在美國各地輸送電力的輸電線路網(wǎng)絡(luò)很老舊，原本不是為了滿足對風(fēng)能和太陽能等清潔能源的預(yù)期需求而建立的。

目前，發(fā)電占美國二氧化碳排放量的32%，主要來自燃燒石油、煤炭和天然氣等化石燃料。但廉價(jià)的無排放能源，如太陽能和風(fēng)能，只有在陽光照耀或刮風(fēng)的地方才豐富，不一定靠近家庭和企業(yè)。此外，隨著化石燃料逐漸被許多其他用途(如電動(dòng)汽車和熱泵)取代，電力需求將上升。

“雙重打擊”：年齡和位置

美國大部分電網(wǎng)建于20世紀(jì)60年代和70年代。目前，美國70%以上的輸電系統(tǒng)已經(jīng)超過25年的歷史了，導(dǎo)致了美國電網(wǎng)的“脆弱性”。

根據(jù)美國能源信息署的數(shù)據(jù)，2021年美國電力客戶平均停電時(shí)間超過7小時(shí)。在這七個(gè)小時(shí)中，有五個(gè)小時(shí)以上發(fā)生在所謂的“重大事件”期間，包括暴風(fēng)雪、颶風(fēng)和野火。這比2013年和2016年的平均停電三到四小時(shí)的時(shí)長大幅增加，主要罪魁禍?zhǔn)拙褪菢O端天氣。

美國能源部表示，“迪克西野火、颶風(fēng)艾達(dá)和2021年德克薩斯州凍結(jié)等極端天氣事件清楚地表明，美國現(xiàn)有的能源基礎(chǔ)設(shè)施將無法承受氣候變化引發(fā)的極端天氣事件的持續(xù)影響。”

根據(jù)咨詢公司Brattle Group的分析，美國更換達(dá)到壽命年限的電力傳輸基礎(chǔ)設(shè)施每年可能花費(fèi)約100億美元。擁有4萬英里輸電線的能源公司American Electric Power表示，其30%的輸電線路在未來10年內(nèi)需要更換。

除了電網(wǎng)年齡的增長外，現(xiàn)有輸電線路的位置也是一個(gè)問題。石油、煤炭和天然氣等化石燃料通常通過鐵路或管道運(yùn)輸，然后在城市附近的電站燃燒發(fā)電。美國的輸電線路系統(tǒng)是為了服務(wù)于這種城市發(fā)電模式而建造的。

清潔能源，如風(fēng)能和太陽能，不會(huì)排放溫室氣體排放，但產(chǎn)生的能源必須從風(fēng)力和太陽最強(qiáng)的地方轉(zhuǎn)移到實(shí)際使用電力的地方，利用最高質(zhì)量的風(fēng)能尤其如此。風(fēng)力渦輪機(jī)功率隨著風(fēng)速的減小而降低，最好的風(fēng)力發(fā)電站的出力可能是最差的風(fēng)電站的八倍。因此，風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展是升級電網(wǎng)傳輸?shù)囊淮篁?qū)動(dòng)力。

在20世紀(jì)60年代和70年代，美國和歐洲的電力建設(shè)都蓬勃發(fā)展。但在20世紀(jì)70年代的石油沖擊期間和之后，美國能源需求增長率基本上下降到1%或2%。從20世紀(jì)70年代末到21世紀(jì)初，美國電網(wǎng)以每年約2%的速度擴(kuò)張。

據(jù)分析，2030年的美國電力需求將比2021年的水平高出14%至19%，到2035年將高出27%至39%。因此，21世紀(jì)的電網(wǎng)必須適應(yīng)穩(wěn)步增長的電力需求，為電動(dòng)汽車、熱泵、工業(yè)電氣化和電解制氫提供動(dòng)力，以充分利用最好的風(fēng)能和太陽能資源，這都意味著美國需要一個(gè)更強(qiáng)大和更長途的電網(wǎng)。