我们根本承担不起电网瘫痪的代价。未来十年,电网面临的主要风险之一实际上是政策。如果自由市场能够做到这一点,我认为这是许多人心中都在思考的问题。
我们停电次数越来越多,很多都是与天气有关。电力价格现在波动得厉害多了。
它有多重要?它会达到百分之多少?是百分之五十?还是会完全破坏新电网?新电网将与旧电网大相径庭,在许多方面都会更好、更便宜、更具弹性。这就是未来。
我们应该争取的目标。我敢打赌你听说过我们的电网需要更新,但我同样敢打赌,大多数人,包括我自己,都不知道电网究竟是如何运作的。我们只是假设,当我们感到寒冷并打开暖气时,我们的电就会启动,我们会在月底收到账单。
但是,随着人工智能等技术的兴起,它们对电力的需求也在增加。这种情况与其他几种情况同时发生,包括区域间能源来源的增加、新电网基础设施审批流程的日益冗长、供应链延迟超过两个月甚至更久。所有这些都使得我们的电网依赖于过时的技术(在某些情况下,甚至超过一个世纪以前的技术)这一事实成为了一种国家紧急事件。
这就是为什么我们邀请了美国风险投资公司a16z的合伙人Ryan McEntush,他最近撰写了两篇关于电网和核电的深入探讨文章,来解释这一切是如何运作的。因此,在今天的讲解中,我们将深入探讨电网日益增长的复杂性。什么是坏的,我们是如何走到这一步的,以及太阳能电池、天然气和核电等技术如何在塑造电网的未来中发挥作用。
以及为什么解决这些问题对于经济和国家的技术优势至关重要。需要提醒的是,此处的內容仅供参考,不应被视为法律、商业、税务或投资建议,也不应被用于评估任何投资或证券,并且并非针对任何a16z基金的投资者或潜在投资者。请注意,a16z及其关联公司可能会对本播客中讨论的公司进行投资。
更多详细信息,包括投资组合链接,请访问a16z.com/disclosures。好了,让我们开始吧。对一些听众来说,这可能是一个显而易见的问题,但为什么我们的电网甚至需要这次更新?为什么有些人认为这实际上可能是我们国家需要解决的最重要的问题之一?
我认为,从宏观层面来看,电网支撑着我们国家的电力传输和工业能力,现在人们普遍认为,当你打开灯开关时,灯就会亮,电线就会通电。但在其背后,有很多工业流程,包括发电和电力传输。在过去的几十年里,我们并没有真正看到能源需求的增长。
所以电网并没有发生太大的变化。但随着时间的推移,尤其是在过去二十年里,特别是随着数据中心和人工智能的兴起,我们看到电网发生了很大的变化。越来越多的人正在感受到这种影响。我们停电次数越来越多。
其中很多与天气有关。电力价格现在波动得厉害多了。我认为人们越来越意识到能源的气候相关影响,以及它将如何影响我们的日常生活。
是的,完全正确。你提到了我们正在讨论的一些新技术,比如电动汽车。我们正在谈论人工智能和数据中心。
但差距到底有多大?如果我们展望未来,我们是否远远落后于所需的能源需求?或者我们实际上已经相当接近了?
所有预测似乎都表明存在巨大的差距。目前世界上的许多事物都是由化石燃料驱动的,比如你的汽车。
你加的汽油可能会越来越多地转向电动汽车。我们家里的许多东西,比如大多数家庭现在都使用热泵。看看新的感应炉。
现在每个设备都通过电池连接到互联网。所以我们看到了巨大的需求。然后在工业方面,我们看到许多以前使用化石燃料作为投入的流程现在越来越多地使用电力。
另一个很好的例子是数据中心,正如你提到的那样,这些数据中心所在的地区预计能源需求将大幅增长,以至于一些大型规模的企业正在考虑使用核能来支持并确保数据中心在线,并在价格波动较小的时期保持稳定。这是一个巨大的担忧。我们很多人都在关注这个问题。
是的,完全正确。我注意到很多人,包括我自己,实际上都不知道电网是如何工作的。正如你之前提到的那样,我们只是假设,当我们打开灯开关时,灯就会亮,我们就会得到电力,而且不仅仅是偶尔,而是始终如此。因此,让我们快速讨论一下电网是如何工作的,它由什么组成,以及这些组件中的每一个是如何促成电力实际产生,以及如何传输和分配到我们所有的家庭?
我认为最重要的概念是,电力电网并不是某种在美国各地都相同的整体实体。它实际上是由三个主要互联网络组成的,电网由交流电组成。但在这些互联网络之间,存在不同的相位,这意味着你不能直接连接这些互联网络。
它们基本上分为德克萨斯州东部和西部。其中很多原因仅仅是出于历史原因,正如他们所说,技术原因与相位有关,但也与监管原因有关。由于许多原因,德克萨斯州是一个相对独立的电网,而西海岸和东海岸则完全连接到这些州际网络中。
然后在这些互联网络之下是所谓的RTO。区别主要在于RTO。
RTO负责多个州。这些是区域输电实体。而ISO主要关注州一级,这使得监管、监督和资金能够适度进行。
快速说明一下,ISO代表独立系统运营商。而RTO是区域输电组织。简单来说,这些实体有助于确保电网的可靠性。实际上,这意味着平衡电网、建立高效的市场、公司基础设施等等。
一个很好的例子是加利福尼亚州。加利福尼亚州,我可以说,特别是加利福尼亚州,它的RTO负责整个西北地区。这些平衡机构被称为,基本上运营这些批发市场。他们还负责对参与这些地方电网的实体进行大量可行性研究、规划和监督。
所以当我们考虑它时,有互联网络。还有不同的实体实际产生电力。然后是市场,有监管。也许你可以谈谈其他一些方面以及它们如何融入更广泛的组合?
是的。从宏观层面来看,有两种类型的实体,为了简化起见。但有放松管制的市场和受管制的市场。在受管制的公用事业中,基本上是由政府自上而下控制的。田纳西河谷管理局就是一个非常著名的例子。
在39个州中,有很多这样的受监管实体,比如一些电力公司,或者像重建的核设施。在美西地区有很多这样的情况。除了加利福尼亚州,在这种情况下,发电厂、输电和配电线路以及与最终用户(客户)的实际接口。
所有这些都由政府控制,并保证利润率等等。另一种类型是放松管制的市场,这种市场在过去大约20年里才真正成为一种趋势,主要是因为伊朗最初推动了这些自由市场的政策,电力将在这些批发市场上进行交易。在这些地区,主要的市场将是加利福尼亚州、德克萨斯州和东海岸,那里有发电机,拥有发电厂的人,然后通常情况下,不同的公司将拥有输电线路,并负责维护和运营拥塞,并确保电力传输和输送。
然后还有单独的公司实际与客户互动。这些互动就像零售体验一样,是最终用户。所以通常情况下,这些是完全不同的公司。有时它们是相同的。有时会有一些混合结构,这一切都非常混乱,但这是电网复杂性的一部分,因为根据你的位置,结构会有很大的不同。
是的,这听起来确实很复杂,而且我认为可能有很多误解。我的意思是,即使是电网是一个整体实体的想法显然也是不正确的。在关于电网如何运作以及最终谁运行它、谁获得报酬以及人们最终如何获得电力方面,还有什么其他的公众误解?
是的,我认为这是一个技术性的想法。人们认为你把东西插到电网里,它就会神奇地工作。但电力并不是商品,当然也不是魔法。
电力基本上是在使用的那一刻产生的。当人们说电网需要保持平衡时,它是以频率来衡量的,在美国是60赫兹,在欧洲是50赫兹,我相信。我认为在日本也是50赫兹。
但基本上,你需要确保电力需求(基本上是人们从电网中吸取电力)和发电机输送电力始终相同,以保持完美的赫兹水平。如果这种情况有任何波动,当人们说电网不平衡时,这意味着它偏离了这一点,在这种情况下,连接到电网的许多校准到特定频率的电气设备都会损坏。如果事情发生得太快,你必须减少负荷,这意味着你必须关闭一些东西。
如果你不能做到这一点,那么你就会停电,或者设备烧坏,你必须完全更换它,这可能需要几周到几个月的时间,正如过去几年德克萨斯州的冬季风暴和东海岸的情况所清楚地表明的那样,这可能会非常危险,而且会很快发生。然后,另一个重点是可靠性很难预测。电力需求和电力供应将在遥远的未来到来。
大多数情况下,它实际上只是关注天气。随着太阳能和风能成为我们电网中越来越大的部分,你可以假设太阳每天都会照耀,但并非总是如此。有时会阴天。
并且会降低百分比。人们经常说,风总是在某个地方吹。但这只有在你拥有其他输电线路来将风从一个地方转移到另一个地方时才重要。
所以一个噩梦般的场景可能是,你建立了一个电网,其中很大一部分是风能,而且是冬天,所以每个人都开着暖气。但由于某种原因,风恰好在寒流来临的时候没有吹。所以这时你就会遇到需求激增但供应不足的问题。
因此,这些电网运营商会进行大量的场景研究,试图弄清楚你是否能够保证风在某个时间吹。这真的非常难做到。这就是为什么它如此重要。
事实上,它不会全是核能、太阳能或风能,或者全是天然气,因为它们的情况与管道有关。所以它变得非常非常复杂,而且不像尽可能多地连接太阳能那么简单。可靠性是我们现代国家的一个巨大问题,有了我们现代的奢侈品,我们根本承担不起电网瘫痪的代价。
这是一个很好的观点,因为它确实感觉非常二元,对吧?这不像我们想要95%的正常运行时间。我们想要的是99.9999%或100%的正常运行时间,对吧?
基本上,我们根本承担不起电网瘫痪的代价。所以它确实让人觉得人们会自动假设增加供应。有很多原因表明为什么这不是一个简单的解决方案,我们稍后会讨论能源组合。
但也许你可以谈谈你在文章中提到的这种广泛的动态,即随着新技术的出现,发电成本多年来一直在下降,但实际分配或输送电力的成本却上升了。这听起来有点违反直觉。问题到底出在哪里?
我认为这里最重要的点是,当你为PG&E(在北部)支付电费时,你支付的是多种费用的组合。一方面,是能源本身的价格,在放松管制的市场中,这被称为批发价格。这是电力出厂价,发电厂将电力输送到这些电力市场中的其他实体的成本。
这是其中一部分。然后还有基础设施成本和这些公用事业(如PG&E)的运营成本,它们拥有线路并与客户互动。将电力输送到你那里。
所以,如果你看看你的电费单,它会把这些费用分开。你会发现,很多时候,尤其是在加利福尼亚州,输送成本占账单的比例超过50%,而且越来越高。其主要原因是建设新的输电线路、建设新的发电厂的成本非常非常高。互联网络排队,很多人可能听说过,但基本上现在排队超过了两年。这意味着有两年的发电能力(至少是名义上的)在等待连接到电网。
你能快速解释一下吗?这与电网上的电力数量相比如何?
我相信我们今天的成绩大约是 1.2 倍。所以这几乎有效地翻了一番我们正确的全国发电能力。所以这表明的是,电力需求似乎很大。
现在,当你仔细分析正在发生的事情时,我会说,关于这个队列如何运作的一些有趣的反激励措施,因为我前面提到的,例如频率和电网平衡,有很多可行性研究会深入研究:我能否在这里放置一定量的发电能力?然后,这如何影响这个局部区域以及更广泛的电网的能力?这些事情需要花费大量时间,尤其是在人们进行跨度项目的时候。
你知道,作为一个提交了十个不同发电厂提案的公司,等待看看哪些发电厂的内部连接费最便宜,然后他们会撤回所有太贵的项目,最终只尝试建造最便宜的那个。但问题是,所有这些可行性研究都必须基于所有这些计划都是合法的这一假设。因此,这就产生了这个巨大的队列,我认为大约有 10% 到 20% 的项目最终建成。
太疯狂了。
太疯狂了。我认为联邦层面出台了很多非常有趣的新政策,来管理这些队列。德克萨斯州以其处理方式而闻名,他们称之为,我相信,连接管理器。
如果有人最近一直在关注电力供应,他们就会知道德克萨斯州已经能够连接很多资产,但他们并没有进行可行性研究,而是基本上将连接风险转嫁给开发商,说你可以将你的太阳能连接到任何地方。但如果它有任何风险,我们将切断你的利益,而加利福尼亚州或其他地方则会说:我们想确保它总是能够输送电力,并且不会破坏我们的连接。所以有很多方法可以处理这个问题,但这使得任何新的建设都非常非常困难。但德克萨斯州的成功以及他们能够连接多少风能、太阳能和电池,以及为什么很多公司蜂拥而至,都是因为这项政策使得连接资产变得非常非常容易。
连接你的资产。如果你没有听懂,基本上兰恩说的是,他们削减了电力可靠性委员会,德克萨斯州正在扭转局面,而不是让诚实的人承担责任,而是让开发商来证明一个项目可以在电网上运行。如果他们做不到,那么后果自负。但也有一些其他的方法正在被探索。
还有一些有趣的方法,FERC(联邦能源管理委员会),这是一个负责监督此事的全国性机构,正在尝试捆绑不同的项目,提供费用。因此,与其能够随意提交项目,你现在承担着某种财务风险,因为提交虚假项目,所以我们发现这样做有一个明显的缺点。但即使你能够获得这些项目的批准,变压器之类的设备也有很长的交货时间,比如一年多。
更不用说,如果你试图建造一个新的住房项目或类似的东西,价格会大幅上涨,如果他们建造变电站,确保这些东西的安全也是一个巨大的问题,这只是需要担心的额外的事情,包括网络安全和物理安全。我认为在过去几年里,人们一直在袭击变电站,这会使当地电网瘫痪,除了花钱雇人来加强安保之外,你几乎无能为力。然后也许最后一点,就像现有的电力线一样,我相信当地 PG&E 的火灾,人们可能已经看到过,加利福尼亚州的公共营火就是其中之一,但其中一些线路建于 1900 年代初期。
我上周去梅伍兹远足了。如果你在山顶,你可以看到这些输电线穿过。而且会有卡车去手动检查很多线路。
如果其中一条线路倒在干草地上,它很可能会引发火灾。这就是我们继续看到的情况,特别是如果它们很旧的话,当发生这种情况时,他们不知道线路到底在哪里倒塌,他们知道是哪条线路或是什么类型的电力线倒塌了,但不是具体的地点。因此,你实际上经常需要卡车来检查这些损坏发生的地方。
所以有很多有趣的潜在升级需要完成。最终,这会转嫁给消费者。公司要求进行所有这些可行性研究,只是为了对线路进行升级,防止火灾。很多这些东西最终都会回到电价中,导致送电成本增加。
这太有趣了。我没有意识到他们实际上无法判断事情在地方层面上是如何崩溃的。所以我想你提到的一些事情是,实际的队列在增加更多电力方面也在增加,还有供应链安全方面的事情。在你试图改进这个电网的过程中,你提到的其他挑战是什么?
我认为分布式发电的兴起带来了很多复杂性,不仅仅是在终端电力方面,还在于电力在哪里产生。我认为我们面临的一个大问题是,现在电网将去中心化。这并不意味着我们将开始下线所有大型发电厂。
但是随着需求的增长,人们在现场发电将变得更容易。太阳能将是造成这种情况的主要原因,还有电池储能。正如我前面提到的,人们将购买电动汽车,这些汽车可以储存能量并连接到他们的房子。
你的炉子将有一个电池。你的暖气很可能也有一些储能能力。电力将流向许多不同的方向,这与电力在一个大型发电厂产生并仅向一个方向输送的世界大相径庭。因此,人们需要重新思考创造性基础设施的工作方式和功能,这并不像仅仅将电力输送到底部,然后返回那么简单,这也是电网运营商正在思考的事情。
是的,这听起来非常重要。也许在我们对电网进行更多分配的需求方面,这个想法是,我们很多新的能源来源,正如你所说,更像是分布式类型?所以我们谈论了很多可再生能源。所以也许我们可以从这里开始,并解决这个问题,为什么可再生能源本身还不够,尤其是在我们增加太阳能和风能产能的情况下?你已经稍微谈到了这一点,但也许你可以明确地解释一下。
需要明确的是,可再生能源非常棒,即使没有补贴,它们也更便宜。LCOE(平准化能源成本)是一个衡量标准,它表明可再生能源的成本非常低。那么,可再生能源什么时候真的非常好呢?
问题是你无法保证在你需要的时候它就能用。但通常情况下,例如,如果你查看任何现代化经济体的能源需求曲线,通常在清晨,每个人都在醒来,能源使用量很高。然后在一天的中午有一个低谷,这正是阳光明媚的时候,太阳能电池板产生最多的电力。
然后在晚上,当每个人回家,打开电视,快速吃晚餐时,会出现一个巨大的峰值,然后在深夜也会下降。问题是,很明显,这是一种现象,我知道鸭子曲线也是如此,但基本上,在一天的中午,能源实际上是免费的,当太阳高照,能源非常非常便宜的时候,需求却处于最低点。因此,你需要找到一种方法来捕捉中午的能量,并在晚上太阳不照射或阴天的时候使用它。
然后类似地,像风能一样。你不能保证风会吹。通常你可以查看趋势,了解风什么时候会吹,通常在晚上这里有风。
但这对于运营商来说真的非常难以依赖。这就是为什么储能如此关键。你使用的是间歇性能源。你需要某种方法来平衡它,这样运营商就知道我们什么时候有足够的能量。
这来自一个我们过去使用天然气发电厂可以全天候运行的世界,还有核电,这些都是基荷能源。以前,我们国家几乎所有的储能,我认为现在是 90% 以上,都是通过水力发电,通过水坝。所以当有短缺时,我们只需要稍微打开水坝的闸门。然后水就会流过,能够弥补能源波动的小变化或大的变化。所以如果你忘记了,增加太阳能的量,并将其添加到电网中,我们也需要成比例地增加储能的量。这将是一个非常巨大的挑战。
是的,我的意思是,正如你所说,这听起来像是我们需要某种平衡机制。我们稍后会谈论天然气和核能,但让我们直接谈谈电池,这是我在你的文章中发现非常有吸引力的一点,你刚才提到的观点是,当我想到储能时,许多人想到储能时,他们会自动想到电池。而我们只有 2% 的美国储能。2022 年实际上来自抽水蓄能电池,这让我很惊讶。94% 来自抽水蓄能。就像你前面提到的概念一样,我以前根本不知道。
那么,你能谈谈我们今天的情况和储能需求吗?无论是来自电池还是其他方面?我们如何才能达到我们需要达到的水平?这仅仅是制造大量电池或水力发电能力的问题吗?在未来几年内做到这一切真的可行吗?
是的,所以很难在这里做出预测,因为很多事情取决于电池的成本。是的,如果电池每千瓦时 10 美元到 30 美元,那么很多步骤就变得毫无意义。显然,关于我们如何获得这些东西,存在关键矿物问题。
这一代新型电池。它们能量密度较低,因此无论如何,这将减少担忧。关键是要注意的是,在短期内,电池已经主导了非常非常短期的市场。
我前面提到了这些批发市场,但它们在不同的时间段内结构不同。因此,根据你需要多快地供应能量,所以我说你需要保持一定的频率,有一个被称为辅助服务的市场,它实际上只是关注电力可靠性。所以如果它从 60 赫兹移动了一点,电网就会寻求更多或更少的能量来平衡它。
电池已经占据主导地位,因为它们非常擅长快速移动,但能量非常非常少,随着电池进入电网,正如你从图表中注意到的那样,它的渗透率还不算太高。它们将能够在一天的时间范围内循环。正如我前面提到的,从中午获取能量,并在人们实际吃饭的晚上使用它。
如果你没有听懂,目前电池的循环时间为几分钟到几小时。但希望是,它们的持续时间将从几小时到几天,就像水力发电一样,它构成了美国目前储能的大部分。
现在,电池的问题是它们无法解决这些较长时间的电力短缺。我前面提到了这种情况,如果你有一个巨大的风力发电场,它可能几周内都没有风,这不太可能。但这是可能的,电池不擅长长时间储存能量。
当我说是长时间的时候,我指的是几天或几周,你需要其他的方法来储存能量。有很多提议,很多公司正在尝试新的解决方案,比如盐水电池、压缩空气储能、氢气、重力电池。
除了电池之外,还有很多不同的方法可以做到这一点。但这些基本上是试图实现几乎是几周到几个月到季节性的储存。这也会成为一个组成部分,我很高兴看到它继续发展,电池和储能技术,但不是你看到的汽车上的那种电池。
然后让我们跳到天然气和核能,它们是另外两种你可以说,平衡机制,在不同的地方以不同的能力使用。它们各有优缺点,至少对于核能来说,公众对它的使用存在一定程度的争议。所以,是的,请告诉我更多关于天然气和核能目前扮演的角色,以及当我们展望未来时,它们可能扮演的不同角色。
所以天然气在我们电网中占主导地位。美国是主要的天然气生产国。水力压裂技术对这个国家的能源独立性来说意义重大。今天,有两种不同类型的天然气发电厂。有些是全天候运行的。
有一些发电厂被称为调峰电厂,基本上,如果出现短缺,或者没有其他发电能力,调峰电厂将被用来填补这一缺口,而且成本更高。我们会说,如果你正在建造一个天然气发电厂,你可以让它全天候运行,运行这个发电厂的成本将比一些调峰电厂更低,调峰电厂的容量因子可能只有 1%。它实际上只运行了 1%,而这些发电厂的电力成本将高得多,但它可能比今天使用太阳能和电池储能更便宜。
现在,天然气也很好,因为你不会完全依赖天气。你可以随时启动它,通常可以很快地提高它的产量。这里也有很多好处。此外,我还想指出,天然气和核能之间的关系是历史性的。天然气,我不想说这是核能面临大量竞争的原因。
但从价格角度来看,当我们回顾20世纪后期的核能时,也是天然气蓬勃发展的时候,天然气迅速变得非常非常便宜,而核能变得非常昂贵。因此,天然气成为电网非常重要的一部分,只要我们的国内产量持续,并且能源没有发生根本性的变化,它很可能继续成为电网的主要组成部分。现在,如果我们可以使核聚变极其便宜,那么我们可以让核聚变变得极其便宜。许多对可调度能源的需求将会消失。能源来源会发生变化,但在那之前,天然气可能会仍然是电网的重要组成部分,因为它可靠。
我们研究核能已经有几十年了,对吧?我会感到惊讶。我知道几十年来发生的事情有着漫长的记录,但即使仅仅从技术的角度来看,似乎也有新的反应堆设计即将上线,或者至少正在开发中,也许还会出现围绕它的新的复兴公共讨论。
绝对的。我认为核能也是如此,特别是传统的核能,这些是千兆瓦级的发电厂,其中最新的设计是在80年代初制造的。这是……
这是南方电力公司,这是一家受监管的公用事业公司,它获得了大量政府支持来建设这个项目。事实上,地方公司,很多时候,是建造核电站的人,但公用事业公司会开展业务,政府需要介入并帮助他们。对于公用事业公司来说,购买大型核电站一直是一段非常非常艰难的旅程。
所以我认为这是你没有看到它完成的主要原因。那些尝试过的人,比如谷歌,你会看到这些可怕的成本增加和很多问题。我认为我会详细介绍这一点。我会说明这些原因是什么,但这在某种程度上是合理的,比如,为什么公用事业公司会冒破产的风险,甚至更多?比如,我不知道发电厂建成需要十年,还是二十年,你真的不知道。
所以很难做出这个千万美元的决定,这就是为什么它非常非常困难,特别是对于细节来说,它真的需要政府,这就是为什么最终日本、法国,甚至像我说的那样,我们受监管的美国,我们许多核电站都得到了政府的支持。对于一个私人实体来说,承担这种风险非常非常困难。
现在,我认为核能的未来,我们看到的是小型模块化反应堆(SMR)的兴起。我认为电力可靠性,我认为,对新闻中许多人来说将变得越来越重要,你看到的微软,超大规模数据中心谈论的是,我们想要使用核能,这些中心,我们想要获得24/7 可用的清洁能源。现在你可以用大型太阳能农场来实现这一点。
还有电池,你可以用地热来实现,一些超大规模数据中心也在考虑。但如果你是一个数据中心,想要确保可靠性,想要一些你插入后就能持续使用十五年、二十年的东西,那么核能是最有吸引力的选择之一。因此,就这种去中心化趋势而言,太阳能和电池将在住宅领域以及可能像这些当地社区一样发挥作用,很可能这种对可靠性的关注胜过成本,核能将是一个非常有吸引力的选择。现在,所有这些都是说,我们解决了监管方面的一些问题,并且这些新的设计得到了批准并建成。
既然我们谈到了政策,在政策方面,有什么东西让你印象深刻吗?这些政策可以帮助推动这个新的电网发展,或者帮助解决我们刚才讨论的差距,例如互联性问题或我们正在讨论的不同能源组合?
联邦能源管理委员会(FERC)是负责监督许多输电网基础设施的联邦机构。我读到的东西至少看起来非常积极。人们意识到很多这些问题。
还有一个名为北美可靠性委员会(NERC)的独立组织,它是一个……但他们会发布这些风险报告。一个名字突出表明,未来十年电网面临的主要风险实际上是政策。所以很多人会说,我们需要完全转向可再生能源。
我们需要迅速转向完全使用太阳能和风能。问题是,正如我所说,可靠性问题,这将造成很多很多问题。但我认为,当我们考虑我们的气候目标时,这些都是人类的目标,比如我们想生活在一个更好的世界里,我们的世界短期内不会出现更多的停电。
许多曾经拥有强大电网的国家,南非就是一个很好的例子。他们有核电。
但在南非的大部分时间里,电网实际上完全瘫痪了。所以这个功能,从政策的角度来看,有一些你可以倒退的世界。一个国家曾经拥有的可靠性消失了。
我认为在美国不会变得那么糟糕。但有很多有趣的警告信号,长期从事电力行业的人开始发声。最后我要提到的就是《通胀削减法案》。
所以,《通胀削减法案》为能源制定了很多政策。例如,许多公司,电池制造信贷,对将大量生产转移到岸上以及为当地电网的改进提供大量资金都有各种激励措施。最初,有很多资金可用于此,这非常令人兴奋。所以,很多需要做的事情,看起来我们已经开始做了。
所以我持乐观态度,我也是。也许另一个乐观的领域可以来自智能电网的概念。我的意思是,你之前谈到的一个想法是,输电线路已经有一百年的历史了,或者它们没有更新。
我们今天在2024年所处的状态,以及我们在其他技术方面所处的状态。那么,当人们谈论智能电网时,这到底意味着什么呢?是的,这到底会是什么样子?
是的。所以我认为,从高层次来看,很多大型发电厂客户插入墙上的东西都在那里。所有这些都是为了……更好的说法。没有……回来监测频率,监测一些当地变电站,以确保一切正常。但他们真的不知道很多。
同样,就像我描述的那样,观察能源需求,试图在一周内预测某个地区将需要多少能源,这很大程度上只是根据天气来猜测,因为现在的供暖是最大的组成部分。而且在供应方面也越来越如此,比如阳光充足吗,风力充足吗。所以这越来越复杂。
智能电网实际上只是在电网的不同节点之间引入了更多的数据和更多的连接。所以它不仅仅是使用人工智能来预测供需。它还包括确保一切都在产生数据,以便能够连接到你的电动汽车、我的恒温器、你的任何婴儿监视器、你家里的炉子,并将信号发送回电网,发送回其他实体,这些实体不仅会弄清楚现在发生了什么,还会弄清楚接下来会发生什么。
个人的行为是什么?我们如何更好地建模和预测未来的使用?然后我们如何知道要建造什么?所以这些都是非常非常有趣的事情,正在发生变化。
这发生在电表之后,就像我说的那样,所有这些能源存储类型的解决方案,也发生在电表之前,我们如何知道要增强这些电网增强技术,动态线路额定值,确保基础设施得到更好的设置,更好的变压器,所有这些。然后显然还有一个巨大的软件组件,预测,确保这些可靠性研究更有效率地完成。所以你会想到很多事情,而且复杂性越来越高。坦率地说,我认为我们需要我们最好的士兵来解决今天的问题。
因此,很明显,在这个新技术时代,我们可以利用新的软件做很多事情,但也有去中心化的想法。我觉得我听说过所有这些不同的早期实验,我们正在考虑虚拟电厂,它是一堆路边的测试仪,它们实际上可以将电力送回电网。
人们谈论去中心化时,这就是他们的意思吗?或者当我们谈论整个电网时,还有更大的趋势吗?你对未来去中心化电网的潜力与当今高度中心化电网的对比有何看法?
我认为,这是许多从事能源领域和电网领域工作的人正在争论的一个哲学问题,即法国、日本或许多其他国家使用的集中计划自上而下的等级电网,这可能会使更多的核电成为可能,因为政府介入,我们想承担这种风险,而不是一个放松管制的电网。
这是一种自由市场的方法,这似乎会激励更多最低边际成本的电力,因为你不断地在发电方面竞争,这可能会激励太阳能和风能。我认为有趣的是,为什么我个人认为,以及我们的一些去中心化,因为许多进步都发生在边缘,正在利用这种去中心化趋势。你提到虚拟电厂了吗?显然,我们已经讨论过这个了。
家庭储能、许多有趣的软件,试图看到这种日益增长的复杂性。但很多创新都可以在更广泛的电网无论做什么的情况下发生。能源需求正在增长。
所以有人需要满足这种需求。太阳能电池、小型模块化反应堆、核反应堆,这些都是固有的去中心化事物。它们不一定利用大型热电厂的规模经济性。
它们变得更大。它们能够更靠近需要电力的地方。通过这样做,你还可以避免建造这些极其昂贵的……
当然,你不再需要跨越州界或进入偏远地区的输电线路,你可以在你的当地社区或工厂附近发电,许多人可以一起支付小型模块化反应堆的费用,或者甚至是数据中心之类的。随着这种需求的增长,我认为我们将看到越来越多的电力在这种边缘地区产生。我现在并不是说人们会完全背叛。
我认为有一些论点可以证明,也许某些人,特别是富人,可以完全背叛,拥有他们自己的太阳能和储能系统。我不是说有些人会这样做,但我认为将会发生的是,你将从主要的公用事业公司购买的电力数量与你自行产生的电力数量将越来越共享。我认为企业家有很多机会来促进这一点。最终,我认为这将创造一个更去中心化、更具弹性的电网,并希望创造一个更清洁、更便宜的电网。
是的。所以我认为你是对的。有很多趋势正在将我们推向这个更去中心化的电网。但我认为值得反思这样一个事实,即电网历史上一直是相当中心化的。
到目前为止,我们从这个更中心化的电网中获得了什么好处?你真的看到这种从规模经济中获得的好处会改变吗?是的。
这是一个非常大的问题,特别是如果你从国家层面来看,中国没有这些自由的非管制市场,试图用自己的公司来平衡供需。他们只是建造了数百个核电站,大量的太阳能,大量的风能,高压直流输电线路,大型输电线路,跨越全国。这是他们为了确保工业竞争力而需要的时间。
中国以前有很多停电问题,你知道的,在2000年代。我们已经解决了其中很多问题。他们能够非常迅速地建设基础设施。
这是因为政府能够介入并投入大量资金来做到这一点。当我们看到法国或日本等拥有大量核电的国家时,正如我之前提到的,那是政府。政府是确保这些事情得到资助和支持的人。
我认为很多人提出的一个有趣的问题,特别是那些长期从事能源市场的人,是如何进行监管的?自由市场如何激励可靠性?现在,如果我是一个太阳能开发商,我想尽可能多地赚钱。所以我只会关心我的发电的盈利能力,将其出售到全球市场。我并没有真正被要求确保整个电网的可靠性。
所以人们也使用,比如平均能源成本,比如发电的成本是多少?但在系统层面,如果有人增加了太阳能,其他人必须增加电池,或者在某个地方放置一个调峰电厂,这样做,确保如果太阳能发生故障,你仍然能够输送电力并保持灯火通明。这是系统层面的事情,电网运营商必须考虑。
就像德克萨斯州的阿科特一样,你可能会看到在这些风暴期间,价格飙升至每小时一万美元,这太疯狂了。他们没有针对这种情况的价格保护措施。而且那家工厂可能一年只运行一天,但在那一天,它将赚取数亿美元并收回成本。
因此,存在试图随着时间的推移平衡这种情况的市场激励机制。理论上,这种价格波动会将人们引入该市场,并增加竞争,从而降低这些价格,直到这些利润率变得健康,但不会太离谱。
这种平衡需要多长时间才能达到?以及这种平衡是否可以通过自由市场实现,我认为这是许多人心中都在思考的问题。正如我之前提到的,对于公用事业公司来说,想要建造大型核电站将非常困难。
发电机很可能会选择太阳能和风能,因为它们的边际生产成本低且非常便宜,很容易安装。随着电池变得越来越便宜,安装电池也很容易。也许这确实有效,但这确实带来了很多复杂性。
你必须准确计算出应该建造多少额外的风力发电,应该建造多少额外的太阳能发电,但你还必须储存能量以防风力下降。现在,你可以使用许多模型来尝试弄清楚这是如何运作的。或者你可以建造一个始终存在的额外天然气发电厂,或者建造一个始终运行的核电站。就像我说的,发电机诚实地说,关心可靠性,但电网和所有公民都关心。
例如,你在科特看到的是,正在建立一个紧急储备市场,它位于自由市场交易系统的顶部,对吧?所以,最终结果如何,我将非常密切地关注阿科特,看看他们能有多少分钟的电力,有多少电池,可能有多不敏感?是10%吗?是50%吗?它会完全失败吗?我们将不得不弄清楚如何建造更多大型公用事业太阳能发电厂,无论是什么。
这些是人们感兴趣的问题。我认为,作为一个公司,我们对技术和解决这些问题非常感兴趣。正如我之前提到的,历史上,非常明显且巨大的问题都是通过技术来解决的,这些技术追逐问题,并基本上降低了复杂性,使事情更容易完成。
因此,能够在边缘构建。我们可能无法与大型发电厂竞争,但成百上千的家庭屋顶太阳能或数千辆电动汽车可能会适应。拥有这种分布在新型电网(本质上是去中心化电网)上的大型电池存储,与旧电网并没有太大不同,在许多方面将会更好、更便宜、更具弹性。所以我认为这是我们应该努力争取并为之兴奋的未来。
绝对的。正如你所说,很多人都在关注科特。至少我们有一个测试场。我们可以看到结果。这并不是说这是最终目的地。我相信地平线上还会有许多其他的实验,但我同样对技术如何应用于这个领域感到兴奋。
同样。
好的,这就是你的号召。显然,电网并非一劳永逸,解决方案并非唾手可得。它们需要周全地考虑在一个已经复杂的能源组合、过时的基础设施、不断变化的法规等等的矩阵中。
如果你喜欢这一集,请务必查看我们描述中的链接,其中有两篇莱恩的文章,对电网和核能进行了更深入的分析。我们下次再见。如果你喜欢这一集。
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