Olmadı! Eski, Kirli, Creaky US Electric Grid, Yenilemeye $ 5 Trilyon Maliye Olacak

Olmadı! Eski, Kirli, Creaky US Electric Grid, Yenilemeye $ 5 Trilyon Maliye Olacak

Eski okul: Güvendiğimiz elektrik santrali ve iletim şebekelerinin çoğu yıllardır etrafta. andrewfhart / flickr, CC BY-SA

Elektrik şebekesi, tüm kıtayı kapsayan şaşırtıcı bir entegre makine sistemidir. Ulusal Mühendislik Akademisi en büyük mühendislik başarıları 20. yüzyılın Konuşma

Fakat aynı zamanda pahalıdır. Analizime göre, elektrik santralleri, teller, transformatörler ve kutuplardan oluşan ABD elektrik şebekesinin mevcut (amortismana tabi) değeri, kabaca 1.5 ila 2 ABD doları arasındadır. Değiştirmek neredeyse 5 trilyon dolara mal olacak.

Bu, halihazırda trilyonlarca dolarlık batık sermaye içeren ABD elektrik altyapısının, işleri olduğu gibi sürdürmek için kısa sürede önemli yatırımlara ihtiyaç duyacağı anlamına geliyor. II. Dünya Savaşı'ndan sonraki yıllarda elektrik sektörünün hızlı bir şekilde genişlemesi sırasında inşa edilen bir enerji santrali şimdi 40 yaşında veya daha büyük, uzun süre ödedi ve muhtemelen değiştirilmesi gerekiyor. Aslında, Amerikan İnşaat Mühendisleri Birliği, tüm enerji altyapısını bir ancak D + notu geçiyor.

Mevcut yönetim, elektrik sistemine ilişkin bir dizi soruyu ortaya çıkaran altyapıya yoğun yatırım yapma sözü verdi: Geleceğin enerji şebekesi neye benzemeli? Düşük karbonlu bir enerji kaynağını nasıl elde ederiz? Neye mal olacak?

Altyapı, destek alabilen bir sorun gibi görünüyor koridorun her iki tarafı. Ancak harcama konusunda iyi kararlar almak için önce mevcut şebekenin değerini anlamamız gerekir.

Mevcut geçiş durumu

Elektrik şebekesinin son on yıllara dayanması amaçlanmıştır, ancak çok az sayıda insan tüm sistemin zaman dilimlerinde arz ve talebi bir saniye kadar kısa bir süre içinde dengede tutması gerektiğini fark eder. Evleri aydınlatmak, dizüstü bilgisayarı çalıştırmak veya klima çalıştırmak için kullanılan her elektrik gücü aynı anda farklı yerlerde, çoğunlukla jeneratörlerde mıknatısları döndüren yakıtların yakılmasıyla üretilir. Esas olarak şebekede elektrik depolanması yoktur; bunun yerine çoğu enerji yakıtlarda depolanır - kömür, doğal gaz, nükleer ürünler ve barajların arkasındaki su, komutun gerçek zamanlı olarak elektriğe dönüştürülmesini bekler.


InnerSelf'ten En Son Haberleri Alın


ızgara 3 17Tüm ABD santrallerinin yeri ve amortisman statüsü. Joshua Rhodes, ÇED Formu 860 verileri.

Son yıllarda gücümüzü nereden aldığımız çarpıcı bir şekilde değişti. En eski jeneratörler, çoğu ABD’nin doğu kısmında yer alan büyük enerji santralleridir. En yeni eklemeler daha küçük ve daha yayılmıştır - çatıdaki güneş panelleri veya rüzgar çiftlikleri. Bazı uzmanlar bile, santralin güç kaynağı yerine şebekenin kenarı boyunca, elektrik tüketiminin yapıldığı yere daha yakın olan bu daha dağıtılmış üretim modelinin, yeni norm.

İleride, ızgarayı daha önce yaptığımız gibi geri yapabiliriz ya da aynı hizmeti sağlayabilecek yeni teknolojilere yatırım yapabiliriz; daha az maliyet.

Ve nasıl daha temiz hale getirebiliriz? Bazı insanlar şebekenin yapabileceğini düşünüyor. tamamen yenilenebilir enerji kaynakları üzerinde çalışmak. Diğerleri, enerji sisteminin bütünü için “karbonu gidermek” veya karbon emisyonlarını azaltmak için en iyi yol olduğunu söylüyor. yaygın elektrifikasyon arasında endüstriyel ve ulaştırma sektörleri.

Ancak bu geçişlerin ne kadara mal olacağını cevaplamak için, şunu bilmemiz gerekir: Mevcut şebekenin maliyeti nedir? Zemine hali hazırda kurduğumuz tüm beton, çelik, silikon vb. Değer ne kadar? Gelecekteki vizyonuyla boğuşan politika yapıcılar ve planlamacıları bilgilendirmeye yardımcı olmak için bu soruyu cevaplamak üzereyim.

Izgarayı oluşturan nedir?

Bu alıştırma için, “ızgarayı” aşağıdaki bölümlerle sınırlandırdım:

  1. Enerji santralleri
  2. Uzun mesafelerde güç taşıyan yüksek ve alçak voltaj iletim hatları
  3. Doğrudan binalara veya diğer bitiş noktalarına güç getiren dağıtım hatları
  4. İletim şebekesinde yönlendirme gücü için istasyonlar
  5. Dağıtım şebekesindeki trafo merkezleri
  6. Dağıtım şebekesinde gerilimi değiştiren transformatörler

Bu hesaplama, evinizin içindeki elektrik teli, evlerde ve binalarda bulunan elektrik panellerinde sayaçları ve elektriği tüketen son kullanım aygıtları gibi şebekenin ilave ve gerekli bileşenlerini bırakır.

Çeşitli kamu raporları aracılığıyla ve yeni inşaat için güncellenmiş tahminleri ve amortisman tahmini için standart yaklaşımları kullanarak, ülkenin elektrik üretimi, iletimi ve dağıtımı konusundaki varlıklarının değerini belirledik.

Bu santrallerin toplam kapasitesi 1.15 terawatts civarındadır. Bu yaklaşık 1,000 nükleer güç reaktörünün üretim kapasitesidir (ABD şu anda yaklaşık 100'e sahiptir). Tahmin edebileceğiniz gibi, bunun yerine pahalıya mal olur. Yalnız elektrik santralleri için yenileme değeri yaklaşık olarak 2.7 trilyon dolar, amortisman değeri veya kaba akım değeri yaklaşık olarak 1 trilyon dolar civarındadır. Genel olarak, değerin dökümü yaklaşık yüzde 56 santral, yüzde 9 iletim sistemi ve yüzde 35 dağıtım sistemidir.

grid2 3 17ABD elektrik altyapısının değiştirilmesinin ve amortismanlı değerinin dağılımı. ÇED de dahil olmak üzere, temel veri kaynaklarının birçoğu UT-Austin Enerji Enstitüsü'nün Tam Elektrik Maliyeti çalışmasında son zamanlarda kullanılanlarla aynıdır. Beklenen kullanım ömrünün sonunda başlangıç ​​maliyetinin yüzde 15 değerinde bir hurda değeriyle biten basitleştirilmiş bir doğrusal amortisman programı kullandık. Joshua Rhodes

Hangi yol ileri?

Daha temiz bir enerji geleceğine sahip olmak istiyorsak, oraya ulaşmak için birçok yol var. Ancak, en ucuz ve en olası yolun, sahip olduğumuz altyapıyı çoğaltmak yerine, kaldıraç kullanan en iyi yol olacağına inanıyorum. En “tak ve çalıştır” yollarından biri (ve bugün gördüklerimiz), mevcut kabloları, direkleri ve su altyapısını kullanabilen elektrik santrallerinde kömürden gazla çalışan jenerasyona dönüşümdür.

Spektrumun diğer ucunda, bir hidrojen ekonomisi yeni teknolojilerde büyük miktarda yeni yatırımlara ihtiyaç duyacağından, şu an sahip olduklarımızdan daha az yararlanacaktır. Örneğin, hidrojen üretmek ve depolamak için yerler inşa etmemiz gerekir. Öte yandan, daha esnek ve sürdürülebilir olma potansiyeline sahiptir.

grid3 3 17Yaşlarını göstermek: Yükseltme iletim hatları, ülkenin uzak bölgelerinden insanların bulunduğu yerlere güneş ve rüzgârdan üretilen gücü getirebilir; bu da şebekenin daha temiz ve potansiyel olarak daha düşük fiyatlara ulaşmasına yardımcı olur. indigoskies / flickr, CC BY-NC-ND

Altyapı yatırımları için umut vaat eden alanlardan biri de toplu enerji iletim ağını yükseltmektir. Bu güncellemeler gücün ABD bölgeleri arasında akmasına izin verebilir ve eyaletlerarası otoyol sisteminin ülke genelinde işletme maliyetlerini nasıl düşürdüğüne benzer olacaktır. Ülkemizdeki mal ve hizmetlerin taşınması için harcanan zamanı büyük ölçüde azaltır.

ABD’nin gücünün daha ucuz ve diğer alanlara göre daha az çevresel etki. İletim hatlarının ülkenin rüzgar ve güneş kaynaklarının iyi olduğu bölgelere yayılması, kullanıcılara çok düşük maliyetli güç sağlayabilir. Sorun, bu alanların her zaman insanların olduğu yerler olmadığıdır, bu yüzden bu gücü halka ulaştırmak için güçlü bir iletim ağına ihtiyacımız var.

Doğrudan şebekelere güç sağlayan şebekenin bir parçası olan dağıtım ağları, şebekenin işletimine fazladan maliyet gerektirmeden daha fazla güneş enerjisi entegre edebilir. Ancak güneş enerjisi kapasitesi, yerel şebekede, bölgeye göre farklılık gösteren belirli bir güç talebinin yüzdesine ulaştığında, daha fazla maliyet tahakkuk ettirilir.

Sonunda, tüketiciler veya vergi mükellefleri her zaman bu yükseltme projeleri için ödeme yaparlar, ancak faydalar maliyetlerden ağır basabilir. Teksas’ın elektrik şebekesini genişletmesi Yük merkezlerine ulaşmak için çok daha fazla rüzgar enerjisi Doğal gaz fiyatlarındaki düşüşle birlikte toptan elektrik piyasası maliyetlerini düşürmüştür. Bu düşük maliyetler o zaman Sıçanlar için geçti.

Yatırım gerektirmeyen bir yol yoktur - sadece on yıl boyunca yüzlerce milyar, hatta trilyonlarca dolara mal olacağımızı sürdürmek bile. Daha büyük soru şudur: Bu şaşırtıcı ızgarayı değiştirmeye ve yeniden inşa etmeye devam ettikçe, hangi teknolojilere odaklanmalıyız?

Yazar hakkında

Joshua D. Rhodes, Doktora Sonrası Enerji Araştırmacısı, Austin Texas Üniversitesi

Bu yazı orijinalinde Konuşma. Okumak Orijinal makale.

İlgili Kitaplar

{amazonWS: searchindex = Kitaplar; anahtar kelimeler = elektrik şebekesi; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

InnerSelf'i takip et

facebook-icontwitter-ikonrss-ikon

E-posta ile son alın

{Emailcloak = off}