Deep Dive
Shownotes Transcript
美国的电网——一个近百年历史的电力电路网络——正面临着需求增加和与天气相关的压力。现代化需要什么？了解更多关于赞助商信息选择：podcastchoices.com/adchoicesNPR隐私政策</context> <raw_text>0 此消息来自Meta AI。新的Meta AI应用程序旨在了解您，其回复基于您的偏好和兴趣。随时寻求Meta AI（您的个人AI）的帮助。立即下载Meta AI应用程序。现已在Apple App Store和Google Play上提供。您正在收听NPR的Shortwave。
对于人类在地球上的大部分时间，我们都没有用上电。这意味着没有手机、电脑或像您现在用来收听此播客的扬声器。没有冰箱或洗衣机。没有灯泡。基本上，对大多数人来说，
太阳下山后，一天就结束了。这是电气工程师Anjan Bose。他在华盛顿州立大学任教。Go Cougs。他说，尽管我们现在依赖电力做很多事情，但150年前，大多数人无法使用电力。但在19世纪80年代，托马斯·爱迪生在纽约市建造了第一个电网。
而且不仅仅是在纽约。随着发电技术的改进和成本降低，越来越多的地区可以连接到电网。
很快，就涌现出一大批这样的公司。首先是大城市，然后是中等城市，然后是小城镇。他们都有自己的电力公司。然后很明显，将这些公司连接在一起具有很大的优势。
因为首先，如果你从瀑布或燃煤电厂等难以移动的东西发电，那么将许多地方连接到这种 readily available 的电力是有意义的。其次，拥有备用电源也很明智。如果你的发电机坏了，而你独自一人，那就糟糕了。但如果你也连接到邻居的发电机，你就可以用它作为备用电源。
所以所有这些电力公司都开始连接起来。到了30年代和40年代，美国和各大洲的大部分地区都已经连接起来了。这就是为什么它被称为电网，因为一切都连接到其他一切。这些早期的连接为我们现在拥有的电网奠定了基础。发电机连接到电力线，电力线连接到客户。Anjan说，它实际上只是一个大型的电力电路网络。
但是，像你我一样，电网也在老化。一切都会老化。我的意思是，电网由大量的设备组成，对吧？发电机、变压器、断路器，所有这些东西，所有这些。
20多年来，Anjan一直是美国国家工程院的成员，他参与了一些大型报告的咨询工作，其中包括几份关于美国电力未来及其面临挑战的报告。因此，在今天的节目中，我们将讨论百年电网的需求。它是如何工作的？为什么它会失败？我们如何才能提高其应对气候变化的韧性？
我是Regina Barber，您正在收听NPR的科学播客Shortwave。
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好的，在我们深入探讨电力未来之前，让我们先来学习一下电网101。现代电网是如何工作的？首先，发电机将来自风能、水能或热能的机械能转换为电能。这些发电机将能量发送到变电站，变电站将电力转换为不同的电压。因此，它可以沿着电力线输送到建筑物、工厂和房屋，这意味着当我打开灯时，电力就在我的指尖。
但是所有这些连接，它们并不能无限期地工作。它们需要维护。大多数发电机的寿命为30年、40年左右。变压器也是如此。好的，有了良好的维护，你也许可以延长一点时间。所以……
你必须以大约30年、40年的周期更换所有这些东西。这是第一个挑战，维护老化的电网并在必要时对其进行升级或改造。我们不会用另一个燃煤电厂来代替燃煤电厂的想法是比较新的，对吧？只有在我们意识到气候变化正在发生并且所有这些温室气体正在对
所以所有发电厂，大型燃煤发电厂，都在城市内部，其中大部分已经被关闭。然后当你移动发电时，你知道，你不会把太阳能发电厂放在燃煤发电厂所在的地方，因为太阳可能不会照在那里。对。你不会把风力发电厂放在那里。所以一旦你这样做，你就必须
对输电和配电线路进行重新调整，因为发电机仍然必须连接到你的负载。跟上我们现有的电力需求并不是唯一的挑战。除了维护或更换旧设备外，
我们正在消耗更多的能源。因此，你必须增加更多的发电、更多的输电线路和更多的配电线路来做到这一点。所以Anjan说这是第二个挑战，帮助电网满足不断增长的需求。
我们已经将电力用于制造和数据中心等方面。随着我们逐步淘汰化石燃料，未来我们将更多地使用电力进行交通和供暖。我们越来越多的听到关于数据中心和电动汽车以及所有这些即将出现的事情。因此，需求将再次增长。
这意味着你必须不断建设足够的电力供应和足够的输电线路来满足你可以预测的需求增长。最后，如果我们要让这么多东西依赖电网，那么电网需要可靠。如果飓风或风暴摧毁了大型输电塔，那么输电线路就会中断。明白了。好的。如果闪电击中变电站的变压器，那么变压器就会损坏。
当然还有洪水。还有暴风雪、地震、山体滑坡。你明白了。这是第三个挑战。使电网能够抵御这种极端天气。
Anjan说，当所有这些事情都发生在我们的电力基础设施上时，例如在加利福尼亚州造成轮流停电或在德克萨斯州和佛罗里达州造成大范围停电，这并不是因为电网老化。这是因为它最初的设计并非为了应对这种规模的天气事件。这就是问题所在。如果天气在您预测的变异范围内，那么就可以了。但是你从来没有在休斯顿设计过……
你的燃气发电厂的想法是天然气会结冰。你知道，他们的天然气管道在地面上。在明尼苏达州，他们必须将其埋在地下四英尺以上。哇，好的。因为在明尼苏达州，它会冻结到四英尺深，对吧。但在休斯顿，天然气管道在地面上。
所以当温度降到我不知道，30度时，天然气管道就冻住了。所以他们无法发电，他们停电了，有些人甚至因此丧生。由于气候变化，这些天气事件变得更加频繁和极端。而且只会越来越糟。现在我们发生更多的飓风、更多的风暴、更多的地震。
诸如此类的事情，往往会使电网瘫痪或损坏电网。所以当人们谈论弹性时，他们并不是说这些东西因为老化而失效。它们是因为受损而失效的。因此，如果这些曾经罕见的极端天气事件变得越来越普遍，我们不应该加强电网吗？
Anjan说这将付出代价。我们可以加强任何我们想加强的东西，但这需要花钱，很多钱。这只是我们打算投入多少钱的问题。然后问题就来了，你知道，任何时候你投入资金，你的费率都会上涨。那么客户能够承受多少呢？这就是为什么建造电网的人总是试图对未来进行成本效益分析。就像，
我们需要做多少加强才能在保持保护的同时最大限度地降低成本？那么现在机会，火灾再次发生在完全相同的地方的机会有多大？由于气候变化，未来正在发生变化。如果你能提前10年预测，你就有足够的时间来建设。但是……
这通过说，而且你还必须每年经历五次飓风，来增加了一点难度。所以现在你必须考虑更多，你需要加强多少电网？这些事情都是罕见的事件。所以问题是，有多少？
总而言之，有三个问题影响着电网的未来。首先，跟上预测的需求。其次，维护和脱碳电网。第三，使其更能抵御极端天气事件，不仅是飓风和风暴，还有极端高温、地震和海啸。第二个问题是电网不如之前的电网那么有弹性。
问题是我们认为我们可以关闭所有燃煤电厂和燃气电厂，甚至可能关闭一些水电大坝，我们不喜欢这样做，因为它会阻止鲑鱼。
并用风能和太阳能代替所有这些，每个人都会很高兴。好吧，事情并非如此简单。风不会一直吹。太阳能并非一直可用。这始终是一种权衡。在我们开发不同的能源或更好的电力储存或能够神奇地解决更多这些挑战的新技术之前，我们将继续进行这些权衡。♪
但Hanchan说他仍然乐观，因为我们有工具可以解决这个问题。这需要时间。这不可能一夜之间完成。但这将会发生。而且这正在世界各地发生。我的意思是，我们并不是唯一一个为此而苦苦挣扎的人。所以我非常有希望。我不会在我的有生之年看到它。但我们正在寻找更清洁的能源。对于普通人来说，这将更容易……
以各种形式使用电力。而且它将在不给环境造成重大影响的情况下提供。这就是目标。这就是目标。这是值得期待的事情。Anjan，非常感谢您与我们讨论电网问题。我学到了很多东西。谢谢。
本集由Hannah Chin制作，Burleigh McCoy编辑。Tyler Jones核实了事实。Kwesi Lee是音频工程师。Beth Donovan是我们的高级总监，Colin Campbell是我们的播客战略高级副总裁。我是Regina Barber。感谢您收听NPR的Shorewave。♪
《大白鲨》吓坏了整整一代人50年后，我低头一看，那里有一个巨大的脑袋，一些巨大的白牙。Radiolab正在把你拉回水中。只是有很多恐惧在积累，不知道什么东西会从那片蓝色中出来。收听《与阴影共舞》，Radiolab关于鲨鱼的一周节目。你挖掘的任何东西对这些生物来说都很有趣。无论你在哪里收听播客。
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