美国电网面临双重挑战：“年龄”和“位置”

在美国各地输送电力的输电线路网络很老旧，原本不是为了满足对风能和太阳能等清洁能源的预期需求而建立的。

目前，发电占美国二氧化碳排放量的32%，主要来自燃烧石油、煤炭和天然气等化石燃料。但廉价的无排放能源，如太阳能和风能，只有在阳光照耀或刮风的地方才丰富，不一定靠近家庭和企业。此外，随着化石燃料逐渐被许多其他用途(如电动汽车和热泵)取代，电力需求将上升。

“双重打击”：年龄和位置

美国大部分电网建于20世纪60年代和70年代。目前，美国70%以上的输电系统已经超过25年的历史了，导致了美国电网的“脆弱性”。

根据美国能源信息署的数据，2021年美国电力客户平均停电时间超过7小时。在这七个小时中，有五个小时以上发生在所谓的“重大事件”期间，包括暴风雪、飓风和野火。这比2013年和2016年的平均停电三到四小时的时长大幅增加，主要罪魁祸首就是极端天气。

美国能源部表示，“迪克西野火、飓风艾达和2021年德克萨斯州冻结等极端天气事件清楚地表明，美国现有的能源基础设施将无法承受气候变化引发的极端天气事件的持续影响。”

根据咨询公司Brattle Group的分析，美国更换达到寿命年限的电力传输基础设施每年可能花费约100亿美元。拥有4万英里输电线的能源公司American Electric Power表示，其30%的输电线路在未来10年内需要更换。

除了电网年龄的增长外，现有输电线路的位置也是一个问题。石油、煤炭和天然气等化石燃料通常通过铁路或管道运输，然后在城市附近的电站燃烧发电。美国的输电线路系统是为了服务于这种城市发电模式而建造的。

清洁能源，如风能和太阳能，不会排放温室气体排放，但产生的能源必须从风力和太阳最强的地方转移到实际使用电力的地方，利用最高质量的风能尤其如此。风力涡轮机功率随着风速的减小而降低，最好的风力发电站的出力可能是最差的风电站的八倍。因此，风力发电的发展是升级电网传输的一大驱动力。

在20世纪60年代和70年代，美国和欧洲的电力建设都蓬勃发展。但在20世纪70年代的石油冲击期间和之后，美国能源需求增长率基本上下降到1%或2%。从20世纪70年代末到21世纪初，美国电网以每年约2%的速度扩张。

据分析，2030年的美国电力需求将比2021年的水平高出14%至19%，到2035年将高出27%至39%。因此，21世纪的电网必须适应稳步增长的电力需求，为电动汽车、热泵、工业电气化和电解制氢提供动力，以充分利用最好的风能和太阳能资源，这都意味着美国需要一个更强大和更长途的电网。