چگونه می توان هزینه های برق را در میان سیاست نامشخص فدرال پایین نگه داشت

ویرایش شده توسط Swati Mestri، بررسی توسط اندرو زینین

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

روشن نگه داشتن چراغ ها در سراسر کشور یک شاهکار مهندسی است که به میلیون ها مایل خطوط برق و هزاران نیروگاه تولید برق بستگی دارد.

یک مطالعه جدید به رهبری استنفورد با هدف حمایت از تصمیم‌گیری آگاهانه و راه‌حل‌های بادوام برای شبکه در بحبوحه عدم قطعیت سیاست فدرال و تقاضای رو به رشد نیرو از مراکز داده هوش مصنوعی، وسایل نقلیه الکتریکی و سایر کاربردها انجام شده است.

این تجزیه و تحلیل که در 13 اکتبر در Environmental Research Letters منتشر شد، نشان می‌دهد که چه سرمایه‌گذاری‌هایی به احتمال زیاد هزینه‌ها را پایین نگه می‌دارد، انرژی پاک را در جریان قرار می‌دهد و چراغ‌ها را بدون توجه به چشم‌انداز سیاست‌ها روشن می‌کند.

اینس آزودو، نویسنده ارشد این مطالعه، مدیر پری ال. مک کارتی از موسسه استنفوردون انفوردون، گفت: «تیم ما با توانمندسازی کشور و به‌ویژه سیاست‌گذاران برای اتخاذ تصمیم‌های بهتری هدایت می‌شود که می‌تواند به مقرون‌به‌صرفه کمک کند و در عین حال تأثیرات زیست‌محیطی را کاهش دهد و همچنان از بهترین بخش تحقیق و توسعه و نوآوری‌مان برای فناوری‌های جدید انرژی استفاده کند».

تصمیمات مهم سرمایه گذاری شبکه ای باید در محیطی با تغییر اولویت ها در سیاست های فدرال اتخاذ شود، مانند قانون کاهش تورم دولت بایدن و قانون یک لایحه بزرگ زیبای دولت ترامپ. طیف وسیعی از بازارهای منطقه‌ای و محیط‌های سیاستی، برخی از آنها با اهداف بلندپروازانه کاهش انتشار، به پیچیدگی می‌افزایند. علاوه بر این، نیروگاه ها و خطوط انتقال به ویژه برای مکان یابی و صدور مجوز مشکل هستند و اغلب با واکنش شدید جوامع محلی مواجه می شوند.

مدل‌سازی این مطالعه نشان داد که در طیف گسترده‌ای از سناریوها، از جمله سیاست‌های مختلف حامی منابع مختلف انرژی، برخی سرمایه‌گذاری‌ها به طور مداوم مزایایی مانند کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و کاهش هزینه‌های عملیاتی را به همراه دارند. به طور خاص، ایجاد زیرساخت‌های انتقال بیشتر و انرژی بادی می‌تواند هزینه‌های تولید و تأمین برق را تا چندین میلیارد دلار در سال کاهش دهد که به طور بالقوه می‌تواند نرخ برق را برای مصرف‌کنندگان کاهش دهد.

کامران طهرانچی، نویسنده ارشد این مطالعه، دکترای تخصصی، گفت: صرف نظر از سیاست فدرال، ما می توانیم با تمرکز بر سرمایه گذاری های طولانی مدت مانند انتقال به سمت کربن زدایی حرکت کنیم. دانشجوی رشته مهندسی عمران و محیط زیست در دانشکده پایداری استنفورد دور و دانشکده مهندسی استنفورد. گسترش انتقال بین منطقه ای هزینه ها را کاهش می دهد و دسترسی به انرژی های تجدیدپذیر را حتی بدون حمایت سیاست مالیاتی فدرال برای انرژی های تجدیدپذیر بهبود می بخشد.

بر اساس این مطالعه، در سراسر سناریوهای سیاست مدل‌سازی شده، ساخت زیرساخت‌های انتقال بیشتر هزینه‌های کل را کاهش می‌دهد. دوبرابر کردن ظرفیت انتقال امروز، بسته به سناریو، هزینه‌های سالانه سیستم را 0.2% تا 3.4% در سال 2035 و 1.3% تا 7.3% در سال 2050 کاهش می‌دهد.

Azevedo گفت: "انتقال یک خط نسبتا کوچک در قبض های برق شما در مقایسه با هزینه های تولید و توزیع است، اما می تواند نقش مهمی در ارزان تر کردن بخش تولید قبض شما داشته باشد."

منفعت هزینه گسترش انتقال برای شبکه مستقلی است که توسط شورای قابلیت اطمینان الکتریک تگزاس (ERCOT) اداره می شود، که حدود 90 درصد از تقاضای برق ایالت را تامین می کند. هنگامی که این مدل به شبکه ملی اجازه می دهد تا 20٪ گسترش یابد، هزینه های ERCOT در سناریوهایی با اعتبار مالیاتی یا اهداف انتشار صفر، بدون احتساب هزینه اعتبار، 4٪ تا 9٪ کاهش می یابد. این سناریوها به ERCOT اجازه می‌دهد تا توان بیشتری را به شبکه‌های دیگر بفروشد.

طهرانچی گفت: «تگزاس ظرفیت بسیار کمی و تقریبا ناچیز انتقال برق به سایر نقاط کشور را دارد. زمانی که تگزاس می تواند از باد ارزان در غرب میانه بهره مند شود، یا زمانی که تگزاس می تواند برق ارزان خود را صادر کند، انتقال کافی برای رساندن آن منابع به تقاضا وجود ندارد. اشتراک منابع هزینه ها را برای همه کاهش می دهد.

بر اساس این مدل، ایجاد انتقال اضافی منجر به ایجاد ظرفیت تولید انرژی تجدیدپذیر بیشتر می شود، زیرا امکان دسترسی بیشتر به مناطق با منابع با کیفیت بالا، مانند باد فراوان تگزاس را فراهم می کند. به نوبه خود، ظرفیت باد هزینه های تولید را در هر چهار سناریو سیاست کاهش می دهد.

طهرانچی گفت: «سرمایه‌گذاری‌های معینی در 25 سال آینده بدون توجه به چشم‌انداز سیاست‌ها از بین می‌رود و باید زمینه را برای حمایت قوی دو حزبی فراهم کند». ما باید به آنها توجه زیادی داشته باشیم.»

محققان از همین رویکرد مدل‌سازی برای بررسی سایر سوالات شبکه استفاده می‌کنند، مانند مکان‌یابی مراکز داده، نحوه تامین انرژی پایدار این مراکز و اینکه چگونه فناوری‌های جدید مانند راکتورهای زمین گرمایی پیشرفته، راکتورهای هسته‌ای کوچک مدولار یا باد دریایی ممکن است در تامین برق کم انتشار نقش داشته باشند.

کامران طهرانچی و همکاران، هزینه‌ها و مزایای سرمایه‌گذاری‌های انتقال در ایالات متحده تحت سناریوهای مختلف سیاست، نامه‌های تحقیقات محیطی (2026). DOI: 10.1088/1748-9326/aea586

اطلاعات مجله: Environmental Research Letters

سواتی مستری دارای مدرک لیسانس در مهندسی الکترونیک است و از سال 2019 به عنوان ویرایشگر محتوا کار کرده است. او ویرایش اسناد تحقیقاتی در زمینه فناوری، مراقبت های بهداشتی و علم مواد را تجربه کرده است و علاقه خاصی به فناوری و فضا دارد. نمایه کامل →

فوق لیسانس فیزیک با تجربه تحقیق. علاقه مندان به اخبار علمی طولانی مدت. نقش کلیدی در موفقیت سرمقاله Science X ایفا می کند. نمایه کامل →