多种极端事件可以破坏电力服务，包括飓风，地震，洪水，野火，极端热，极端寒冷和延长的干旱。主要灾害可以在黑暗中留下成千上万的人。2月的德克萨斯州深度冻结被淘汰出局40％的国家发电能力。
在此类事件期间，未受影响的地区可能有权力备件。例如，在德克萨斯州2月停电期间，公用事业正在从太平洋西北地区的水电站发电，东北地区的天然气，北部平原的风和西南太阳能。
今天，这是不可能从美国的一端无缝移动电力。但在过去的十年中，国家实验室和大学的研究人员一直与行业工程师密切合作，以设计一个可以的州际电力系统。和Joe Biden总统的基础设施计划将通过分配数十亿美元来构建能够“移动更便宜，更清洁的电力最需要的地方”的高压传输线来移动。
我的工程研究专注于电力系统。在爱荷华州立大学，我们已经努力量化了宏格栅可以带到美国的好处。这些高容量传输系统互连能源资源和高电力需求领域，称为负载中心，在大型地理区域上。
近年来，风和太阳能成本急剧下降。然而，可再生能源只提供约21％的美国电力。
电力国家公路系统
德怀特艾森豪威尔一直在考虑国家州际公路系统几十年在1953年担任总统之前，艾森豪威尔认为这样的制度是“必要的是辩护，因为它是我们的国民经济与个人安全。“
国会同意并通过了1956年联邦援助公路法案，授权联邦政府支付该额外1140亿美元制度的90％的费用。
艾森豪威尔担心撤离城市在核战争的情况下。宏格栅的安全参数侧重于扰听电网的极端事件。和经济论证中心，从有很多电力需求的地区移动风，太阳能和水力发电。
今天，北美电网实际上是五个网格，也称为互连。两个大型，东部和西方互连，涵盖了大部分48个州和加拿大的大型条件，而三个较小的网格为德克萨斯州，阿拉斯加州和魁北克北部服务。每个网格使用交流电或交流，将电力从发电机移动到客户。
东部，西方和德克萨斯州互连链接高压直流（HVDC）线路使得可以在它们之间传输功率。这些设施是老化的只能转移少量电力网格之间。考虑宏格栅的一种方法是作为叠加层，它将现有的U.S.网格拉到一起，使其更容易移动它们之间的电源。
将东部，西方和德克萨斯州网格连接到海上风电场的潜在美国宏观格。
分享跨越地区的权力
拜登提出了彻底行动，以实现美国的清洁能源转型，包括将电力碳无碳 - 自2035。这将需要在未来15年内添加许多新的可再生发电能力。
近年来，风和太阳能成本急剧下降。今天来自新的，大型风或太阳能厂的电力比电力便宜现有的煤炭厂。然而可再生能源仅提供大约21％的美国电力。
宏格栅以两种方式降低新风和太阳能厂的电力成本。首先，它将实现高质量的可再生能源 - 主要是中西部风和南方太阳能，以及潜在的加拿大水电 - 供应沿海装载中心。建立传动系统可以更便宜，可以长距离移动该功率，而不是从较低质量，较弱的太阳和风力资源更接近城市。
其次，宏格栅将使在地区之间共享能源生产和网格服务。由于时间区，这一策略利用了时间差异，以及电力需求趋于的事实一天的一定时期峰顶，例如人们在晚上回家。在需求的日期，电价上涨和下降。
例如，在下午3点。太平洋时间，西海岸的电力需求相对较低，这意味着该电力的成本也很低。超越的西方电力可用于在东海岸供应需求，其中每天3点同时达到每日峰值。西海岸“低”，在下午6点发生。东部时间。四个小时后，西海岸击中其上午7点。太平洋时间每日高峰，这将是下午10点。在东海岸，这将有额外的分享向西。
产能分享也有效，因为在不同地区的一年中的不同时间发生了年高峰电力需求。每个区域都必须访问足够的生成能力以满足其年峰值负载，以覆盖一代失败的余量。宏格栅将使区域能够在本地不需要时共享多余的发电量。
如果美国花费500亿美元开发宏观格，那么开发和运营国家电力系统的总长期成本和实现2038年的50％可再生电力将减少500亿美元。
即使在两个区域的年峰值只有几天内，这种策略也会提供福利。当它们不同数周或数月时，收益可能很大。例如，太平洋西北部的功率需求通常在冬季峰值，因此该地区可以从夏季需求峰值的西南和中西部借用能力，反之亦然。
建筑传输挽救了钱
在一项研究中，我在2020年出版的学术界和工业同事，我们展示没有宏格栅，它会花费超过2.2万亿美元从2024年至2038年开发和运营国家电力系统，在2038年实现50％的可再生能源发电。这包括增加600千兆瓦的新发电能力，这些能力几乎完全是风和太阳能的。剩余化石和核电站的运营成本;并建立新的交流传输线，将新电厂连接到客户。
然而，我们计算出，如果美国花费500亿美元开发宏观格，而且在2038年在2038年开发和运营50％的可再生电力的总长期成本将减少超过500亿美元。换句话说，通过使可以跨越地区分享权力并从远程区域提供高质量的可再生能力到装载中心，宏格栅将超过自己支付。
一些观察者可能担心，国家连接的网格将比我们现有的系统更容易受到级联的停电。实际上，宏格图实际上将更加可靠，因为HVDC通过其灵活的转换器站提供了增加的电网控制能力。
行业领袖和清洁能源倡导者正在呼唤美国追求宏格栅开发。但北美是落后世界上大多数世界开发区域间电力线以利用低成本清洁能源资源。如果500亿美元似乎是一个大的投资，请考虑这一点：这也是估计最低成本德克萨斯州深度冻结期间的中断和能源价格飙升。
本文已重新发布谈话在创造性的公共许可证下。
