德克萨斯州停电后，拜登的气候议程聚焦于电网-彭博社
Brian Eckhouse
得克萨斯州中部的米德兰市，本月石油开采泵和电力线路在一场严寒的冷浪中推动了创纪录的用电需求。
摄影师：马修·布什/彭博社在得克萨斯州数百万人为保暖而苦苦挣扎，停电使生活陷入瘫痪的情况下，暴露了美国电力网的绝望状态。为了修复全国性的脆弱性，乔·拜登总统将不得不彻底重新构想美国发电和输电的方式。
拜登希望彻底改造国家电网，使其到2035年全部使用无碳能源——这是朝着到本世纪中叶将温室气体净排放量降至零的重要一步。要实现这一目标，将需要建设数十亿美元价值的新输电线路，这一挑战可能与推动他的气候议程通过国会一样困难。
普林斯顿大学助理教授杰西·詹金斯表示，现有的网络根本无法满足拜登所需的风能和太阳能规模。要实现完全绿色电网，“将需要一种我们自战后时期以来从未见过的新的国家建设模式，当时我们修建了高速公路并进行了农村电气化。” 他估计，美国需要将输电网扩展多达60%，才能在2030年时使风能和太阳能占到美国电力容量的一半。
转向可再生能源并电动化车辆将需要重新思考支撑现有电网系统的许多假设。在其工业生命周期的大部分时间里，美国依赖于位于或靠近为其提供服务的社区的发电厂。如果需要更多电力，垄断性公用事业公司随时准备通过燃烧更多煤炭或天然气来增加电力。清洁电网可能会更加分散，部分由较小的可再生能源设施（包括屋顶太阳能）以及电池供电。它还必须变得更加智能和灵活。
虽然德克萨斯州建造了支持可再生能源的新输电线路，但其持续依赖化石燃料导致该州本月陷入困境。寒潮导致一些燃煤和燃气发电厂关闭，这些发电厂并非设计用于承受如此极端的温度。一些风力涡轮机也停止旋转。该州的电网在很大程度上与美国其他地区隔离，部分出于政治原因，操作人员无法向邻居寻求帮助，被迫实施停电。
拜登推动更具弹性的电网，能够处理清洁能源，有助于应对极端天气，尽管选择大量依赖太阳能和风力发电场生产的间歇性电力将带来自身的复杂性。
一些最强大的太阳能和风力资源被困在沙漠角落或平原，或位于远离城市的海岸。为了将这些项目连接到电网，该国将需要新的输电线路——这些复杂的项目已被证明是官僚噩梦，比建设清洁发电厂要繁琐得多。
已经有大量提议的风电和太阳能项目等待接入电网。超过230吉瓦的风力容量在2018年底寻求输电互连，根据能源部能源效率与可再生能源办公室的数据。
太阳能电池板和风力涡轮机只有在阳光普照和风吹时才会产生电力。多余的电力可以储存在电池中。随着需求增长，电池变得更便宜，但它们仍然昂贵，并且尚未在电网上进行大规模测试。
“电网并不是为100%可再生能源而建造的，”来自Lazard Ltd.的高级顾问Michael Skelly说，他在过去十年中大部分时间都在经营一家专注于开发长距离输电线路的公司。这项工作 艰苦，建设者已经习惯了联邦、地区或地方层面的阻碍，特别是对于跨越州界的项目。“这并不是秘密，这很困难，”Skelly说，尽管他认为今天可能会更容易一些。“世界变得更加党派化，但另一方面对于需要这样做的认识更加深刻。”
是什么导致了德克萨斯州的能源危机？
升级输电架构是许多设定零净排放目标的经济体面临的任务。德国的绿色电力“高速公路”——连接北部风电和太阳能项目与南部工业中心的四条高压输电线路——遭遇了严重的延误和不断攀升的成本，去年年底的一个 计划 估计将耗资950亿欧元（1150亿美元）。中国去年完成了一条226亿元人民币（35亿美元）的超高压输电线路，将 只运输清洁能源。
欧洲已经建立了世界上一些最好的输电基础设施，成功地连接了不同国家的电网，以确保能源安全并促进可再生能源的利用。丹麦的多余风能可以输送到瑞典，比利时的过剩核能可以输送到英国。“当你考虑可再生能源时，跨越非常广阔地理区域的电网连接具有固有的好处，”清洁能源研究集团BloombergNEF的欧洲电力转型负责人Andreas Gandolfo说。
美国需要改善电网以适应更清洁的未来，根据WIRES委托进行的2019年研究，到2030年可能需要花费高达900亿美元。到2050年，总投资可能达到6900亿美元。与此同时，加州大学伯克利分校的戈德曼公共政策学院最近的一项研究发现，到2035年实现90%的无碳电力可能是可行的，通过大幅增加太阳能、风能和电池来实现经济性。
在德克萨斯州的电力灾难之前，去年加州的热浪导致能源需求激增，居民开启空调，这导致了滚动停电。这两起事件展示了美国电网在面对气候变化和极端天气时的脆弱性，并引发了关于风能和太阳能可靠性与化石燃料相比的争论。阅读更多关于德克萨斯能源危机的信息
在某些方面，范式已经超越了那个阶段。许多公用事业公司已承诺到2050年实现净零排放，随着可再生能源现在成为主流，并且全球共识日益增强，需要采取更多措施来减缓全球变暖。向跨越八个州提供能源的Xcel Energy公司周一表示，去年公司范围内的碳排放量比2019年减少了12%。但到2023年，许多易于建设的可再生能源项目将在现有输电线路附近完成。瑞士信贷集团AG的股票分析师迈克尔·温斯坦表示：“从那时起，就会走上不常走的道路。”
一位顾客在2019年加利福尼亚纳帕市的一家市场里购物，当时市区停电。摄影师：大卫·保罗·莫里斯/彭博社白宫推动电网改造进展的一种方式是促进能源部和联邦能源监管委员会之间的“更好的机构协调”，前联邦能源监管委员会主席乔恩·韦林霍夫表示。能源部对输电和建立国家走廊拥有重大权力，它可以将这些权力委托给联邦能源监管委员会——一个在基础设施、管道和液化天然气设施方面具有专业知识的机构。
联邦能源监管委员会现任主席理查德·格利克本月表示，从更全面的角度看项目可能更经济——例如，建立一个轮毂-辐条模型来将海上风电集中到中心点，然后从那里分散——而不是为每个项目建造许多输电线路。该机构还试图为输电建设者创造更多激励措施，鼓励他们接受新技术并升级现有输电线路。
要推动可再生能源容量的增长，没有进行重大基础设施建设将会非常困难，Pattern Energy首席执行官Mike Garland表示。他的公司是美国最大的清洁能源开发商之一，刚刚开始建设位于新墨西哥州的150英里Western Spirit输电线路，用于输送风能。
“我们需要输电线路来实现他们想要达到的脱碳水平，”他说。如今，输电线路处于“休眠状态，或者刚刚开始苏醒。”
本文是彭博绿色频道Carbon Benchmarks系列的一部分，分析各国如何实现净零排放。点击这里获取电子邮件提醒，以便在有新文章发布时收到通知。
—与Dan Murtaugh，Naureen Malik，Akshat Rathi，Jess Shankleman和**Eric Roston