Elektrohäuser sind die Zukunft. Das Raster ist noch nicht bereit.

PALO ALTO – Jedes sechste Haus in diesem grünen Geburtsort des Silicon Valley verfügt über ein Plug-in-Auto, und weitere werden folgen. Andere Häuser verfügen über Wärmepumpen, Induktionskochfelder und eine Reihe glitzernder Sonnenkollektoren, die zur Eindämmung des Klimawandels beitragen.

Doch das Stromnetz von gestern kann mit den CO2-freien Ambitionen von morgen nicht mithalten.

„Wir befinden uns im Hochlaufmodus. Wir werden unsere Ziele nicht erreichen, wenn wir nicht Gas geben“, sagte Bürgermeister Pat Burt, der einen Plug-in-Hybrid-Mitsubishi Outlander fährt. „Aber wir haben wirklich nicht die Kapazitäten, es schneller zu machen als bisher. Das ist der Knackpunkt.“

Es ist ein Vorbote dessen, was in anderen kalifornischen Städten kommen wird. Während sich Berkeley, San Jose und eine wachsende Zahl anderer Gemeinden einer vollelektrischen Zukunft verschrieben haben, stehen ihre Transformatoren und Verteilungsleitungen vor großen Herausforderungen, da sie viel mehr Strom liefern müssen. Los Angeles schlägt außerdem vor, zu untersuchen, was zur Modernisierung seiner Stromnetzinfrastruktur erforderlich ist.

In Palo Alto wurde das Stromnetz der gesamten Stadt um den Strombedarf der 1950er, 1960er und 1970er Jahre herum aufgebaut, nicht lange nachdem Hewlett-Packard in einer kleinen Holzgarage in der Addison Avenue gegründet wurde, was zu einem bahnbrechenden Unternehmen führte Tech-Revolution.

Zu dieser Zeit verfügten nur wenige über eine elektrische Heizung oder Klimaanlage. Warmwasserbereiter verwendeten Gas. Autos auch. Ein ganzes Haus verbrauchte pro Tag so viel Strom wie eine einzige Hochgeschwindigkeitsladung eines Elektroautos.

Selbst in dieser fortschrittlichen und wohlhabenden Stadt mit 68.000 Einwohnern – Heimat von Google-Mitbegründer Larry Page, Facebook-Chef Mark Zuckerberg, Apple-Chef Tim Cook und Teslas ehemaligem Direktor für Batterietechnologie Kurt Kelty – ist die Herausforderung enorm.

Die Stadt, die Einwohner und Unternehmen über ihre eigenen Versorgungsunternehmen mit Strom versorgt, ist bereits CO2-neutral und kauft CO2-Kompensationen, um ihre Emissionen aus der Erdgasnutzung auszugleichen. Es kauft seinen Strom aus Solar-, Wasserkraft-, Wind- und Deponiegasquellen.

Aber es hat versprochen, die Treibhausgasemissionen in nur acht Jahren um 80 % unter das Niveau von 1990 zu senken.

Dieses vollelektrische Ziel bedeutet, dass jedes neue Einfamilienhaus gasfrei ist und in bestehenden Gebäuden eine Massenumstellung von Gas- auf Elektrogeräte erfolgt. Erdgas würde abgeschaltet werden, indem entweder die Versorgung zu jedem einzelnen Haus unterbrochen oder die Ventile an der Hauptleitung, die einen ganzen Block versorgt, abgedichtet werden. Es liegen keine Informationen darüber vor, ob die Stadt Hausbesitzern, die sich die Modernisierung nicht leisten können, Zuschüsse oder Zuschüsse gewährt.

Acht von zehn Autos wären Elektrofahrzeuge. Vor zwei Jahren gab es in Palo Alto schätzungsweise 4.200 Ladestationen – bis 2030 soll diese Zahl jedoch auf 33.000 ansteigen.

Es kann weiterhin das tun, was es jetzt tut, und Block für Block aktualisieren, wenn Probleme auftreten. Oder es kann das gesamte Netz, ganze Stadtteile oder Stromkreise auf einmal modernisieren. Derzeit wird eine Studie durchgeführt, in der die erforderlichen Upgrades analysiert werden.

„Wir haben diese ehrgeizigen Ziele … aber die praktischen Schritte, um dorthin zu gelangen, sind wirklich kompliziert und erfordern viele schwierige Entscheidungen“, sagte Stadtratsmitglied AC Johnston, ein pensionierter Anwalt für geistiges Eigentum.

Die Stadt rüstet bereits einige Gebäude um, um Erfahrungen zu sammeln. In einer Partnerschaft mit der gemeinnützigen Organisation für bezahlbaren Wohnraum MidPen Housing hat die Stadt kürzlich Gasventile verschlossen und ein Wärmepumpensystem in den Page Mill Court Apartments installiert, einem Komplex mit 24 Wohneinheiten für Erwachsene mit Entwicklungsstörungen.

„Es ist besser“, sagte Alfred Bostic, 72, dessen großer Gaswandofen durch einen saubereren, effizienteren und kostengünstigeren elektrischen Raumheizer ersetzt wurde. Erstmals verfügt er über eine Klimaanlage.

„Die Zeit drängt“, sagte Bret Andersen von Carbon Free Palo Alto. Geräte wie Warmwasserbereiter und Raumheizgeräte haben eine lange Lebensdauer – daher haben die heutigen Installationen langfristige Auswirkungen.

Anstelle von Ad-hoc-Updates „muss dies systematisch erfolgen … sobald die Elektrifizierung weit verbreitet ist“, sagte der pensionierte Ingenieur und Physiker Peter Cross, der ein vollelektrisches Haus gebaut hat.

Bisher seien die Treibhausgasemissionen der Stadt um 50 % gegenüber dem Niveau von 1990 gesunken, sagte Jonathan Abendschein, stellvertretender Direktor der Stadt für Versorgungsressourcenmanagement. Bereinigt um pandemiebedingte Auswirkungen liegt sie eher bei 42 %.

„Das bedeutet, dass wir noch einen erheblichen Weg vor uns haben“, sagte er.

Bestehende Transformatoren, die weißen 500-Pfund-Zylinder, die auf Masten sitzen und die Leistung von Hochspannungsleitungen reduzieren, sind oft zu klein. Das gilt auch für einige Drähte und Stangen, sagte er. Selbst Solar- und Batteriespeicher auf Dächern können Probleme bereiten, denn wenn sie mehr Strom produzieren als verbraucht werden, überlasten sie die Transformatoren.

„Es gibt auch heute noch Orte, an denen wir nicht einmal eine weitere Wärmepumpe einbauen können, ohne den Teil des Systems umbauen zu müssen. Oder wir können nicht einmal ein einziges Ladegerät für Elektrofahrzeuge betreiben“, sagte Tomm Marshall, stellvertretender Direktor der Versorgungsunternehmen. bei einer kürzlichen Sitzung des städtischen Versorgungsberatungsausschusses.

„Wenn wir anfangen, die Elektrifizierung stark voranzutreiben … werden wir uns nur noch auf den Fersen sein und versuchen, mitzuhalten“, sagte er.

Wenn ein Transformator überlastet ist, verkürzt sich seine Lebensdauer. Bei Bewohnern kann es zu einem leichten Flackern der Stromversorgung kommen. Im schlimmsten Fall explodiert es.

Eine schnelle Modernisierung des gesamten Netzes ist auf lange Sicht günstiger, aber die Vorabkosten sind hoch: einer vorläufigen Schätzung zufolge etwa 160 Millionen US-Dollar. Bei einer Finanzierung über 30 Jahre zu einem Zinssatz von 3,2 % würde es etwa 11 Millionen US-Dollar pro Jahr kosten.

Es bedeutet, praktisch alle 800 Transformatoren, die Einfamilienhäuser versorgen, durch den Einsatz erfahrener Installateure und „Schaufelwagen“ zu ersetzen. Es könnten weitere Transformatoren hinzugefügt werden. Schätzungsweise 20 % der sekundären Verteilungsleitungen und 25 % der Zubringerleitungen müssten ebenfalls modernisiert werden. Einige Stangen müssen möglicherweise stärker sein. Neu eingeführte Technologien würden einen Stromfluss in verschiedene Richtungen ermöglichen.

Und da die gesamte Stadt auf Strom angewiesen sein wird, seien neue Steuerungen, Sicherungen und Erkennungssysteme erforderlich, um das Netz widerstandsfähiger und schneller wiederherzustellen, sagte Abendschein.

Neben den Kosten bringt dies mehrere große Herausforderungen mit sich. Aufgrund von Lieferkettenproblemen gibt es nicht genügend Transformatoren. Und der Wettbewerb um Energieingenieure und Installateure, die über besondere Fähigkeiten und jahrelange Ausbildung verfügen, ist hart. Bereits vor der geplanten Aufstockung sind 18 von 68 Stellen im städtischen Elektrizitätsbetrieb und 5 von 15 Stellen für Leitungsmonteure unbesetzt.

Manche Anwohner meinen, die neuen Ziele würden zu schnell in die Tat umgesetzt.

„Der Zeitpunkt 2030 ist zu früh“, sagte Anwohnerin Diana Diamond. „Eile macht tatsächlich Verschwendung. … Das Problem, das ich mir vorstelle, ist, dass wir durch die Abschaffung von Gasherden, Gaswarmwasserbereitern und unseren Gasfahrzeugen möglicherweise feststellen, dass wir in der Stadt jeden Tag einfach nicht genug Strom zur Verfügung haben, was passieren könnte.“ Das Ergebnis ist das dunkle Wort „Blackouts“. "

Aber andere drängen auf eine Überarbeitung. „Wir brauchen eine totale Modernisierung“, sagte Ben Lenail, dessen Familie Model S und Model X Teslas besitzt. „Und das bedeutet eine enorme Investition in die Infrastruktur.“

„Es ist definitiv zukunftsweisend“, sagte Mark Jacobson, Professor für Bau- und Umweltingenieurwesen an der Stanford-Universität. „Es wird einige Arbeit erfordern, genau das richtige Rezept herauszufinden.“

Melden Sie sich für E-Mail-Newsletter an