ओह! ओल्ड, डर्टी, क्रेकी यूएस इलेक्ट्रिक ग्रिड बदलने के लिए $ 5 ट्रिलियन की लागत आएगी

ओह! ओल्ड, डर्टी, क्रेकी यूएस इलेक्ट्रिक ग्रिड बदलने के लिए $ 5 ट्रिलियन की लागत आएगी

पुराने स्कूल: हम पर निर्भर कई बिजली संयंत्र और ट्रांसमिशन नेटवर्क दशकों के आसपास रहा है। andrewfhart / फ़्लिकर, सीसी द्वारा एसए

विद्युत ग्रिड एक संपूर्ण महाद्वीप फैले हुए मशीनों की एक अद्भुत एकीकृत प्रणाली है। नेशनल एकेडमी ऑफ इंजीनियरिंग ने इसे बुलाया है सबसे बड़ी इंजीनियरिंग उपलब्धियां 20 वीं शताब्दी का वार्तालाप

लेकिन यह भी महंगा है। मेरे विश्लेषण से, यूएस बिजली ग्रिड के वर्तमान (मूल्यह्रास) मूल्य, जिसमें बिजली संयंत्रों, तार, ट्रांसफार्मर और पोल शामिल हैं, लगभग $ 1.5 से $ 2 ट्रिलियन तक का है इसे बदलने के लिए लगभग $ 5 ट्रिलियन का खर्च आएगा

इसका मतलब अमेरिकी बिजली के बुनियादी ढांचे का है, जो पहले से ही डूबा हुआ पूंजी के अरबों डॉलर का है, को जल्द ही महत्वपूर्ण चल रहे निवेश की आवश्यकता होगी ताकि चीजों को वे जिस तरह से हो, उसे रखने के लिए जल्द ही निवेश की आवश्यकता होगी। द्वितीय विश्व युद्ध के बाद दशकों में बिजली क्षेत्र के तेजी से विस्तार के दौरान बनाया गया एक बिजली संयंत्र अब 40 वर्ष या इससे अधिक उम्र का है, लंबे समय से भुगतान किया जाता है, और इसकी संभावना को प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए। वास्तव में, अमेरिकन सोसाइटी ऑफ सिविल इंजीनियर्स ने पूरी ऊर्जा अवसंरचना को एक ही दिया बमुश्किल डी + के ग्रेड उत्तीर्ण

मौजूदा प्रशासन ने बुनियादी ढांचे में भारी निवेश करने की कसम खाई है, जो बिजली व्यवस्था के संबंध में कई सवाल उठाती है: भविष्य की ऊर्जा ग्रिड किस प्रकार दिखनी चाहिए? हम कम कार्बन ऊर्जा आपूर्ति कैसे प्राप्त करते हैं? इसकी लागत क्या होगी?

इंफ्रास्ट्रक्चर एक ऐसा मुद्दा है जो इससे समर्थन प्राप्त कर सकता है गलियारे के दोनों ओर। लेकिन खर्च पर अच्छे निर्णय लेने के लिए, हमें पहले मौजूदा ग्रिड के मूल्य को समझने की आवश्यकता है।

संक्रमण की वर्तमान स्थिति

इलेक्ट्रिक ग्रिड का उद्देश्य पिछले दशकों के लिए है, फिर भी कुछ लोगों का यह एहसास है कि पूरे सिस्टम को एक दूसरे के रूप में संक्षिप्त के रूप में समय-सीमा में आपूर्ति और मांग को संतुलित करना चाहिए। प्रकाश घरों, ऑपरेटिंग लैपटॉप या एयर कंडिशनर चलाने के लिए विद्युत शक्ति का हर वाट एक ही समय में अलग-अलग स्थानों पर उत्पन्न होता है, जो ज्यादातर ईंधन जलाने से होता है जो जनरेटर में स्पिन मैग्नेट होता है। ग्रिड पर मूलतः कोई भंडारण नहीं है; बजाय सबसे ऊर्जा ईंधन में संग्रहीत है - कोयला, प्राकृतिक गैस, परमाणु उत्पादों और बांधों के पीछे पानी, वास्तविक समय में बिजली में परिवर्तित होने के आदेश की प्रतीक्षा कर रहा है।

ग्रिड 3 17सभी अमेरिकी बिजली संयंत्रों की स्थिति और अवमूल्यन स्थिति यहोशू रोड्स, ईआईए फॉर्म 860 डेटा।

हाल के वर्षों में, जहां हम अपनी शक्ति नाटकीय रूप से बदल गए हैं सबसे पुराना जनरेटर बड़े बिजली संयंत्र हैं, जिनमें से अधिकांश यू.एस. के पूर्वी भाग में स्थित हैं। सबसे हालिया परिवर्धन छोटे और अधिक फैल गए हैं - छत के सौर पैनलों या पवन खेतों के बारे में सोचें। कुछ विशेषज्ञों ने यह भी कहा है कि अधिक वितरित पीढ़ी का यह मॉडल जहां बिजली का सेवन किया जाता है - केंद्रीय बिजली संयंत्रों की बजाय नेटवर्क के किनारे पर - यह है नया आदर्श.

आगे जा रहे हैं, हम या तो ग्रिड को वापस उसी तरह वापस कर सकते हैं, जो हमने पहले किया है या हम नई प्रौद्योगिकियों में निवेश कर सकते हैं जो एक ही सेवा ला सकते हैं पर कम लागत.

और हम इसे क्लीनर कैसे बना सकते हैं? कुछ लोगों को लगता है कि ग्रिड कर सकते हैं नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों पर पूरी तरह से चलाना। दूसरों का कहना है कि ऊर्जा व्यवस्था के लिए कार्बन उत्सर्जन को कम करने, या कार्बन उत्सर्जन को कम करने का सबसे अच्छा तरीका है व्यापक विद्युतीकरण का औद्योगिक और परिवहन क्षेत्र.

लेकिन इस तरह के बदलाव की लागत का उत्तर देने के लिए, हमें यह जानना चाहिए कि मौजूदा ग्रिड लागत क्या है? सभी कंक्रीट, स्टील, सिलिकॉन इत्यादि कितना है, जो हमने वर्तमान में मूल्य के आधार पर स्थापित किया है? भविष्य की दृष्टि से जुड़ी नीति निर्माताओं और योजनाकारों को सूचित करने में मदद करने के लिए, मैं उस प्रश्न का उत्तर देने के लिए तैयार हूं।

क्या ग्रिड बनाता है?

इस अभ्यास के लिए, मैंने निम्नलिखित भागों में "ग्रिड" को सीमित किया है:

  1. बिजली संयंत्रों
  2. उच्च और निम्न-वोल्टेज संचरण लाइनें, जो लंबी दूरी पर बिजली परिवहन करती हैं
  3. वितरण लाइनें, जो सीधे इमारतों या अन्य अंत बिंदुओं पर बिजली लाती हैं
  4. ट्रांसमिशन ग्रिड पर रूटिंग पावर के लिए सबस्टेशन
  5. वितरण ग्रिड पर सबस्टेशन
  6. ट्रांसफॉर्मर जो वितरण ग्रिड पर वोल्टेज बदलते हैं

यह गणना ग्रिड के अतिरिक्त और आवश्यक घटकों को छोड़ देती है, जैसे आपके घर के अंदर बिजली का तार, घरों और इमारतों पर बिजली के पैनलों पर मीटर और बिजली का उपभोग करने वाली अंतिम उपयोग वाली डिवाइस।

विभिन्न सार्वजनिक रिपोर्टों के माध्यम से जुड़ाव और मूल्यह्रास का अनुमान लगाने के लिए नए निर्माण और मानक तरीकों के लिए अद्यतन अनुमानों का उपयोग करते हुए, हम बिजली उत्पादन, संचरण और वितरण के लिए राष्ट्र की संपत्ति के मूल्य की मात्रा निर्धारित करते हैं।

इन विद्युत संयंत्रों की कुल क्षमता लगभग 1.15 टेरावाट्स है। यह लगभग 1,000 परमाणु ऊर्जा रिएक्टरों (वर्तमान में यूएस XNUM के बारे में है) की सृजन क्षमता है। जैसा कि आप कल्पना कर सकते हैं, यह जगह बदलने के लिए महंगा होगा। अकेले बिजली संयंत्रों के लिए, प्रतिस्थापन का मूल्य लगभग $ 100 ट्रिलियन है, और घिसने वाले मूल्य या किसी न किसी वर्तमान मूल्य का लगभग $ 2.7 ट्रिलियन है कुल मिलाकर, मूल्य का टूटना लगभग 1 प्रतिशत बिजली संयंत्र, 56 प्रतिशत संचरण प्रणाली और 9 वितरण प्रणाली है।

ग्रीड 2 3 17अमेरिकी बिजली के बुनियादी ढांचे के प्रतिस्थापन और अवमूल्यन मूल्य का टूटना। ईआईए सहित कई अंतर्निहित डेटा स्रोत, उसी तरह हैं जो हाल ही में यूटी-ऑस्टिन एनर्जी इंस्टीट्यूट की पूर्ण लागत विद्युत अध्ययन में उपयोग किए गए हैं। हमने एक सरलीकृत सीधी रेखा के मूल्यह्रास अनुसूची का उपयोग किया है, जो उसके अपेक्षित जीवनकाल के अंत में आरंभिक लागत के 15 प्रतिशत के स्क्रैप मान में समाप्त होता है। जोशुआ रोड्स

आगे क्या रास्ता है?

अगर हम एक स्वच्छ ऊर्जा भविष्य चाहते हैं, तो वहाँ कई मार्ग हैं जो वहां पहुंचेंगे। हालांकि, मैं यह अनुमान लगाता हूं कि सबसे सस्ता और सबसे बढ़िया रास्ता होगा कि सबसे अच्छा लाभ होगा, डुप्लिकेट नहीं, बुनियादी ढांचा जो हमारे पास पहले से है। सबसे अधिक "प्लग एंड प्ले" रास्ते (और आज हम जो देख रहे हैं) में से एक है कोयले से बिजली संयंत्रों पर गैस से निकाल दिया गया पीढ़ी है जो मौजूदा तारों, पोल और पानी के बुनियादी ढांचे का उपयोग कर सकते हैं।

स्पेक्ट्रम के दूसरे छोर पर, एक हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था को नए प्रकार की प्रौद्योगिकी में बड़े पैमाने पर नए निवेश की आवश्यकता होती है, इसलिए यह वर्तमान में हमारे पास जितनी कम हो, इसका लाभ उठाना होगा। उदाहरण के लिए, हमें हाइड्रोजन उत्पन्न करने और स्टोर करने के लिए जगह बनाने की आवश्यकता होगी। दूसरी ओर, इसमें अधिक लचीला और टिकाऊ होने की क्षमता है

ग्रीड 3 3 17उनकी उम्र दिख रही है: पारेषण लाइनों का उन्नयन देश के दूरदराज के हिस्सों से सौर और पवन-जनित शक्ति ला सकता है जहां लोग हैं, जो कि ग्रिड क्लीनर और संभावित कम कीमतों में मदद करेगा। indigoskies / फ़्लिकर, सीसी द्वारा नेकां एन डी

एक ऐसा क्षेत्र जो बुनियादी ढांचे के निवेश के लिए आशाजनक दिखता है, वह बल्क बिजली ट्रांसमिशन नेटवर्क को अपग्रेड कर रहा है ये उन्नयन अमेरिका के क्षेत्रों के बीच बिजली प्रवाह को अनुमति दे सकता है और यह समान होगा कि अंतरराज्यीय राजमार्ग प्रणाली ने देश भर में व्यापारिक लागतों को कैसे चलाई हमारे विशाल देश में माल और सेवाओं को परिवहन के लिए ले जाने के समय को बहुत कम किया.

अमेरिका के ऐसे क्षेत्र हैं जहां बिजली सस्ता और साथ मिलती है अन्य क्षेत्रों की तुलना में कम पर्यावरणीय प्रभाव। अच्छा हवा और सौर संसाधनों वाले देश के क्षेत्रों के लिए ट्रांसमिशन लाइनों का विस्तार करना उपयोगकर्ताओं को बहुत कम लागत वाली शक्ति ला सकता है। समस्या ये है कि ये क्षेत्र हमेशा ऐसे नहीं होते हैं जहां लोग हैं, इसलिए लोगों को यह शक्ति लाने के लिए हमें एक मजबूत ट्रांसमिशन नेटवर्क की आवश्यकता है।

वितरण नेटवर्क - ग्रिड का हिस्सा जो सीधे भवनों को शक्ति देता है - ग्रिड के संचालन के लिए अधिक अतिरिक्त लागत के बिना अधिक सौर एकीकृत भी कर सकता है। लेकिन एक बार सौर क्षमता स्थानीय नेटवर्क पर बिजली की मांग का एक निश्चित प्रतिशत तक पहुंच जाती है, जो स्थान से भिन्न होती है, फिर अधिक खर्च किए गए हैं.

अंत में, उपभोक्ताओं, या करदाताओं, हमेशा इन उन्नयन परियोजनाओं के लिए भुगतान समाप्त, लेकिन लाभ लागत पल्ला झुकना कर सकते हैं। टेक्सास के अपने बिजली ग्रिड के विस्तार के लिए अनुमति दी है लोड केंद्र तक पहुंचने के लिए बहुत अधिक पवन ऊर्जा जो, प्राकृतिक गैस की कीमतों में गिरावट के साथ, थोक बिजली बाजार की लागत को नीचे चला गया है उन कम लागत तब होती है रेटपेयर के साथ पारित कर दिया.

कोई रास्ता नहीं है जिसकी निवेश की आवश्यकता नहीं है - यहां तक ​​कि अगले डेक में हमारे पास लाखों अरबों खर्च होंगे, यदि अरबों नहीं तो डॉलर बनाए रखेंगे। बड़ा सवाल यह है: जैसा कि हम इस अद्भुत ग्रिड की जगह और पुनर्निर्माण जारी रखते हैं, हमें किस प्रौद्योगिकी पर ध्यान देना चाहिए?

के बारे में लेखक

यहोशू डी। रोड्स, ऊर्जा के पोस्ट डॉक्टरल शोधकर्ता, ऑस्टिन में टेक्सास विश्वविद्यालय

यह आलेख मूलतः पर प्रकाशित हुआ था वार्तालाप। को पढ़िए मूल लेख.

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