Из века XIX в век XXI: AC/DC и оверлейная суперсеть

Электрическая сеть США, как утверждает, в частности, The Wall Street Journal, неэффективна и уязвима к угрозам от сильных погодных катаклизмов и солнечных штормов, а также от виртуальных и электромагнитных атак. Чтобы остаться конкурентоспособными в XXI-м столетии, США должны модернизировать энергетическую систему прежде чем это будет слишком поздно.

Не пересказывая банальности об основных принципах работы энергосистем на переменном и постоянном токе, отмечаю, что, как зачастую утверждается в местной специальной прессе, "энергетическая система США основывается на технологии переменного тока, унаследованной из XIX века". Однако в настоящее время, с учётом развития техники, альтернативная технология постоянного тока имеет преимущества, делающие электрическую сеть более эффективной. Например, передачу электроэнергии на более длинные расстояния с меньшими потерями мощности, чем с использованием сети переменного тока.

Учитывая данные тенденции, Институт Климата предложил строительство новой оверлейной сети (сети верхнего уровня, магистральной сети), которая бы балансировала производство и потребление электроэнергии. 

Замысел предложения Института Климата заключается в том, что Североамериканская электросистема будет представлять собой мультикомплексную высоковольтную сеть передачи постоянного тока, которая охватит 48 штатов и свяжет их с Канадой и Мексикой. Такая система будет работать как устойчивая основа для существующей электрической сети. Построенная в основном под землей вдоль автомобильных и/или железных дорог она также будет менее уязвима для её повреждения.

Созданный таким образом общенациональный электросетевой рынок позволит генераторам по всей стране конкурировать напрямую. Поскольку расстояние для передачи электроэнергии больше не будет ограничением, электрическая сеть будет способствовать упрощению передачи и торговли электроэнергией, как выработанной из возобновляемых, так и традиционных источников энергии, между энергодефицитными и энергопрофицитными территориями.

Увеличенная пропускная способность превратит огромные размеры США в преимущество. Это позволило бы, например, передавать недорогую электроэнергию, производимую солнечными фермами в пустынях или ветряными электростанциями на равнинах в городские центры Восточного побережья, вытесняя более дорогие мощности, полученные из ископаемого топлива.

Исследование, проведенное в Исследовательской лаборатории Национальной системы океанических и атмосферных исследований Земли в 2016 году, показало, что такая суперсеть может позволить достичь примерно 80% сокращения выбросов углекислого газа в энергетическом секторе по сравнению с уровнем 1990 года.

Согласно прогнозу NOAA, прогнозируемая стоимость проекта в 500 миллиардов долларов в течение 30 лет будет возмещена экономией для потребителей электроэнергии в США. Согласно данным исследования Института Климата 2017 года строительство новой электросети создаст от 650 000 до 930 000 рабочих мест по всему энергетическому сектору в течение примерно трех десятилетий, необходимых для создания и поддержания необходимой инфраструктуры. Многие из этих рабочих мест будут созданы в экономически депрессивных сельских районах.

Также Китай активно работает над созданием общенациональных высоковольтных линий постоянного тока, инвестируя 88 миллиардов долларов США в период с 2009 по 2020 год. В рамках своей стратегии энергетического перехода Европейский союз планирует инвестировать около 1 миллиарда долларов в 17 новые суперсетевые проекты.