Reducere risiko og undgå katastrofe - skabe grid 2.0

Det er svært at forestille sig en verden uden elektricitet. Det driver elevatorer, der tillader os at bygge op, frem for ude. Elektricitet holder vores hjem ved den rigtige temperatur. Det hjælper med at rense det vand, vi drikker, og nogle gange den luft, vi indånder. Vi bruger strøm til vores telefoner og computere. Og i betragtning af den fortsatte vækst i tingenes internet, efterspørgslen efter elektricitet vil stige i mange år fremover. Men efterspørgslen stiger, det samme gør overfaldene på det system, der leverer den energi - elnettet.

Svært vejr er en primær årsag til strømafbrydelser. Ifølge en nylig rapport fra Energiministeriet, vejrrelaterede afbrydelser alene har kostet landet mellem 18 og 32 milliarder dollar om året i gennemsnit siden 2003. Ifølge økonomer i Texas, den seneste vinterstorm, der ramte denne stat, kan ende med at koste op til 200 milliarder dollars - mere end orkanerne Harvey og Ike. Skovbrande i vest skaber også ødelæggelse for elektriske distributionssystemer. Strømafbrydelser i Californiens skovbrande -sæson i 2019 anslås at have kostet staten så meget som $ 2 mia.

Ældningsinfrastruktur er også et problem for det elektriske system. Gitteret er en blanding af forbindelser og aftaler på tværs af statslinjer, der bruger nogle gange arkaisk teknologi til at overleve, og dens arkitektur har brug for en drastisk eftersyn. En rapport fra Pew Charitable Trusts tyder på, at manglende investeringer i opgradering af elnettet vil medføre flere strømafbrydelser i fremtiden.

Alt dette blev diskuteret i et webinar for nylig for journalister som en del af Resilience Media Project, som er en del af det større initiativ om kommunikation og bæredygtighed ved Earth Institute of Columbia University.

Melissa Lott er forskningsdirektør for Center for Global Energy Policy ved Columbia University. Hun siger, at nettet er komplekst, og den består af meget mere end bare strømledninger. "Når vi taler om nettet, dit sind kan gå til bare ledningerne. Så, transmissionsledninger, disse virkelig store ting, der tager strømmen fra kraftværker til tættere på vores hjem, og derefter de mindre ledninger, som vi kalder distributionstråde, der faktisk tager den elektricitet til vores hjem og til det sidste punkt, hvor vi forbruger det. "Men det er bare en del af det, der udgør nettet." Det taler faktisk om kraftværker, der sætter strøm i, derefter de ledninger, der flytter den. Og der er alle forskellige typer trin der og derefter slutbrugskunderne. "

Kraftværker i dag er også afhængige af mange flere brændstofkilder end kun kul, som var en fast bestanddel af elproduktionen i årevis. Og det kan øge netets kompleksitet. Nogle anlæg har skiftet til naturgas, hvilket forårsagede problemer under den seneste Texas -storm, da nogle gasbrønde frøs. Der er også planter i biomasse - de bruger materiale fra planter eller dyr til at generere elektricitet. Og selvfølgelig, vedvarende energi fra vind og sol.

Vedvarende energi er vigtig for at reducere drivhusgasemissioner fra energiproduktion. Men implementering af vedvarende kilder øger de udfordringer, nettet står over for. Forbrugere, der producerer elektricitet gennem solpaneler på deres hustage, sætter nogle gange elektricitet i systemet, og andre gange at tage det ud. Denne skiftende efterspørgsel/produktionsmetode, siger Lott, gør gitteret endnu mere kompliceret.

I mellemtiden, energiselskaber og regeringen har ikke fulgt med vedligeholdelse og udvidelse af nettet på de niveauer, der er nødvendige for at holde det robust.

Så, alle disse faktorer - øget kompleksitet fra brændstofkilder, aldrende infrastruktur, for lidt investering - har, siger Lott, skabt problemer for energi i USA "Spoiler -alarm, vi klarer os ikke så godt. "

Og pandemien hjalp ikke, siger Jeanne Fox, en tidligere kommissær for New Jersey Board of Public Utilities. "Økonomien vil gradvist blive bedre. Men mange lav- og mellemindkomstfolk har ikke råd til at betale deres elregninger nu."

Så hvordan kan nettet gøres mere modstandsdygtigt, og mere retfærdig? Emily Chasan er kommunikationsdirektør hos Generate Capital, og er en tidligere reporter, der dækker energispørgsmål for Bloomberg. Hun siger, at netværket plejede at stole på store kraftværker i centrale områder af landet. Nu skal nettet ændres, at rumme vedvarende energikilder, der er mere spredt. "Vi har ikke rigtig fokuseret så meget på at opgradere nettet, så det kan håndtere al denne bevægelse og ændre den måde, vi producerer elektricitet på." Og hun siger, at nettet skal være klar til en stadigt voksende liste over måder, hvorpå strøm kan produceres og lagres. "Du kan mange år tænke på, at du måske kan tilslutte din elbil til dit hus og få det til at være en generator i stedet for at få en dieselgenerator."

Men for at komme til fremtidens net, Melissa Lott siger, at vi skal planlægge bedre i en overgangsperiode. Denne plan vil omfatte et "trebenet skammel" -generationssystem, der kan skabe stærk pålidelighed for nettet. Det første ben er vedvarende energi. Selvom variabel produktion fra vind og sol kan gøre distribution vanskeligere, de giver også en energi, der ikke kræver brændstof. Det andet ben ville give en mere stabil, mere konsekvent pålidelig forsyning af elektricitet. "Dette kan være atomkraftigt, dette kan være en stor hydro, dette kan være naturgas med kulstofopsamling og opbevaring ... "Det sidste ben i skammelen er energilagring - men ikke kun batterier til dine lommelygter. Enheder som Tesla Powerwall kan også bruges til at forsyne dit hjem med elektricitet i tilfælde af en kort strømafbrydelse.

Lott siger, at operatører også kan tænke igen, hvordan de allokerer strøm, når der opstår en krise. I Texas, hvor hun bor, Lott siger under den seneste vinterstorm, nogle industrier fortsatte med at have strøm, mens mange hjem omkring dem blev mørke. Det ville være omkostningseffektivt, hun siger, at betale nogle industrier, der bruger enorme mængder elektricitet til at reducere deres energiforbrug i et par dage for at holde husene varme. Denne proces kaldes 'demand-response, "og Lott siger, at der allerede er eksempler på, at denne metode dagligt bruges af nogle forsyningsselskaber." Du i dit hjem kan gøre dette ved at have en termostat, der fjernstyres af dit værktøj, og de siger:Hej, om sommeren vil vi betale dig som ti dollars for at lade os cykle dit klimaanlæg til og fra i tredive minutter (når det er nødvendigt). "

Alle disse ideer overvejes, da planlæggere diskuterer fremtiden for energinet. Men uanset hvad fremtidens net kan se ud, eksperter siger, at målrettede investeringer i netmodernisering og modstandsdygtighed vil reducere omkostningerne over tid - spare økonomien milliarder af dollars og reducere de vanskeligheder, som millioner af amerikanere oplever, når ekstremt vejr rammer.

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.