物理科技生物学-PHYICA

降松浦たまみ低风险和避免灾难——创建网格2.0

地球 2021-12-04 00:00:20

作者戴尔·威尔曼,哥伦比亚大学地球研究所 俄亥俄州霍姆斯县的家庭用电线路

信用:戴尔·威尔曼 很难想象一个没有电的世界

它为电梯提供动力,使我们能够建造,而不是出去

电让我们的家保持在合适的温度

它有助于净化我们喝的水,有时还有我们呼吸的空气

我们用电来打电话和电脑

鉴于物联网的持续发展,电力需求将在未来许多年持续增长

但是随着需求的增加,对输送能量的系统——电网——的攻击也在增加

恶劣的天气是停电的主要原因

根据美国能源部最近的一份报告,自2003年以来,仅与天气有关的停电就给美国造成了平均每年180亿至320亿美元的损失

据德克萨斯州的经济学家称,最近袭击该州的冬季风暴最终可能造成高达2000亿美元的损失——比飓风哈维和艾克还要多

西部的野火也会对配电系统造成严重破坏

据估计,2019年加州野火季节的停电给该州造成了高达20亿美元的损失

老化的基础设施也是电力系统的一个问题

电网是跨越州界的连接和协议的混合体,有时使用过时的技术来生存,它的架构需要彻底改革

皮尤慈善信托基金会的一份报告表明,缺乏对电网升级的投资将导致未来更多的停电

所有这些都在最近为记者举办的网络研讨会上进行了讨论,该研讨会是抗御媒体项目的一部分,该项目是哥伦比亚大学地球研究所更大的传播和可持续性倡议的一部分

梅利莎·洛特是哥伦比亚大学全球能源政策中心的研究主任

她说电网很复杂,它不仅仅是由电线组成的

“当我们谈论电网的时候,你的思想可以只到电线上

输电线路,这些非常大的东西把发电厂的电力带到离我们家更近的地方,然后是我们称之为配电线路的更小的线路,把电力带到我们家,并最终消耗掉

“但这只是构成网格的一部分

“它实际上是在谈论发电厂,发电厂输送电能,然后是输送电能的电线

这里有各种不同类型的步骤,然后是最终用户

" 信用:地球状况 今天的发电厂也依赖于比煤更多的燃料来源,煤多年来一直是电力生产的主要来源

这会增加网格的复杂性

一些工厂已经改用天然气,这在最近的德克萨斯州风暴中造成了问题,当时一些气井冻结

还有生物质植物——它们利用植物或动物的材料来发电

当然,还有来自风能和太阳能的可再生能源

可再生能源对于帮助减少能源生产中的温室气体排放非常重要

但是部署可再生能源增加了电网面临的挑战

通过屋顶太阳能电池板发电的消费者有时会将电能输入系统,有时会将电能取出

洛特说,这种需求/生产方式的转变使得电网更加复杂

与此同时,能源公司和政府都没有将电网的维护和扩建保持在保持其强健所需的水平

因此,洛特说,所有这些因素——燃料来源的复杂性增加、基础设施老化、投资太少——都给美国的能源带来了问题

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“剧透警报,我们做得不太好

" 新泽西州公共事业委员会前委员珍妮·福克斯说,这种流行病没有帮助

“经济将逐渐好转

但是现在很多中低收入的人付不起电费

" 2011年,飓风艾琳穿过纽约北部的阿迪朗达克时造成的破坏

信用:戴尔·威尔曼 那么,如何让电网变得更有弹性、更公平呢?艾米丽·查森是“创造资本”的传播总监,也是彭博社报道能源问题的前记者

她说,电网过去依赖位于该国中部地区的大型发电厂

现在电网需要改变,以适应更加分散的可再生能源

“我们并没有真正把重点放在升级电网上,让它能够处理所有这些运动,改变我们发电的方式

她说,电网需要为不断增长的发电和储能方式做好准备

“你可以设想几年后,你也许可以把你的电动车插到你的房子里,让它成为发电机,而不是柴油发电机

" 但是为了进入未来的网格,梅丽莎·洛特说我们需要为过渡时期做更好的计划

该计划将包括一个“三脚凳”发电系统,可以为电网创造强大的可靠性

第一站是可再生能源

虽然风能和太阳能发电的变化会使分配变得更加困难,但它们也提供了一种不需要燃料的能源

第二段将提供更稳定、更稳定的电力供应

“这可以是核能,这可以是大水电,这可以是碳捕获和储存的天然气……

“凳子的最后一条腿是储能——但不仅仅是手电筒的电池

像特斯拉电动墙这样的设备也可以用来在短时间停电的情况下为你的家供电

洛特说,当危机确实发生时,运营商也可以重新考虑如何分配电力

洛特说,在她居住的德克萨斯州,在最近的冬季风暴中,一些行业继续供电,而他们周围的许多家庭却陷入黑暗

她说,支付一些使用大量电力的行业几天的费用来减少他们的能源消耗,以保持家庭温暖,这将是有成本效益的

这一过程被称为“需求响应”,洛特说,一些公用事业公司每天都在使用这种方法

“你家里可能会有一个恒温器,由你的公用事业公司远程控制,他们会说,嘿,在夏天,我们会付给你10美元,让我们让你的空调循环开和关30分钟(需要时)

" 当规划者讨论能源网的未来时,所有这些想法都在考虑之中

但是,不管未来的电网是什么样子,专家说,随着时间的推移,对电网现代化和恢复能力的有针对性的投资将降低成本——为经济节省数十亿美元,并减少数百万美国人在极端天气来袭时所经历的困难

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