Zur Modernisierung des US-Stromnetzes

Die Wissenschaft des Klimawandels ist nicht mehr zweifelhaft - die menschliche Emission von Treibhausgasen hat die Atmosphäre tiefgreifend verändert. Während die genauen Auswirkungen dieser Veränderung noch ungewiss sind, stimmen Wissenschaftler und politische Entscheidungsträger auf der ganzen Welt zu: Das Klima muss stabilisiert werden.

Unglücklicherweise kostet die Abschwächung des globalen Klimawandels wahrscheinlich Billionen von Dollars und macht Veränderungen in jedem Sektor erforderlich.

Wie bei allen potenziellen Investitionen haben jedoch einige die Möglichkeit, höhere Renditen zu erzielen. In der Eile zur kohlenstoffarmen Wirtschaft werden die Investitionen, die grundlegend ändern, wie wir Elektrizität produzieren, verbrauchen, übertragen und speichern, die vorteilhaftesten sein. Allgemein gesprochen können alle diese Upgrades als Verbesserungen des Versorgungsnetzes betrachtet werden. Wenn die Vereinigten Staaten und andere Länder eine sinnvolle Veränderung erreichen wollen, ist die Erneuerung ihrer Stromnetze eine kluge Investition.

Das amerikanische Versorgungsnetz ist die größte vernetzte Maschine der Welt, die Hunderte von Millionen Amerikanern im ganzen Land mit Strom versorgt. Trotz seines enormen Umfangs und seiner enormen Bedeutung stützt sich das Netz jedoch auf Technologien, die in der Nachkriegszeit entwickelt wurden. Das Grid hat seit seiner ersten Implementierung nur begrenzte Aktualisierungen erhalten. In den Jahrzehnten seitdem haben Forscher und Unternehmer auf der ganzen Welt neue Technologien entwickelt, die eine sauberere Produktion, eine effizientere Übertragung und eine effektive Speicherung von Energie ermöglichen.

Es ist an der Zeit, dass die Vereinigten Staaten von diesen Fortschritten profitieren.

In erster Linie muss das amerikanische Versorgungsnetz die weitverbreitete Nutzung von erneuerbarer Energie übernehmen. Andere Änderungen am Netz werden weitgehend bedeutungslos sein, es sei denn, das Land ändert, wie es die Energie erzeugt, die es verbraucht . Ursprünglich war es richtig, dass erneuerbare Technologien nicht ausreichten, um den nationalen Strombedarf zu decken, aber in den Jahrzehnten seit ihrer ursprünglichen Erfindung sind die Technologien gereift.

Insbesondere Solar- und Windkraft haben die Fähigkeit, wenn sie landesweit eingesetzt werden, die Abhängigkeit der USA von fossilen Brennstoffen zu begrenzen. Die Vereinigten Staaten nehmen langsam diese Technologien auf: Anlagen wie Cape Wind sind zum Beispiel bereit, eine Ära der Offshore-Windenergie in den Vereinigten Staaten zu beginnen. Unabhängig davon müssen die Vereinigten Staaten den Übergang zu erneuerbarer Energie beschleunigen, wenn sie in der kohlenstoffarmen Wirtschaft führend sein wollen.

Abgesehen davon, wie Energie erzeugt wird, muss Amerika auch ändern, wie Energie übertragen und gespeichert wird. Das grundlegende Problem, das den Einsatz von erneuerbaren Technologien behindert, wird "Intermittenz" genannt, nämlich dass die Sonne nicht immer scheint oder der Wind immer bläst. Ein landesweites Netz von supraleitenden Kabeln und Energiespeichern kann dies jedoch erleichtern.Der größte Teil des potenziellen erneuerbaren Stroms liegt in dünn besiedelten Gebieten wie dem amerikanischen Südwesten - supraleitende oder Hochspannungs-Gleichstromkabel könnten den Strom aus diesen abgelegenen Gebieten entweder zu einer Küste transportieren, wo die Nachfrage nach Elektrizität weit höher ist. Zusätzlich würde ein verbessertes Netz von Speicherstationen ermöglichen, dass erneuerbare Energiequellen überschüssige Energie für Spitzenzeiten speichern können.

Insbesondere ist Solarenergie am Mittag und Windkraft während der Nacht am produktivsten, beides Perioden mit geringer Nachfrage. Durch Speichern der während dieser Zeiträume erzeugten Energie für eine spätere Verwendung kann das Intermittenzproblem stark verringert werden. Ein großartiges Rennen ist jetzt im Gange, um Energiespeichertechnologien zu verbessern und zu skalieren, wie es mit dem Interesse an Teslas Powerwall gesehen wurde.

Schließlich müssen die Vereinigten Staaten das Aufkommen von Computern nutzen, um ein intelligentes Netz zu schaffen. Da das Internet of Things Prozessoren mit zunehmend banalen Objekten verbindet, ist es unglaublich, dass die größte Maschine der Welt fast keine Rechenleistung hat. Echtzeit-Energiepreise und intelligente Haushaltsgeräte versprechen, die Nachfrage zu verlagern, um die Versorgung zu befriedigen, indem nicht-essentielle Maßnahmen wie die Beobachtung von Geschirr und Kleidung auf Nebenzeiten verschoben werden.

Einsparungen sind der beste Weg, um die Verbraucher zu motivieren. Die Aufklärung der Verbraucher über die monetären Vorteile intelligenter Geräte wie Nest Thermostat von Google ist daher ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu einer kohlenstoffarmen Wirtschaft. Die netzweite Einführung von intelligenten Geräten und Technologien wird den Stromverbrauch des durchschnittlichen amerikanischen Haushalts erheblich reduzieren und die Belastung des Netzes und der Versorgungsunternehmen für Spitzenleistungen erheblich reduzieren.

Angesichts solch eines gewaltigen Arbeitsumfangs ist es natürlich, sich zu fragen, wie dies finanziert wird. Die Kosten mögen enorm erscheinen, aber die Vereinigten Staaten haben in der Vergangenheit ähnlich gigantische Aufgaben angepackt wie den Bau des Autobahnsystems zwischen den Bundesstaaten. Bei diesem Projekt könnten Kohlenstoff-, Öl- und Gassteuern erhebliche Einnahmen bringen und gleichzeitig Innovation und die Übernahme bestehender grüner Technologien vorantreiben. Ebenso könnte eine Steuer auf Stromverluste (die fast 7% der gesamten Stromerzeugung ausmachen) Mittel für die Schaffung neuer und effizienterer Stromleitungen mobilisieren. Schließlich könnte sich ein privater Energiespeichersektor als selbsttragend und hochprofitabel erweisen, Innovationen in Batterietechnologien vorantreiben und die Verfügbarkeit von Speicher im gesamten Netz drastisch erhöhen. Die finanzielle Belastung für die Erneuerung des Netzes ist beträchtlich, aber die Finanzmärkte sind der Aufgabe gewachsen.

Die Vereinigten Staaten standen an der Spitze der Industriellen Revolution, und ihr Platz als Early Adopter kam dem Land und seinen Bewohnern zugute. Wenn Amerika jetzt handelt, kann es auch an der Spitze der kohlenstoffarmen Revolution stehen, die bereit ist, die Weltwirtschaft erneut zu verändern. Die Zeit läuft jedoch ab, und die Zeit zum Handeln ist jetzt gekommen.

Weitere Informationen zu diesem speziellen Thema finden Sie in dem entsprechenden JEI Working Paper auf der Website der JEI hier.