enforcement of mandates while also helping to accelerate progress on sustainable building initiatives.
The National Commission on Grid Resilience is a working group that has generated recommendations to further advance the government’s role. Its2020年报告包括政策建议和技术解决方案，以聘请政府和私营部门共同确保国家电网的恢复力。
Those recommendations include:
- 研究新型可再生能源技术，包括离岸传输（风，波/潮汐能）作为备用电源
- Collecting annual reporting data from utilities on their resilience investments in the power grid
- 激励网格恢复力的投资
- 在全国各地的战略位置开发微网，以提供关键的本地化负荷，并增强分布式和可再生能源的整合
- 识别风险易受攻击的网站，探索新的和升级的散装电力传输（国家基础设施）的选址。
各种建议需要联邦政府参与，州政府共识和私营部门驱动的研究和生产技术支持的组合。正如David Schieren解释的那样，“实用电网从未设置为Bi-或全向电源流量。虽然令人生畏，但解决了这个问题的各种技术和商业模式解决方案。这将部分需要资本支出来升级变电站和馈线电路以提高托管能力。但它还涉及动态速率信号和动力打开并在某些时候打开并关闭太阳能加电池系统以创建动态和交互式网格网络。“
他表示纽约州（NYS）公用事业以及NYS公共服务委员会（国家政府的公用事业委员会监测公用事业服务和设定实用率）以及太阳能和储存行业正在努力在开发解决方案上进行合作。“在一天结束时，我们还需要战略和智能的公用事业行业领导，因为公用事业仍然是所有不同电力市场参与者的Nexus。”
气候弹性是一种合作责任
The current federal administration has set an ambitious target for decarbonizing the grid by 2035. Meeting these sustainability goals in the long-term will also better-equip regions to handle any short-term climate-related emergencies. Texas’ power crisis indicates that we will need a fusion of solutions – and collaborative investment in implementing them. We can contribute to emissions reduction by advocating for stringent building efficiency regulations and ramping up our clean energy production while designing our infrastructure to optimize climate resiliency. All of these goals will require the public and private sectors to act on a mapped blueprint and channel their energy towards a more resilient future.
关于作者
Farah Naz Ahmad, RA, LEED AP BD+C is an Eco-Architect with a passion for the advancement of the green building industry, specializing in building energy efficiency and green building standards. Her public sector experience in city government agencies has spanned across sustainable design, building energy codes, and sustainability technical standards development. Farah is passionate about sharing her expertise on green building + the climate change movement via green building journalism and social media. You can tweet her (@farah_arch) or connect with her on Instagram (@renewablefarah). For more on Farah's work,拜访她的网站。