Съавтор на Катрин Уорден, юридически стажант, Юридическо училище в Станфорд.

най-голямата

Американската мрежа пренася електричество от над 7 700 електроцентрали през 707 000 мили високоволтови линии и през милиони мили нисковолтови линии и трансформатори до милиони клиенти. Това е впечатляваща машина, но подобно на други технологии от началото на 20-ти век, тя трябва да се рестартира. Всяка година стотици милиарди киловатчаса електроенергия се губят по пътя към домовете и бизнеса ни, но за щастие са налични решения.

Американската мрежа губи около 5 процента от цялата електроенергия, генерирана чрез пренос и разпределение - достатъчно, за да захрани четири пъти всичките седем централноамерикански държави. Отделно задръстванията в мрежата, подобно на задръстванията, водят до загуба и струват на потребителите приблизително 6 милиарда долара годишно в по-високи сметки за енергия. В същото време много далекопроводи се използват недостатъчно, дори в пиковите часове.

Има обаче начини за подобряване на ефективността на мрежата. Усъвършенстваните технологии за предаване могат да помогнат за оптимизиране на движението на електричество през системата, подобно на това, че навигационните приложения в реално време помагат на водачите да преговарят задръстените пътища. По-новите технологии могат също така да намалят загубата на електроенергия по време на пренос, спестявайки пари на потребителите, намалявайки замърсяването чрез намаляване на количеството електроенергия, което трябва да се генерира, и помагайки за повече енергия без емисии в нашата мрежа.

Можем да подобрим ефективността на съставните части на мрежата

Един от проблемите е, че комуналните услуги продължават да изграждат пренос със стари технологични проводници, които разсейват твърде много енергия (която се губи при излъчване на топлина във въздуха). Но наличните днес модерни жици, които използват сърцевини от въглеродни влакна и опаковат проводящите метали по-тясно, правят ги по-леки, по-здрави и по-ефективни.

Конвенционален алуминиев проводник подсилен стоманен кабел (вляво) и композитен сърцевинен кабел с голям капацитет, алуминиев проводник с нисък провис, с лека композитна сърцевина и компактни трапецовидни алуминиеви нишки (вдясно) Източник Wikipedia.

В Тексас тези нови проводници, монтирани на пренос от 240 мили, са намалили загубите на електроенергия с 40 процента и почти са удвоили капацитета на преносните линии. Докато съвременните кабели струват повече, спестяванията на енергия са повече, отколкото са платили за тях - потребителите са спестили приблизително 30 милиона долара само за първата година от по-ниски загуби на линия и са намалили същото количество замърсяване с въглерод от изпускателните тръби на 34 000 автомобила годишно.

Достъпът до по-добра информация може да помогне за по-ефективното управление на мрежата

Усъвършенстваните технологии за наблюдение, като синхрофазорните технологии, предоставят информация в реално време в мрежата. Синхрофазорите са синхронизирани измервания на напрежение, ток и честота на различни места в мрежата. По този начин те могат да помогнат за подобряване на надеждността на мрежата, да намалят разходите, да улеснят интеграцията на възобновяемите енергийни източници и да помогнат при планирането на мрежата и решенията за инвестиции.

В Канзас, където около 36 процента от електричеството на щата идва от вятър, операторите на мрежи използват динамични номинални линии (или ограничения), разрешени чрез наблюдение на околните условия на линиите, за да добавят капацитет на линията. Охлаждащите линии могат безопасно да пренасят повече електричество, по-топлите линии по-малко, но при липса на информация в реално време на преносните линии се определя фиксиран лимит за количеството електричество, което те могат да носят. Дистанционното наблюдение може да помогне за интегрирането на повече вятърна енергия в мрежата, тъй като границите на линията могат да бъдат увеличени, за да отразят охлаждащия ефект на вятъра. По този начин трябва да се набере (или да се намали) по-малко вятърна енергия поради неадекватно предаване.

По-новите технологии могат да помогнат за директен поток на електроенергия за по-добро използване на капацитета на мрежата

Технологиите, които насочват електричеството далеч от претоварени проводници и към недостатъчно използвани, могат да намалят задръстванията по линиите, за да извлекат повече капацитет от съществуващата инфраструктура, като по този начин намалят ограничаването на производството на възобновяема енергия. Оптимизацията на топологията на предаването използва софтуер и съществуващи прекъсвачи с високо напрежение за пренасочване на потока на мощността около претоварени или претоварени предавателни елементи. Това „превключване на линии“ може да намали ограничаването на възобновяемата енергия с до 40 процента. По подобен начин технологията за контрол на потока на енергия (устройства, които пренасочват захранването от претоварени към недостатъчно използвани линии) може да помогне за включването на повече възобновяема енергия в съществуващата мрежа, като част от разходите за изграждане на нов капацитет на мрежата.

Стимулите трябва да бъдат съобразени с подобряване на ефективността и насърчаване на иновациите

В продължение на десетилетия операторите и регулаторите на нашата електрическа мрежа осигуряват нейната надеждност - което е изключително важно - като остават на изпитаното и вярно. Но надеждността не трябва да идва за сметка на иновациите и иновациите могат да подобрят надеждността. Тъй като климатът ни продължава да се затопля, екстремните бури и наводнения все повече застрашават електропреносните и разпределителните системи. По-новите технологии за пренос могат да помогнат за справяне с причините и последиците от изменението на климата.

Има редица неща, които федералните и щатските регулатори, мрежовите оператори, комуналните услуги и законодателните органи могат да направят, за да насърчат модернизирането на нашата мрежа - и намаляване на разходите и замърсяването.

Инвестиционни стимули. Федералната комисия за енергийно регулиране (FERC) регулира как комуналните услуги печелят пари, което обикновено означава, че комуналните услуги се възстановяват от своите клиенти процент от това колко са похарчили за капиталови инвестиции като изграждане на пренос. (Това е известно като регулиране на разходите за услуга.) По този начин, колкото повече комунални услуги харчат за квалифицирани инвестиции, толкова повече пари правят. Законът за енергийната политика от 2005 г. изисква от FERC да създаде стимули за някои отговарящи на условията проекти за пренос, за да насърчи внедряването на модерни технологии за пренос. Докато FERC създаде такива стимули в Поръчка 679 и първоначално одобри десетки заявления, тези стимули бяха основно фокусирани върху разширяването на мрежата и по-малко върху оптимизирането на съществуващата мрежа.

Въпреки че оттогава FERC е предприел много по-рестриктивен подход, след като е преразгледал въпроса за стимулите, той не е създал механизъм, подходящо насърчаващ обсъжданите тук технологии. FERC трябва да обмисли повече усъвършенствания, за да гарантира, че доказаните, рентабилни средства за подобряване на ефективността на съществуващата инфраструктура са подходящо възнаградени.

Стандарти за ефективност. Само през 2015 г. стандартите за енергийна ефективност на Министерството на енергетиката (DOE), обхващащи над 60 категории продукти, намалиха националните сметки за енергия с около 80 млрд. Долара. Но разпределителните трансформатори понастоящем са единственият тип преносна технология, обхваната от стандартите за уреди и оборудване на DOE. Разширяването на обхвата на стандартите DOE (които обхващат уреди като климатици и пещи) може да бъде един от начините за подобряване на ефективността, но стандартите вероятно ще трябва да отчитат регионалните различия в предизвикателствата на климата и природните бедствия, които засягат най-подходящия вид преносна технология за определен регион. Стандартите също ще трябва да обмислят как подобряването на ефективността на един компонент от взаимосвързаната мрежа ще подобри общата ефективност на системата.

Общосистемен стандарт, който надхвърля отделните части на преносната система, би могъл да осигури подходящ стимул и гъвкавост за комунални услуги, които притежават пренос, да търси своите най-малко ефективни компоненти и да намери най-рентабилните решения, за да отговори на стандарта. За да се ограничи замърсяването на въздуха, например Американската агенция за защита на околната среда) определя стандарти за емисии за електроцентрали и превозни средства, вместо да изисква специфични технологии за контрол на емисиите. Тази гъвкавост може да насърчи иновациите, както и усвояването на технологиите.

Промяна на регулаторната система. Настоящият регулаторен процес трябва да направи повече, за да насърчи комуналните услуги да възприемат модерни и ефективни технологии за пренос. Едно от решенията е FERC, който контролира междудържавното движение на електроенергия, и държавните комисии за комунални услуги да обмислят ползите за потребителите, които по-ефективните технологии биха могли да предложат при процедурите за скорост на пренос и одобренията за местоположение. Регулаторите могат да изискват комунални услуги, които се стремят да изградят нова инфраструктура, за да покажат, че поне са разглеждали икономически ефективни и по-ефективни технологии. Друго е да промените системата, за да възнаграждавате директно комуналните услуги за постигане на предварително дефинирани резултати, като ефективност или достъпност, вместо да им позволявате да възстановят каквито и да са разходи. Известна като регулация, базирана на ефективността, този вид система вече е внедрена в Обединеното кралство, както и в няколко държави, включително Ню Йорк като част от инициативата за реформиране на енергийната визия.

Разполагаме с технологиите, за да направим съществуващата мрежа по-силна, по-чиста и по-ефективна. С регулаторна структура, която позволява на комуналните услуги и мрежовите оператори да възприемат тези подобрения, съвременните технологии за пренос могат да помогнат за осигуряването на повече чиста енергия на повече хора, надеждно и рентабилно, днес.