Een wereld zonder elektriciteit is moeilijk voor te stellen. Het drijft liften aan waarmee we kunnen opbouwen, in plaats van uit. Elektriciteit houdt onze huizen op de juiste temperatuur. Het helpt het water dat we drinken te zuiveren, en soms de lucht die we inademen. We gebruiken elektriciteit voor onze telefoons en computers. En gezien de aanhoudende groei van het internet der dingen, De vraag naar elektriciteit zal de komende jaren toenemen. Maar naarmate de vraag toeneemt, dat geldt ook voor de aanvallen op het systeem dat die energie levert - het elektriciteitsnet.

Zwaar weer is een primaire oorzaak van stroomuitval. Volgens een recent rapport van het ministerie van Energie, alleen al door weersomstandigheden veroorzaakte storingen hebben het land sinds 2003 gemiddeld tussen de 18 en 32 miljard dollar per jaar gekost. Volgens economen in Texas, de recente winterstorm die die staat trof, zou uiteindelijk wel $ 200 miljard kunnen kosten - meer dan de orkanen Harvey en Ike. Bosbranden in het westen veroorzaken ook schade aan elektrische distributiesystemen. Stroomstoringen tijdens het bosbrandseizoen in Californië in 2019 hebben de staat naar schatting maar liefst $ 2 miljard gekost.

Verouderde infrastructuur is ook een probleem voor het elektrische systeem. Het raster is een mix van verbindingen en overeenkomsten over staatsgrenzen heen die soms archaïsche technologie gebruikt om te overleven, en de architectuur heeft een drastische opknapbeurt nodig. Een rapport van de Pew Charitable Trusts suggereert dat een gebrek aan investeringen in het upgraden van het elektriciteitsnet in de toekomst tot meer stroomstoringen zal leiden.

Dit alles werd besproken in een recent webinar voor journalisten als onderdeel van het Resilience Media Project, dat deel uitmaakt van het grotere initiatief voor communicatie en duurzaamheid van het Earth Institute of Columbia University.

Melissa Lott is onderzoeksdirecteur van het Centre on Global Energy Policy aan de Columbia University. Ze zegt dat het raster complex is, en het bestaat uit veel meer dan alleen hoogspanningsleidingen. "Als we het hebben over het raster, je geest kan alleen naar de draden gaan. Dus, transmissie draden, deze echt grote dingen die de elektriciteit van elektriciteitscentrales dichter bij onze huizen brengen, en dan de kleinere draden die we distributiedraden noemen die die elektriciteit daadwerkelijk naar onze huizen brengen en naar het laatste punt waar we het verbruiken." Maar dat is slechts een deel van wat het net vormt. "Het gaat eigenlijk over elektriciteitscentrales die de elektriciteit binnen, dan de draden die het verplaatsen. En er zijn allemaal verschillende soorten stappen daar en dan de eindgebruikers."

Energiecentrales zijn tegenwoordig ook afhankelijk van veel meer brandstofbronnen dan alleen steenkool, die jarenlang een hoofdbestanddeel van de elektriciteitsproductie was. En dat kan bijdragen aan de complexiteit van het raster. Sommige fabrieken zijn overgestapt op aardgas, die problemen veroorzaakte tijdens de recente storm in Texas toen sommige gasbronnen bevroor. Er zijn ook biomassacentrales:ze gebruiken materiaal van planten of dieren om elektriciteit op te wekken. En uiteraard, hernieuwbare energie uit wind en zon.

Hernieuwbare energie is belangrijk om de uitstoot van broeikasgassen door energieproductie te helpen verminderen. Maar het inzetten van hernieuwbare bronnen draagt ​​bij aan de uitdagingen waarmee het netwerk wordt geconfronteerd. Consumenten die elektriciteit produceren via zonnepanelen op hun daken, stoppen soms elektriciteit in het systeem, en andere keren eruit halen. Deze verschuivende vraag/productiemethode, zegt Lot, maakt het raster nog ingewikkelder.

In de tussentijd, energiebedrijven en de overheid hebben het onderhoud en de uitbreiding van het net niet op het niveau gehouden dat nodig is om het robuust te houden.

Dus, al deze factoren:toegenomen complexiteit van brandstofbronnen, verouderde infrastructuur, te weinig investering - heeft, zegt Lot, veroorzaakte problemen voor energie in de VS "Spoiler alert, we doen het niet zo geweldig."

En de pandemie hielp niet, zegt Jeanne Vos, een voormalig commissaris van de New Jersey Board of Public Utilities. "De economie gaat geleidelijk beter worden. Maar veel mensen met een laag en middeninkomen kunnen het zich nu niet veroorloven om hun elektriciteitsrekening te betalen."

Dus hoe kan het raster veerkrachtiger worden gemaakt, en eerlijker? Emily Chasan is de directeur communicatie bij Generate Capital, en is een voormalig verslaggever over energiekwesties voor Bloomberg. Ze zegt dat het elektriciteitsnet vroeger afhankelijk was van grote elektriciteitscentrales in centrale delen van het land. Nu moet het raster veranderen, om plaats te bieden aan hernieuwbare energiebronnen die meer verspreid zijn. "We hebben niet zo veel gefocust op het upgraden van het net, zodat het al deze bewegingen en veranderingen in de manier waarop we elektriciteit produceren aankan." En ze zegt dat het net klaar moet zijn voor een steeds groter wordende lijst van manieren waarop stroom kan worden geproduceerd en opgeslagen. "Je kunt jaren later denken dat je misschien je elektrische auto op je huis kunt aansluiten en het een generator kunt laten zijn in plaats van een dieselgenerator."

Maar om bij het raster van de toekomst te komen, Melissa Lott zegt dat we een overgangsperiode beter moeten plannen. Dat plan omvat een opwekkingssysteem met drie poten dat een sterke betrouwbaarheid voor het netwerk kan creëren. De eerste etappe is hernieuwbare energie. Hoewel variabele opwekking uit wind en zon de distributie bemoeilijkt, ze leveren ook een energie die geen brandstof nodig heeft. Het tweede been zou zorgen voor een stabieler, een consistentere en betrouwbare levering van elektriciteit. "Dit kan nucleair zijn, dit kan grote waterkracht zijn, dit kan aardgas zijn met afvang en opslag van koolstof..." Het laatste been van de kruk is energieopslag, maar niet alleen batterijen voor uw zaklampen. Apparaten zoals de Tesla Powerwall kunnen ook worden gebruikt om uw huis van elektriciteit te voorzien in geval van een korte stroomstoring.

Lott zegt dat operators ook kunnen heroverwegen hoe ze stroom toewijzen als zich een crisis voordoet. In Texas, waar ze woont, Lott zegt tijdens de recente winterstorm, sommige industrieën hadden nog steeds stroom terwijl veel huizen om hen heen donker werden. Het zou kostenbesparend zijn, ze zegt, om sommige industrieën die enorme hoeveelheden elektriciteit gebruiken te betalen om hun energieverbruik een paar dagen te verminderen om huizen warm te houden. Dit proces heet vraagrespons, en Lott zegt dat er al voorbeelden zijn van deze methode die dagelijks door sommige nutsbedrijven wordt gebruikt. Hallo, in de zomer betalen we je zo'n tien dollar om ons je airconditioner dertig minuten aan en uit te laten fietsen (indien nodig)."

Al deze ideeën worden overwogen terwijl planners de toekomst van het energienet bespreken. Maar hoe het raster van de toekomst er ook uit mag zien, experts zeggen dat gerichte investeringen in de modernisering en veerkracht van het elektriciteitsnet de kosten in de loop van de tijd zullen verminderen - de economie miljarden dollars besparen en de ontberingen verminderen die miljoenen Amerikanen ervaren wanneer extreem weer toeslaat.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.