Om modernisering av det amerikanska elnätet

Vetenskapen om klimatförändringen är inte längre i tvivel - det mänskliga utsläppet av växthusgaser har djupt förändrat atmosfären. Medan den exakta effekten av denna förändring fortfarande är osäker är forskare och politiska beslutsfattare överallt överens: klimatet måste stabiliseras.

Tyvärr kommer mildra globala klimatförändringar sannolikt att kosta trillioner dollar och nödvändiga förändringar i varje sektor.

Men som med alla potentiella investeringar har vissa möjligheter till större avkastning. i rush till koldioxidsnål ekonomi, kommer de investeringar som fundamentalt förändrar hur vi producerar, konsumerar, överför och lagrar el, det mest fördelaktiga. Mer allmänt sett kan alla dessa uppgraderingar betraktas som förbättringar i verktyget. Om Förenta staterna och andra länder vill uppnå meningsfull förändring är renoveringen av deras elnät en smart investering.

Det amerikanska verktyget är den största sammanlänkade maskinen i världen som levererar efterfrågan på hundratals miljoner amerikaner runt om i landet. Trots det enorma räckvidd och betydelse, bygger nätet fortfarande på teknik som utvecklats under efterkrigstiden. nätet har sett begränsat, om någon, uppdatering sedan dess första implementering. Under årtiondena har forskare och entreprenörer runt om i världen utvecklat ny teknik som möjliggör en renare produktion, effektivare överföring och effektiv lagring av energi.

Det är dags att USA tar fördelar med dessa framsteg.

Det amerikanska verktyget måste först och främst anta den utbredda användningen av förnybar energi. Andra ändringar i rutnätet kommer i stor utsträckning meningslöst om inte landet ändrar hur det producerar kraften förbrukar . Ursprungligen är det sant att förnybara teknologier inte var tillräckliga för att möta den nationella efterfrågan på efterfrågan, men teknikerna har mognat under årtiondena sedan deras ursprungliga uppfinning.

Speciellt har sol och vindkraft förmågan att, om den används i hela landet, begränsa USA: s beroende av fossila bränslen. Förenta staterna sakterar långsamt dessa tekniker: till exempel installationer som Cape Wind är redo att börja en era med havsbaserad vindkraft i USA. Oavsett Förenta staterna måste påskynda övergången till förnybar energi om den vill vara ledande inom låg koldioxidekonomi.

Förutom att ändra hur kraft genereras, måste Amerika också ändra hur energi överförs och lagras. Det grundläggande problemet som hindrar användningen av förnybar teknik kallas "intermittens", nämligen att solen inte alltid lyser eller vinden blåses alltid. Ett landsomfattande nätverk av superledande kablar och energilagringsplatser kan dock hjälpa till att lindra detta.Huvuddelen av potentiell förnybar kraft ligger i områden som är sparsamt bebodda, såsom den amerikanska sydvästra - superledande eller högspänningsströmkablar kan överföra ström från sådana avlägsna områden till antingen kusten, där el är i mycket större efterfrågan. Dessutom skulle ett förbättrat nätverk av lagringsstationer möjliggöra förnybara energikällor att lagra överskottsenergi vid tider med högsta efterfrågan.

Specifikt är solenergi mest produktiv på mitten av dagen och vindkraft under natten, båda perioder med låg efterfrågan. Genom att lagra kraft genererad under dessa perioder för senare användning kan intermittensproblemet minskas avsevärt. En stor ras är på gång nu för att förbättra och skala energilagringsteknologier som det har sett med intresset kring Teslas Powerwall.

Förenta staterna måste slutligen utnyttja tillkomsten av datorer för att skapa ett intelligent rutnät. Med tingenes internet som bifogar processorer till alltmer vanliga föremål är det otroligt att den största maskinen i världen har nästan noll datorkraft. Realtids energipriser och intelligenta hushållsapparater lovar att flytta efterfrågan för att möta utbudet genom att flytta oanvända åtgärder som maträtt och kläder som tittar på lågtider.

Besparingar är det bästa sättet att motivera konsumenterna, och att utbilda konsumenterna om de monetära fördelarna med smarta apparater, som till exempel Googles Nest Thermostat, är ett viktigt steg för att flytta mot en ekonomi med låga koldioxidutsläpp. Gridövergripande antagande av smarta apparater och tekniker kommer avsevärt att minska mängden el som förbrukas av det genomsnittliga amerikanska hushållet och kraftigt minska belastningen på nät- och elföretag för att ge toppkraft.

Det är naturligt att undra hur detta kommer att finansieras med ett så stort arbetsomfång. Kostnaden kan verka enorm, men de förenta staterna har tagit upp liknande gigantiska uppgifter i det förflutna som byggandet av det interstate highwaysystemet. För detta projekt skulle kol-, olja- och gasskatter kunna ge betydande intäkter medan man kör innovation och antagande av befintlig grön teknik. På samma sätt kan en skatt på elförluster (vilket totalt motsvarar nästan 7% av all effekt) generera medel för att skapa nya och effektivare kraftledningar. Slutligen kan en privat energilagringssektor visa sig vara självbärande och mycket lönsam, stimulera innovation inom batteriteknik och dramatiskt öka tillgängligheten av lagring i hela nätet. Den finansiella bördan att renovera nätet är betydande, men finansmarknaderna är upp till uppgiften.

Förenta staterna var i framkant av den industriella revolutionen och dess plats som en tidig adopter gav stor nytta av landet och dess invånare. Om Amerika agerar nu kan det också vara i framkant av Low-Carbon Revolutionen som är redo att omvandla världsekonomin en gång till. Tiden löper dock, och tiden att agera är nu.

För mer om detta ämne, se det relaterade JEI-arbetsdokumentet på JEIs webbplats här.