في تحديث شبكة الطاقة الأمريكية

إن علم تغير المناخ لم يعد موضع شك - فقد أدى الانبعاث البشري لغازات الدفيئة إلى تغيير جو عميق. وفي حين أن التأثير الدقيق لهذا التغيير لا يزال غير مؤكد، فإن العلماء وصانعي السياسات في جميع أنحاء العالم يوافقون على أنه يجب استقرار المناخ.

لسوء الحظ، من المرجح أن يكلف التخفيف من تغير المناخ العالمي تريليونات الدولارات ويحتاج إلى تغيير في كل قطاع.

ومع ذلك، كما هو الحال مع جميع الاستثمارات المحتملة، فإن البعض لديه إمكانية لزيادة العائدات؛ في الاندفاع إلى الاقتصاد منخفض الكربون، فإن تلك الاستثمارات التي تغير بشكل جذري كيفية إنتاج الكهرباء واستهلاكها ونقلها وتخزينها ستكون الأكثر فائدة. وبصورة أعم، يمكن اعتبار جميع هذه التحسينات بمثابة تحسينات على شبكة المرافق. إذا كانت الولايات المتحدة ودول أخرى ترغب في تحقيق تغيير ذي مغزى، وتجديد شبكات الكهرباء الخاصة بهم هو استثمار ذكي.

شبكة المرافق الأمريكية هي أكبر آلة مترابطة في العالم، وتسليم الطاقة عند الطلب لمئات الملايين من الأميركيين في جميع أنحاء البلاد. ومع ذلك، وعلى الرغم من نطاقها الكبير وأهميتها، لا تزال الشبكة تعتمد على التكنولوجيات التي تم تطويرها في فترة ما بعد الحرب؛ شهدت الشبكة تحديثا محدودا، إن وجد، منذ تنفيذها الأولي. وفي العقود التي تلت ذلك، طور الباحثون ورجال الأعمال في جميع أنحاء العالم تكنولوجيات جديدة تسمح بالإنتاج الأنظف، ونقل أكثر كفاءة، وتخزين فعال للطاقة.

لقد آن الأوان لأن تستفيد الولايات المتحدة من هذه التطورات.

أولا وقبل كل شيء، تحتاج شبكة المرافق الأمريكية إلى تبني الاستخدام الواسع للطاقة المتجددة. التغييرات الأخرى على الشبكة ستكون بلا معنى إلى حد كبير ما لم تغير البلاد كيف تنتج الطاقة تستهلك . وفي الأصل، صحيح أن التكنولوجيات المتجددة لم تكن كافية لتلبية الطلب الوطني على الطاقة، ولكن في العقود التي انقضت منذ اختراعها الأصلي، نضجت التكنولوجيات.

وعلى وجه التحديد، تمتلك الطاقة الشمسية وطاقة الرياح القدرة، إذا ما تم نشرها على الصعيد الوطني، للحد من اعتماد الولايات المتحدة على الوقود الأحفوري. الولايات المتحدة تتبنى ببطء هذه التكنولوجيات: على سبيل المثال، ومنشآت مثل كيب الرياح هي على استعداد لبدء عصر الزراعة الرياح البحرية في الولايات المتحدة. وبغض النظر عن ذلك، يجب على الولايات المتحدة أن تسرع على طول الانتقال إلى الطاقة المتجددة إذا كانت تريد أن تكون رائدة في الاقتصاد منخفض الكربون.

بالإضافة إلى تغيير كيفية توليد الطاقة، يجب على أمريكا أيضا تغيير كيفية نقل الطاقة وتخزينها. والمشكلة الأساسية التي تعوق نشر التكنولوجيات المتجددة تسمى "التداخل"، أي أن الشمس لا تلمع دائما أو أن الرياح تنفخ دائما. ومع ذلك، يمكن لشبكة وطنية من الكابلات فائقة التوصيل ومراكز تخزين الطاقة أن تساعد على تخفيف ذلك.معظم الطاقة المتجددة المحتملة هي في المناطق التي يسكنها عدد قليل من السكان مثل جنوب غرب الولايات المتحدة - يمكن توصيل فائقة الكابلات أو الجهد العالي الحالية الكابلات الحالية نقل الطاقة من هذه المناطق النائية إما إلى الساحل، حيث الكهرباء هي في الطلب أكبر بكثير. وبالإضافة إلى ذلك، ستتيح شبكة محسنة من محطات التخزين لمصادر الطاقة المتجددة تخزين الطاقة الزائدة في أوقات ذروة الطلب.

على وجه التحديد، الطاقة الشمسية هي الأكثر إنتاجية في منتصف النهار وطاقة الرياح خلال الليل، كل من فترات انخفاض الطلب. من خلال تخزين الطاقة المتولدة خلال هذه الفترات لاستخدامها لاحقا، يمكن أن تتضاءل المشكلة المتقطعة بشكل كبير. وهناك سباق كبير جاري الآن لتحسين وتوسيع نطاق تقنيات تخزين الطاقة مثل وقد رأيت مع الفائدة المحيطة بويروال تيسلا ل.

وأخيرا، يجب على الولايات المتحدة الاستفادة من ظهور الحوسبة لإنشاء شبكة ذكية. مع إنترنت الأشياء ربط المعالجات للأشياء الدنيوية على نحو متزايد، فإنه لا يصدق أن أكبر آلة في العالم لديها ما يقرب من الصفر قوة الحوسبة. في الوقت الحقيقي تسعير الطاقة والأجهزة المنزلية الذكية وعد لتحويل الطلب لتلبية العرض عن طريق تحريك الإجراءات غير الضرورية مثل طبق والملابس مشاهدة إلى خارج أوقات الذروة.

الادخار هو أفضل وسيلة لتحفيز المستهلكين، وبالتالي تثقيف المستهلكين على الفوائد النقدية من الأجهزة الذكية مثل عش الحرارة جوجل هي خطوة هامة في التحرك نحو اقتصاد منخفض الكربون. وسيؤدي اعتماد الأجهزة والتكنولوجيات الذكية على نطاق الشبكة إلى خفض كبير في كمية الكهرباء التي تستهلكها الأسرة الأمريكية المتوسطة، ويحد كثيرا من العبء الواقع على عاتق شبكات الكهرباء والمرافق العامة لتوفير الطاقة القصوى.

مع هذا النطاق الهائل من العمل الذي يتعين إنجازه، من الطبيعي أن نتساءل كيف سيتم تمويل هذا. قد تبدو التكلفة هائلة، ولكن الولايات المتحدة قد عالجت مهام عملاقة مماثلة في الماضي مثل بناء نظام الطريق السريع بين الولايات. وبالنسبة لهذا المشروع، يمكن أن توفر الضرائب على الكربون والنفط والغاز عائدا كبيرا أثناء قيادة الابتكار واعتماد التكنولوجيات الخضراء القائمة. وبالمثل، يمكن للضرائب على خسائر الكهرباء (التي تبلغ ما يقرب من 7٪ من إجمالي إنتاج الطاقة) جمع الأموال لإنشاء خطوط طاقة جديدة وأكثر كفاءة. وأخيرا، يمكن لقطاع تخزين الطاقة الخاص أن يثبت أنه مكتف ذاتيا ومربح للغاية، ويحفز الابتكار في تكنولوجيات البطاريات ويزيد بشكل كبير من توافر التخزين في جميع أنحاء الشبكة. والعبء المالي المترتب على تجديد الشبكة أمر هام، ولكن الأسواق المالية هي التي تصل إلى مستوى المهمة.

كانت الولايات المتحدة في طليعة الثورة الصناعية، ومكانتها كمتبني مبكر استفاد كثيرا من البلاد وسكانها. إذا كانت أمريكا تعمل الآن، فإنها يمكن أن تكون أيضا في طليعة الثورة منخفضة الكربون التي هي على استعداد لتحويل الاقتصاد العالمي مرة أخرى. الوقت ينفد، على الرغم من، والوقت للعمل هو الآن.

لمزيد من المعلومات حول هذا الموضوع بالذات، انظر ورقة عمل جي ذات الصلة في موقع جي على الانترنت هنا.