Over het moderniseren van het stroomnet van de VS

De wetenschap van klimaatverandering is niet meer twijfelachtig - de menselijke uitstoot van broeikasgassen heeft de sfeer diep veranderd. Hoewel de exacte impact van deze verandering nog onzeker is, zijn wetenschappers en beleidsmakers over de hele wereld het erover eens: het klimaat moet gestabiliseerd worden.

Helaas is het waarschijnlijk dat bilaterale klimaatveranderingen waarschijnlijk triljoenen dollars kosten en verandering in elke sector vereisen.

Maar evenals bij alle mogelijke investeringen, hebben sommige de mogelijkheid om meer rendementen te krijgen; In de haast naar de koolstofarme economie zullen de investeringen die fundamenteel veranderen in het produceren, verbruiken, verzenden en opslaan van elektriciteit het meest voordelig zijn. Meer in het algemeen kunnen alle upgrades worden beschouwd als verbeteringen aan het hulpprogramma. Als de Verenigde Staten en andere landen zinvolle veranderingen willen bereiken, is het renovatie van hun elektriciteitsnet een slimme investering.

Het Amerikaanse hulpprogramma is de grootste gekoppelde machine in de wereld, die on-demand vermogen levert aan honderden miljoenen Amerikanen in het hele land. Ondanks zijn enorme omvang en belangstelling berust het netwerk nog steeds op technologieën die zijn ontwikkeld in de naoorlogse periode; het rooster heeft beperkt gezien, indien van toepassing, bijgewerkt sinds de initiële implementatie ervan. In de afgelopen decennia hebben onderzoekers en ondernemers over de hele wereld nieuwe technologieën ontwikkeld die de schonere productie, efficiëntere transmissie en effectieve opslag van energie mogelijk maken.

Het is tijd dat de Verenigde Staten voordelen hebben van deze voorschotten.

In de eerste plaats moet het Amerikaanse hulpprogramma het wijdverspreide gebruik van hernieuwbare energie toepassen. Andere wijzigingen in het raster zullen grotendeels zinloos zijn, tenzij het land verandert hoe het produceert de kracht die verbruikt . Oorspronkelijk is het vanzelfsprekend dat hernieuwbare technologieën ontoereikend waren om te voldoen aan de nationale vraag naar energie, maar in de decennia sinds hun oorspronkelijke uitvinding, zijn de technologieën volwassen.

Zonne- en windkracht hebben in het bijzonder de mogelijkheid om, afhankelijk van de inzet van de Verenigde Staten, afhankelijkheid van fossiele brandstoffen te beperken. De Verenigde Staten trachten deze technologieën langzaam te omarmen. Bijvoorbeeld, installaties zoals Cape Wind zijn klaar om een ​​tijdperk van offshore windenergie in de Verenigde Staten te starten. Ongeacht, de Verenigde Staten moeten de overgang naar hernieuwbare energie versnellen als zij een leider in de koolstofarme economie willen zijn.

Naast het veranderen van de stroom wordt gegenereerd, moet Amerika ook veranderen hoe energie wordt overgedragen en opgeslagen. Het basisprobleem dat de inzet van hernieuwbare technologieën belemmert, heet 'intermittentie', namelijk dat de zon niet altijd schijnt of de wind altijd blaas. Een landelijk netwerk van supergeleidende kabels en energieopslagcentra kan echter helpen om dit te verlichten.Het merendeel van de potentiële hernieuwbare energie is in gebieden die dunbevolkt zijn, zoals het Amerikaans-Zuidwesten. Supergeleidende of hoogspannings-gelijkstroomkabels zouden de stroom van dergelijke afgelegen gebieden naar de kust kunnen overbrengen, waar elektriciteit in veel grotere vraag is. Bovendien zou een verbeterd netwerk van opslagstations hernieuwbare energiebronnen toestaan ​​om overmatige energie op te slaan voor tijden van piekvraag.

Specifiek, zonne-energie is het meest productief bij mid-day en windkracht tijdens de nacht, beide periodes van lage vraag. Door het opslaan van stroom die tijdens deze perioden is gegenereerd voor later gebruik, kan het intermitteringsprobleem sterk worden verminderd. Er is nu een fantastische race aan de hand om de energieopslagtechnologieën te verbeteren en te schalen, zoals is gezien bij de belangstelling rondom Tesla's Powerwall.

Ten slotte moeten de Verenigde Staten gebruikmaken van de komst van computing om een ​​intelligent raster te creëren. Met het Internet van Dingen die processors bijhouden aan steeds meer aardige voorwerpen, is het ongelooflijk dat de grootste machine ter wereld bijna nul computerkracht heeft. Real-time energieprijzen en intelligente huishoudelijke apparaten beloven om de vraag te verschuiven om te voldoen aan het aanbod door niet-essentiële acties te verplaatsen, zoals gerechten en kleren, die naar de piekuren kijken.

Sparen is de beste manier om consumenten te motiveren, zodat consumenten op de monetaire voordelen van slimme apparaten, zoals Google's Nest Thermostaat, een belangrijke stap zijn om te gaan naar een koolstofarme economie. Door middel van het raamwerk van slimme apparaten en technologieën zal de hoeveelheid elektriciteit die door het gemiddelde Amerikaanse huishouden wordt verbruikt aanzienlijk verminderen en de last op de net- en nutsbedrijven sterk verminderen om piekvermogen te bieden.

Met zo'n enorme omvang van het werk dat wordt bereikt, is het natuurlijk te vragen hoe dit gefinancierd zal worden. De kosten lijken misschien enorm, maar de Verenigde Staten hebben in het verleden ook gigantische taken aangepakt, zoals de bouw van het interstate snelwegsysteem. Voor dit project zouden koolstof-, olie- en gasbelastingen aanzienlijke inkomsten kunnen opleveren, terwijl innovatie en goedkeuring van bestaande groene technologieën worden aangedreven. Evenzo kan een belasting op elektriciteitsverliezen (die bijna 7% van alle stroomuitvoer bedragen) fondsen opwekken voor het creëren van nieuwe en efficiëntere elektriciteitsleidingen. Tenslotte kan een particuliere energieopslagsector zich zelfonderhoudend en zeer winstgevend bewijzen, innovatie in batterijtechnologieën stimuleren en de beschikbaarheid van opslag door het hele netwerk dramatisch verhogen. De financiële last om het raster te renoveren is significant, maar de financiële markten staan ​​voor de taak.

De Verenigde Staten stonden in de voorhoede van de Industriële Revolutie, en zijn plaats als vroege adopter heeft het land en zijn inwoners enorm profiteerd. Als Amerika nu optreedt, kan het ook in de voorhoede zijn van de Lage Koolstofrevolutie die bereid is om de wereldeconomie opnieuw te transformeren. De tijd loopt echter uit en de tijd om te handelen is nu.

Voor meer informatie over dit onderwerp, zie het bijbehorende JEI Working Paper op de website van de JEI hier.