美国陈旧、肮脏、破旧的电网可能要花费5万亿美元来更换

电网是一个跨越整个大陆的惊人的机器综合系统。美国国家工程院称其为世界上最先进的机器人之一最伟大的工程成就20世纪的。

但它也很贵。根据我的分析，目前美国电网的(折旧)价值，包括发电厂、电线、变压器和电线杆，大约是1.5万亿到2万亿美元。替换它将花费近5万亿美元。

这意味着美国的电力基础设施，已经包含了数万亿美元的沉没资本，很快将需要大量的持续投资来保持现状。二战后的几十年里，在电力行业迅速扩张的过程中建成的一座电厂已经有了40年或更久的历史，长期以来一直在盈利，很可能需要更换。事实上，美国土木工程师协会刚刚给了整个能源基础设施a勉强合格d +的等级。

目前政府已发誓要大量投资于基础设施，这引起了一些关于电力系统的问题：我应该在未来样子的能源网？我们如何实现低碳的能源供应？会是什么费用？

基础设施似乎是一个可以获得支持的问题过道两侧。但是，为了使开支正确的决定，我们需要先了解一下现有电网的价值。

过渡的当前状态

电网本打算维持几十年，但很少有人意识到，整个系统必须在极短的时间内实现供需平衡。用于家庭照明、操作笔记本电脑或运行空调的每一瓦特电力都是在不同地点同时产生的，主要是通过燃烧使发电机中的磁铁旋转的燃料产生的。电网基本上没有储存电力;相反，大多数能源储存在燃料中——煤炭、天然气、核产品和大坝后面的水，等待着实时转换为电力的指令。

近年来，我们权力的来源发生了巨大的变化。最古老的发电机是大型发电厂，其中许多位于美国东部。最近增加的发电机规模更小，分布更广，比如屋顶太阳能电池板或风力发电场。一些专家说，这种分布式发电模式更接近电力消耗的地方——沿着电网边缘，而不是中央发电厂——是最重要的新规范。

展望未来，我们既可以建立电网回我们之前已经做了同样的方式，或者我们可以在新技术投资能够带来同样的服务，但在更低的成本。

了解更多关于网格2.0的信息VERGE 17，9月19日至21日在美国加州圣克拉拉。

我们怎么可以使它更清洁？有些人认为网格可以完全使用可再生能源(PDF)。另一些人说，对整个能源系统来说，“脱碳”或减少碳排放的最佳方法是广泛的电气化的工业和交通运输部门（PDF）好用的买球外围app网站。

但是，该怎么回答这样的转变将花费，我们需要知道：什么是当前电网成本是多少？所有有多少是混凝土，钢材，硅等，我们已经安装在地面目前价值？为了帮助通知决策者和规划者与他们对未来的憧憬拼杀，我开始回答这个问题。

是什么让了电网？

在这个练习中，我将“网格”限制在以下几个部分:

1. 发电厂
2. 高和低电压传输线，其中传输功率长距离
3. 配电线路，其带来的直接供电给建筑物或其它终点
4. 变电站对输电网的功率路由
5. 配电网上的变电站
6. 变形金刚是在配电网电压变化

这种计算省去了网格，额外的和必要的组件，如你家里面的电线，在对房屋和建筑物和消耗电力终端使用设备的配电盘米。

我们梳理了各种公开报告，使用最新的新建设估算值和标准折旧估算方法，量化了国家发电、输电和配电资产的价值。

这些电厂的总容量约为1.15万亿瓦。这是对1000核电反应堆（美国有大约100）的发电量。你可以想像，这将是昂贵的更换。对于单独的发电厂，重置价值近2.7万亿$，折旧价值，或粗糙的电流值，为近1万亿$。

总体而言，值的击穿为约56％电厂，9％传动系统和35％的分配系统。

前进道路是什么?

如果我们想要有一个更清洁的能源未来，有多种途径可以实现。然而，我假设最便宜和最有可能的途径将是利用而不是复制我们已经拥有的基础设施。最“即插即用”的途径之一(也是我们今天所看到的)是从燃煤发电向燃气发电的转变，这种转变可以利用现有的电线、电线杆和水利基础设施。

在光谱的另一端，氢经济将需要对新技术进行大量的新投资，所以它对我们现有技术的影响将会更小。例如，我们需要建造产生和储存氢气的场所。另一方面，它有更大的恢复力和可持续性的潜力。

在基础设施投资方面，一个看起来确实有希望的领域是升级大容量输电网。这些升级可以让电力在美国不同地区之间流动，类似于州际高速公路系统降低了全国各地的商业成本大大减少所花费的运输货物和服务在我们幅员辽阔的时间。

美国有些地区的电力生产成本更低，成本更低对环境的影响比其他地区要小。扩展传输线具有良好的风能和太阳能资源在全国的区域可以带来非常低成本电源给用户。问题是，这些地区并不总是那里的人，所以把这个权力的人，我们需要一个强大的传输网络。

分销网络 - 直接将动力传递给建筑物电网的部分 - 也可以没有太多的额外成本到网格的操作集成更多的太阳能。但是，一旦太阳能发电量达到电力需求的本地网络上的一定比例，其因地理位置而异，然后更多的费用支出（PDF）。

最终，消费者或纳税人总是会为这些升级项目买单，但收益可能会超过成本。德州电网的扩张已经考虑到了这一点更多的风能到达负荷中心其中，随着天然气价格的下跌以来，拉低了电力批发市场的成本。这些降低成本是那么交给纳税人。

有没有不需要投资路径 - 甚至只是保持我们所拥有的将耗资数千亿美元，如果不万亿美元，未来十年。更大的问题是：随着我们不断更换和重建这个惊人的电网，我们应该注重哪些技术呢？