[NYT]Backup Power: A Growing Need, if You Can Afford It
“집 안의 온도가 떨어지고 있었습니다,” 라고 샬롯 남쪽의 매튜스에 사는 문둘라 씨가 말했습니다. “저는 화가 났습니다.”
하지만 그녀의 남편은 이웃이 몇 년 전에 그들에게 휴대용 히터를 사용하고 냉장고를 재가동하여 5시간 동안 정전이 계속되도록 설득한 작은 가솔린 발전기를 꺼냈습니다.
코넬리우스 마을에 있는 샬롯의 북쪽, 80세의 전 카페테리아 직원인 글래디스 헨더슨은 운이 좋지 않았습니다. 그녀는 발전기가 없었고, 다른 최근의 정전을 극복하기 위해 촛불, 손전등, 그리고 오래된 등유 히터에 의지했습니다.
“저는 거의 항상 힘을 잃습니다.”라고 Henderson 씨는 말했습니다. “때때로 그것은 울리고 그냥 꺼집니다.”
헨더슨 씨는 수백만 명의 사람들을 더위와 추위에 위험하게 노출시키고 있는 새로운 에너지 격차의 길을 잃고 있습니다.
기후 변화가 폭염, 한파, 그리고 다른 극단적인 날씨의 심각성을 증가시킴에 따라, 정전이 점점 더 흔해지고 있습니다. 비영리 과학자 단체인 기후 중앙이 분석한 정부 자료에 따르면, 2021년까지 11년 동안 미국에서 986건의 기상 관련 정전이 발생했는데, 이는 지난 11년보다 거의 두 배나 많은 것입니다. 에너지 정보국에 따르면 2021년 미국의 평균 전력 소비자는 거의 8시간 동안 전력 공급이 끊겼습니다. 이는 해당 데이터를 사용할 수 있는 가장 이른 해인 2013년보다 두 배 이상 긴 것입니다.
일부에서는 발전기 및 기타 백업 전원 장치가 필수적인 것으로 간주될 정도로 운영 중단이 일상화되고 있습니다. 하지만 헨더슨 씨와 같은 많은 사람들은 발전기나 연료를 사용할 여유가 없습니다. 가정용 발전기의 주요 판매업체인 제너락은 최근 몇 년간 판매 호조에도 불구하고 미국 가정의 6% 미만이 예비 발전기를 보유하고 있다고 추정합니다.
에너지 전문가들은 기후 변화와 관련된 극단적인 날씨 때문에 정전이 더 흔해질 것이라고 경고합니다. 그리고 이러한 정전은 미국인들이 화석 연료를 태우는 용광로와 차량을 대체하기 위해 전기 열 펌프와 배터리 구동 자동차를 구입함에 따라 더 많은 사람들에게 피해를 줄 것입니다. 이는 기후 변화를 제한하는 데 필수적인 변화입니다.
“그리드는 더 취약해질 것입니다,” 라고 남캘리포니아 대학의 공학 교수이자 재난 대응 전문가인 Najmedin Meshkati가 말했습니다. “그것은 가진 자와 가진 자 사이의 분열을 심화시킵니다.”
노인, 허약한 사람, 보호나 단열이 잘 되지 않는 집에 사는 사람들은 전기로 작동하는 의료 장비에 의존하거나 냉장 보관이 필요한 약을 먹는 사람들과 함께 가장 취약합니다.
조지아 공과대학의 브라이언 스톤 주니어 교수는 정전으로 인해 이미 피할 수 있는 사망자의 주요 원인인 열이 발생하고 있으며 훨씬 더 위협적이라고 말했습니다. 그는 애틀랜타, 디트로이트, 피닉스의 얼마나 많은 사람들이 정전 기간 동안 극심한 온도에 노출될 것인지를 추정하는 연구를 수행했습니다.
그는 “폭염 중에 광범위한 정전이 동시에 발생하는 사건은 우리가 상상할 수 있는 가장 치명적인 유형의 기후 위협입니다,”라고 말하면서, 그 도시들의 냉각 센터는 가장 큰 위험에 처한 사람들 중 일부만 수용할 수 있을 것이라고 언급했습니다.
듀크 대학의 니콜라스 에너지 환경 지속가능성 연구소의 선임 정책 연구원인 애슐리 워드는 열이 노스 캐롤라이나의 지역사회에 어떻게 영향을 미치는지 연구했습니다. 그녀의 연구는 높은 기온이 조산을 더 많이 일으킨다는 것을 보여줍니다. 그녀는 심지어 높은 온도에서 일하는 건강한 사람들도 종종 더위와 관련된 질병을 앓는다고 말했습니다. 특히 그들이 하룻밤 동안 집을 식힐 수 없다면 말입니다. “정전은 많은 경우에 재앙적인 사건입니다.”라고 그녀는 말했습니다
노스캐롤라이나의 가장 최근의 전력 위기는 크리스마스 이브에 샬럿 지역의 온도가 화씨 9도까지 떨어졌을 때 발생했습니다.
이 주의 주요 전력회사인 Duke Energy는 발전소가 고장나고 고객들이 가정의 난방을 강화한 후에도 그리드가 계속 작동하도록 하기 위해 고객들에게 전력을 차단하기 시작했습니다. 노스캐롤라이나와 사우스캐롤라이나에서는 약 500,000가구, 즉 고객의 15%가 정전되었습니다. 처음으로 캐롤라이나에서는 정전사태가 발생했습니다.
문둘라 부부는 교외의 집으로 이사한 이후로 날씨와 관련된 다른 정전을 겪었습니다. 이전 정전 기간 동안 발전기를 임대한 후, 부부는 2020년 8월에 침실 4개, 욕실 2개 반짜리 집의 일부에 전력을 공급하기 위해 650달러를 들여 발전기를 구입했습니다. 일반적으로 엔진의 코러스는 전원이 꺼질 때 주변을 가득 채웁니다. 문둘라 씨는 “발전기의 윙윙거리는 소리일 뿐”이라며 자신이 자란 그린스보로 저소득층 이웃에서 발전기 소리를 들은 적이 없다고 덧붙였습니다.
그 부부는 배터리가 있는 태양열과 같은 더 큰 시스템을 고려해 왔지만, 그러한 옵션들은 많은 비용이 들 것입니다.
은퇴한 카페테리아 직원인 헨더슨 씨는 침실 3개짜리 집에서 혼자 살고 있습니다. 그녀는 집을 유지하는 것을 돕기 위해 가족, 친구, 지역 단체에 의존하고 있으며, 지역 사회가 소유한 공공 시설에서 전기를 얻습니다. 잦은 정전은 그녀의 역사적으로 아프리카계 미국인 이웃의 여러 문제 중 하나이며, 이는 또한 자주 홍수를 일으킵니다.
개발업자들은 그녀에게 집을 사주겠다고 제안했지만, 헨더슨 씨는 50년 동안 그곳에서 살았기 때문에 가만히 있기를 원합니다.
“제 문제는 정말로 전기 문제입니다,” 라고 헨더슨 씨가 말했습니다. “그것은 매우 무섭습니다
듀크는 헨더슨 씨와 같은 사람들이 직면한 위험을 알고 있다고 말했습니다. 이 회사는 취약한 커뮤니티에서 반복적으로 발생하는 정전을 추적하여 정전 가능성을 줄이기 위해 전력선을 매립해야 하는지 여부를 결정합니다. 이 회사는 또한 에너지 수요가 공급을 초과할 때 그리드의 부담을 완화하기 위한 전략을 개발하고 테스트하고 있습니다. 이러한 접근법에는 전기 자동차가 전력망에 전력을 공급하도록 하는 것과 가전 제품을 끌 수 있는 스마트 장치를 설치하여 에너지 사용을 줄이는 것이 포함됩니다.
Duke Energy의 고객 솔루션 수석 부사장인 Lon Huber는 “따라서 극단적인 날씨 이벤트가 발생할 때 이를 견디거나 빠르게 복구할 수 있는 그리드를 보유하고 있습니다.”라고 말했습니다.
그리드에 대한 다른 위협은 보호하기가 더 어렵습니다.
12월 초, 누군가가 샬럿에서 동쪽으로 약 90마일 떨어진 카르타고에 있는 듀크 변전소 두 곳에 총격을 가해 손상을 입혔고, 수일 동안 수천 가구의 전기가 끊겼습니다. 브라이언 타이너 마을 소방서장은 산소 기계가 작동을 멈춘 사람들로부터 공포에 질린 전화를 받았는데, 누군가가 그 집들을 방문해 전력이 필요 없는 가압된 통을 설치해야 한다고 말했습니다.
추장의 집에도 예비 전력이 없습니다. 그리고 그는 그 지역의 3분의 2가 발전기가 없는 것으로 추정합니다. “우리는 그 가격을 정당화할 수 없었습니다.”라고 그가 말했습니다.
백업 전력 시스템은 500달러 이하의 휴대용 가솔린 발전기만큼 작을 수 있습니다. 건설 현장과 야영장에서 흔히 볼 수 있는 이러한 장치는 한 번에 몇 개의 장치에만 전원을 공급할 수 있습니다. 프로판, 천연 가스 또는 디젤로 연료를 공급하는 가정용 시스템은 연료가 사용 가능한 한 며칠 동안 전력을 공급할 수 있지만, 이러한 발전기는 설치 비용을 포함하여 약 10,000달러부터 시작하며, 더 큰 집에서는 훨씬 더 많은 비용이 들 수 있습니다.
배터리와 쌍을 이루는 태양 전지판은 무배출 전력을 제공할 수 있지만, 가격이 수만 달러에 달하며 일반적으로 대형 가전제품과 열 펌프를 몇 시간 이상 가동하기에 충분한 전력을 제공할 수 없습니다. 또한 이러한 시스템은 흐리거나 비가 오거나 눈이 오는 날에는 배터리를 완전히 충전하기에 충분한 햇빛이 없는 경우에는 신뢰성이 떨어집니다.
탄소 배출량을 줄이고 전기 요금을 줄이고 전력망으로부터 독립하기를 열망하는 일부 주택 소유자들은 종종 상당한 비용을 들여 다양한 에너지 시스템을 결합했습니다.
노스캐롤라이나 주 채플힐의 통계학자 애니 더들리는 몇 년 전에 그녀의 에너지 소비를 대폭 줄였습니다. 그녀는 지구의 일정한 온도를 사용하여 집을 따뜻하게 하고 시원하게 하는 지열 시스템을 설치하여 집과 함께 제공된 노후화된 시스템을 대체했습니다. 그녀는 나중에 지붕에 35개의 태양 전지판과 두 개의 테슬라 가정용 배터리를 추가했는데, 이것은 전기 폭스바겐 골프 충전을 포함하여 그녀의 필요 대부분을 충족시킬 수 있는 충분한 전력을 제공할 수 있습니다.
“이 지역은 전력을 많이 잃었지만, 저는 그렇지 않습니다,” 라고 더들리 씨가 말했습니다.
그녀는 태양 전지판과 배터리에 약 52,000달러를 썼지만, 그 비용 중 21,600달러는 리베이트와 세금 공제로 지불되었습니다. 더들리 씨는 그녀의 공공요금이 그 투자와 지열 시스템 때문에 1년에 2,300달러 정도 더 저렴하다고 추정합니다.
발전기 회사들은 증가하는 전기 사용량과 정전의 위협이 자사 제품에 대한 수요를 높게 유지할 것이라고 믿고 있습니다.
작년에 Generac은 미국 주택 소유자들에게 2017년보다 250% 더 많은 28억 달러의 매출을 올렸습니다. 최근 몇 년 동안 많은 사람들이 정전으로 인해 집에서 작업할 수 있는 능력이 중단되지 않도록 발전기를 구입했습니다.라고 위스콘신 주 워케샤에 본사를 둔 제너랙의 최고 경영자인 아론 자그드펠드가 말했습니다. 태평양 북서부에서 2021년 극심한 폭염과 텍사스에서 며칠간 정전을 일으켜 246명으로 추정되는 사망자를 낸 겨울 폭풍 URI 등 악천후로 인해 많은 사람들이 발전기를 구입하기도 했습니다.
“사람들은 기후의 광범위한 변화와 그것이 힘의 신뢰성뿐만 아니라 그들이 필요로 하는 힘이 제공하는 것들에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지에 대해 생각하고 있습니다.”라고 Jagdfeld는 말했습니다
When frigid weather caused rolling blackouts on Christmas Eve across North Carolina, Eliana and David Mundula quickly grew worried about their 2½-week-old daughter, whom they had brought home days earlier from a neonatal intensive care unit.
“The temperature was dropping in the house,” said Ms. Mundula, who lives in Matthews, south of Charlotte. “I became angry.”
But her husband pulled out a small gasoline generator a neighbor had convinced them to buy a couple of years earlier, allowing them to use a portable heater and restart their refrigerator, keeping them going for much of the five-hour outage.
North of Charlotte, in the town of Cornelius, Gladys Henderson, an 80-year-old former cafeteria worker, was less fortunate. She did not have a generator and resorted to candles, a flashlight and an old kerosene heater to get through a different recent outage.
“I lose power just about all the time,” Ms. Henderson said. “Sometimes it goes off and just stays off.”
Ms. Henderson is on the losing end of a new energy divide that is leaving millions of people dangerously exposed to the heat and cold.
As climate change increases the severity of heat waves, cold spells and other extreme weather, blackouts are becoming more common. In the 11 years to 2021, there were 986 weather-related power outages in the United States, nearly twice as many as in the previous 11 years, according to government data analyzed by Climate Central, a nonprofit group of scientists. The average U.S. electric utility customer lost power for nearly eight hours in 2021, according to the Energy Information Administration, more than twice as long as in 2013, the earliest year for which that data is available.
Outages are becoming so common that generators and other backup power devices are seen by some as essential. But many people like Ms. Henderson cannot afford generators or the fuel on which they run. Even after strong sales in recent years, Generac, the leading seller of home generators, estimates that fewer than 6 percent of U.S. homes have a standby generator.
Energy experts warn that power outages will become more common because of extreme weather linked to climate change. And those blackouts will hurt more people as Americans buy electric heat pumps and battery-powered cars to replace furnaces and vehicles that burn fossil fuels — a shift essential to limiting climate change.
“The grids will be more vulnerable,” said Najmedin Meshkati, an engineering professor at the University of Southern California and an expert in disaster response. “That furthers the divide between the haves and the have-nots.”
The old, the frail and people who live in homes that are not well protected or insulated are most vulnerable, along with those who rely on electrically powered medical equipment or take medications that need to be refrigerated.
Power outages make heat, already a major cause of avoidable deaths, even more of a threat, said Brian Stone Jr., a professor at the Georgia Institute of Technology. He has done research estimating how many people in Atlanta, Detroit and Phoenix would be exposed to extreme temperatures during power outages.
“A concurrent event where you have an extensive blackout during a heat wave is the most deadly type of climate threat we can imagine,” he said, noting that the cooling centers in those cities would be able to house only a fraction of the people at greatest risk.
Ashley Ward, a senior policy associate at Duke University’s Nicholas Institute for Energy, Environment & Sustainability, has studied how heat affects communities in North Carolina. Her research indicates that high temperatures cause more preterm births. She said that even healthy people who work in high temperatures often suffer heat-related illnesses, particularly if they cannot cool their homes overnight. “A power outage,” she said, “is, in many cases, a catastrophic event.”
The most recent power crisis in North Carolina, the one on Christmas Eve, occurred when the temperature fell to 9 degrees Fahrenheit in the Charlotte area.
The state’s primary utility, Duke Energy, began cutting power to customers to ensure the grid kept operating after power plants failed and customers cranked up the heat in their homes. About 500,000 homes, or 15 percent of the company’s customers, lost power in North and South Carolina, the first time the utility used rolling blackouts in the Carolinas.
The Mundulas had been through other weather-related power outages since moving into their suburban home. After renting generators during previous outages, the couple spent $650 to buy one in August 2020 to keep parts of their four-bedroom, two-and-a-half-bathroom house powered. A chorus of engines typically fills their neighborhood when the power fails. “It’s just the hum of the generators,” Ms. Mundula said, adding that she never heard generators in the lower-income neighborhood of Greensboro where she grew up.
The couple has considered bigger systems like solar with a battery, but those options would cost a lot.
Ms. Henderson, the retired cafeteria worker, lives alone in her three-bedroom home. She relies on family, friends and community groups to help her maintain the house, which gets its electricity from a community-owned utility. Frequent power outages are one of several problems in her historically African American neighborhood, which also floods frequently.
Developers have offered to buy her home, but Ms. Henderson wants to stay put, having lived there for 50 years.
“My problem really is the electrical problem,” Ms. Henderson said. “It’s very scary.”
Duke said it was aware of the risks people like Ms. Henderson faced. The company tracks recurring outages in vulnerable communities to determine if it should bury power lines to reduce the likelihood of blackouts. The company is also developing and testing strategies to ease the strain on the grid when energy demand exceeds supply. Those approaches include having electric cars send power to the grid and installing smart devices that can turn off appliances, reducing energy use.
“So when an extreme weather event hits, we have a grid that can withstand it or quickly recover,” said Lon Huber, a senior vice president for customer solutions at Duke Energy.
Other threats to the grid are harder to protect against.
In early December, somebody shot and damaged two Duke substations in Carthage, roughly 90 miles east of Charlotte, cutting off power to thousands of homes for several days. The emergency services received panicked calls from people whose oxygen machines had stopped working, requiring someone to visit those homes and set up pressurized canisters that don’t require power, said the town’s fire chief, Brian Tyner.
The chief’s home doesn’t have backup power, either, and he estimates that two-thirds of homes in the area do not have generators. “We couldn’t ever justify the price,” he said.
Backup power systems can be as small as portable gasoline generators that can cost $500 or less. Often found at construction sites and campgrounds, these devices can power only a few devices at a time. Whole-home systems fueled with propane, natural gas or diesel can provide power for days as long as there is fuel available, but these generators start at around $10,000, including installation, and can cost much more for bigger homes.
Solar panels paired with batteries can provide emissions-free power, but they cost tens of thousands of dollars and typically cannot provide enough to run big appliances and heat pumps for more than a few hours. Those systems are also less reliable during cloudy, rainy or snowy days when there isn’t enough sunlight to fully recharge batteries.
Some homeowners who are eager to cut their carbon emissions, reduce their electric bills and gain independence from the electric grid have combined various energy systems, often at a substantial cost.
Annie Dudley, a statistician from Chapel Hill, N.C., slashed her energy consumption a few years ago. She installed a geothermal system, which uses the earth’s steady temperature to help heat and cool her home, replacing an aging system that came with the house. She later added 35 solar panels on her roof and two Tesla home batteries, which can provide enough power to meet most of her needs, including charging an electric Volkswagen Golf.
“The neighborhood has lost power a whole lot, but I have not,” Ms. Dudley said.
She spent about $52,000 on her solar panels and batteries, but $21,600 of that cost was defrayed by rebates and tax credits. Ms. Dudley estimates that her utility bills are about $2,300 a year lower because of that investment and her geothermal system.
Generator companies believe that growing electricity usage and the threat of outages will keep demand high for their products.
Last year, Generac had $2.8 billion in sales to U.S. homeowners, 250 percent more than in 2017. In recent years, many people bought generators to ensure outages would not interrupt their ability to work from home, said Aaron Jagdfeld, the chief executive of Generac, which is based in Waukesha, Wis. Many people also bought generators because of severe weather, including an extreme heat wave in 2021 in the Pacific Northwest, and winter storm Uri, which caused days of blackouts in Texas and killed an estimated 246 people.
“People are thinking about this,” Mr. Jagdfeld said, “in the context of the broader changes in climate and how that may be impacting not only the reliability of power but the things that they need that power provides.”