在世界的某个地方，太阳和风总是在照耀和吹着，人们总是在使用电力。如果我们能将可再生能源从多风、阳光充足的地方输送到电力匮乏的地方，这不是很好吗?
这大概是Inside Energy一位观众提出的问题背后的想法:18luck新利最新下载地址
输电损耗会不会太高，无法维持一个国际绿色电力电网?
简短的回答:是的。国际电网将承受巨大的传输损失，因此成本太高，目前不可行。但在某些情况下，区域或大陆电网确实具有经济意义，而且已经在开发中。
答:时间越长为了充分理解这个问题，我们需要深入剖析电网、高压传输技术和电力公司的政治……
风和太阳充足，但断断续续。电网运营商不能在需要更多电力的时候简单地利用风能或太阳能。另外，我们不能为以后节省风能和太阳能。(还没有，也就是说:存储这是另一个话题了。)
风能和太阳能最多的地方并不是电力需求最大的地方。在左边，高风势区域显示为红色和紫色。在右边，人口稠密的地区用深蓝色表示。这些地图实际上是彼此的镜像。资料来源:国家可再生能源实验室(看到全尺寸图)、美国人口普查局(看到全尺寸图）.
因此，将可再生能源从有风和阳光的地方带到需要它的地方将是一件很棒的事情。
嗯，现在这很困难，因为我们没有任何全球性的、连贯的电力基础设施。一般来说，每个国家都有自己的电网。在美国，我们实际上有三个网格:东部、西部和德克萨斯州。在世界范围内，有数百个网格，其中大多数都没有连接在一起。
但可以我们联系他们?
约旦Wirfs-Brock
超级电网!能够对抗传播损失，并在一个范围内跨越大陆。
梦是这样的:一个全球互联的超级电网可以把太阳能从澳大利亚输送到新加坡，或者把风能从萨斯喀彻温省输送到加州。不过这个计划有个小问题。当电流通过电线时，一部分会丢失，以热量的形式散失。（要了解更多信息，请查看我们之前关于这个主题的文章。输电线越长，损失越大。
假设你想连接欧洲和北美。你需要铺设一条超过3000英里的电线，埋在大西洋下面。专门研究电力系统的工程顾问理查德·布朗(Richard Brown)说，要想把电力输送到那么远的地方，而又不失去电力，需要有一根巨大的电线，可能要有几百英尺宽。“你能做到吗?你能做到。”布朗说。“但这在经济上根本说不通。这种巨大的成本没有任何好处。”
布朗说，工程就是经济。而现在，至少，“有比在世界各地运输更便宜的获取绿色能源的方法．布朗举了另一个例子:在阳光充足、偏远的地方，比如戈壁沙漠，利用充足的太阳能压缩氢气。然后，把压缩的氢气放到船上，运到人口稠密的地方，比如纽约。当它到达时，利用压缩的氢气来发电。这个复杂、昂贵、多步骤的过程会仍然这比建造一条巨大的电线将电力传输数千英里要便宜。
有一些技术可以减少传输损耗——比如高压直流，或者HVDC——并使经济规模向输电线的方向倾斜。
让我们来分析一下高压直流:
- 为什么高电压(高压)？输电损耗与电压成反比，这意味着输电线的电压越大，损耗就越低。
- 为什么直流电(DC)？我们的电网主要依靠交流电运行(参见Inside Energy的18luck新利最新下载地址现场表演而且收音机的故事AC/DC之战的回顾)。但在高压下，交流电源线会产生磁场，造成干扰，从而造成额外的损失。直流电源线没有这个问题。
这张图表显示了建造年份的高压直流输电项目以及它们的最大电压。标记的大小表示电源线的长度，颜色表示位置。近年来，亚洲和欧洲增加了许多高压直流项目，而北美落后。
有了高压直流输电，建造数百英里长的输电线在经济上是可行的。在美国，这种类型的线路正在建设中，以连接，例如，风从俄克拉荷马州到田纳西州．
事实上，由于长距离传输技术的改进，整个美国东部有效地连接成一个大电网。但有一个问题:普林斯顿能源系统分析实验室(Princeton Laboratory for Energy Systems Analysis)的创始人沃伦·鲍威尔(Warren Powell)说:“尽管它已经是一个电网，但它并没有作为一个电网来管理。”
尽管美国东部是这样身体上的如何平衡电力来源和需求，比如将多余的风能输送到哪里，以及何时启动备用天然气发电机，这些都是地方和州一级的决策，而不是整个美国东部地区的决策。超级电网不仅面临技术壁垒;他们还面临着后勤和政治上的障碍。例如,德州取得了巨大的成功连接多风的西部地区和东部城市．但是，在德克萨斯州行之有效的做法可能更难跨州实施，因为德州不仅是一个电网，而且是一个州。
“每一个电网运营商都像是一个小经济体。他们有自己的规则，他们有自己的电网经济。”当你还考虑到制度惰性和文化差异时，”你不可能让他们说，嘿，让我们加入吧。”
然而，一些人认为，超级电网的好处是如此之大，我们不能放弃这个梦想。关于气候变化，研究员亚历山大·麦克唐纳说:大陆尺度的电网是目前我们能够解决这个问题的唯一技术方法。”
麦克唐纳是美国国家海洋和大气管理局地球系统研究实验室的前主任，他最近是该研究的主要作者一项研究该报告分析了2030年的各种电网配置——增加电池存储、长距离传输、增加天然气工厂等。基于预计成本，麦当劳模型发现在美国最便宜的供电方式是增加风能和太阳能发电能力，并将我国的高压直流输电线路连接起来。理论上，这可以使电力行业的二氧化碳排放量比1990年的水平减少80%，同时保持2012年的电价水平。
这类基础设施项目将是一项巨大的工程——类似于修建州际高速公路系统或横贯大陆的铁路。麦克唐纳说:“很多人告诉我，美国已经变得如此僵化，以至于我们无法创造新的东西。”
与此同时，“中国正在前进。他们正在修建大量的高压直流输电线路。”麦克唐纳说道。“在这个问题上，我们正在被甩在后面。”
尽管如此，麦克唐纳仍然是一个乐观主义者。他年纪大了，还记得美国州际电网是什么时候建成的，他认为美国大陆电网将在他有生之年建成。
接下来是什么
了解更多关于超级电网和长距离传输的知识:
- E&E新闻发布了一个关于美国超级电网的系列文章。这是第一部分。
- 克拉克·盖林斯列出了全球超级电网的案例IEEE频谱．
- 这报告能源部的专家深入研究了高压直流网络的经济效益。
- 世界上最长的高压直流输电线路在哪里?点击这里寻找答案。
- 你的能源问题是什么?把它提交到下面，它可能会成为我们的下一个故事。
