Kluger Schachzug? Kosten und nutzen eines intelligenten Stromnetzes

Einfach ausgedrückt, ist ein smart Grid ein Stromnetz, das mit EDV, zwei-Wege-Kommunikations-Netzwerke integriert ist. Zusätzlich senden Strom aus einem Kraftwerk an Wohnungen und Büros, Feedback smart Grid auch an Anlagenbetreiber über Stromausfälle und die elektrische Nutzung.

"Smart Grid ist eine, die Echtzeit-Überwachung und Reaktion, wodurch das System ständig ändern und stimmen sich in einem optimalen Zustand", sagte Massoud Amin, Professor für elektrische und Informatik an der University of Minnesota und ein ausgesprochener Verfechter der Smart-Grid-Entwicklung.

"Es hat auch Vorfreude, ermöglicht das System automatisch suchen für Problemzonen, die größere Probleme und Störungen auslösen könnte," sagte Amin LiveScience. "Und es hat schnelle Isolierung, wodurch das System Teile des Netzes zu isolieren, die Versagen durchleben – oder etwa zum Scheitern verurteilt – vom Rest des Systems ermöglicht eine schnellere Wiederherstellung." [Top 10 Alternative Energien Wetten]

In der Tat, die Vorteile eines intelligenten Stromnetzes sind fast zu groß, um aufzulisten, aber nach SmartGrid.gov (eine Website entwickelt von dem Department of Energy), ein smart Grid ermöglicht eine effizientere Übertragung von Strom, Betriebs- und Kilowattstunden senken, schnellere Wiederherstellung der Strom nach Ausfällen und geringerer Energieverbrauch bei Spitzenbedarf Stunden.

Grüner Energie

Zusätzlich zu halten Ihr Licht auf, und Ihr Handy aufgeladen, hätte die Entwicklung eines intelligenten Stromnetzes Befürworter sagen erhebliche ökologische und ökonomische Vorteile.

"Heute Stromerzeugung derzeit entfallen 40 Prozent des US-Carbon Footprint, so wir als eine Welt eine Möglichkeit finden muss, mehr mit weniger, und wir haben es, schnell zu tun," John McDonald, Director bei GE Digital Energy, sagte auf einer Konferenz 2008 organisiert vom Institute of Electrical und Electronics Engineers (IEEE).

Als erneuerbare Energien bilden Quellen wie Wind- und Solarenergie langsam einen größeren Teil des US-Energie-Bild, ein smart Grid werden besser zu integrieren und diese Energie in das Stromnetz zu übertragen.

"Nachwachsende Rohstoffe sind nicht in der Nähe von Orten konzentriert wo gibt es Industrieparks und Städte. Sie sich gerade befindet sich im zentralen Teil der Vereinigten Staaten, wo es eine große Ressource, oder in der Wüste Südwesten"Clark Gellings des Electric Power Research Institute, sagte auf der IEEE Conference.

"Was tun das smart Grid ist, lassen Sie uns diese erneuerbare Energieressourcen zu sammeln und liefern sie an Städten und Häusern und städtischen Gebieten, wo sie benötigt," sagte Gellings.

Es ist eine Möglichkeit, das smart Grid effizienter ablaufen würde, durch die Überwachung und Steuerung von Geräten, die eine drahtlose Verbindung zum Netz haben. Beim Energiebedarf hoch ist, kann das smart Grid automatisch den Energiebedarf von Haushaltsgeräten, beispielsweise reduzieren drehen Sie die Hitze in eine Kleidung Trockner für 30 Sekunden.

Der Trockner Trommel würden weiterhin zu drehen, und der Betreiber noch nicht einmal wissen, dass die Hitze hatte für ein paar Sekunden ausgeschaltet. Multipliziert über Millionen von energiebetriebenen Geräten, der Netto-Effekt ermöglicht es Netzbetreibern zu verhindern Stromausfälle und verfügbaren Strom effizienter nutzen.

Folgen Sie dem Geld

Entwicklung eines landesweiten smart grids wäre natürlich billig, nicht: "die Kosten für ein intelligenteres Netz hinge wieviel Instrumentierung Sie eigentlich, wie das Rückgrat der Kommunikation und Sicherheit setzen" Amin sagte. " Der gesamte Preis reicht rund $ 340 Milliarden auf $ 480 Milliarden, die über einen Zeitraum von 20 Jahren so etwas wie $ 20 Milliarden pro Jahr wäre."

Aber diese Kosten sofortige Belohnungen haben, Amin. "Rechts von der Fledermaus, die Vorteile sind $ 70 Milliarden pro Jahr in reduzierten Kosten von Ausfällen und in einem Jahr gibt es viele Hurrikane, viele Eisstürme und andere Störungen, die sogar profitieren geht weiter. Darüber hinaus würde es Systemwirkungsgrad um 4,5 Prozent zu erhöhen – das ist ein anderes $ 20,4 Milliarden pro Jahr, "sagte Amin.

Einfach ausgedrückt: für jeden Dollar für die Entwicklung eines intelligenten Stromnetzes ausgegeben ist"die Rückkehr ca. 2,80 $ bis $6 auf die Gesamtwirtschaft. Und diese Zahl ist sehr konservativ", sagte Amin.

Diese langfristige Einsparpotenziale sind ein Grund, warum so viele Länder weltweit haben auf die Smart-Grid-Zug aufgesprungen. China, z. B. Hasinvested $ 7,3 Milliarden in Smart-Grid-Technologie, und dürfte nach Angaben von Amin, $ 96 Milliarden bis 2020 mehr zu verbringen. Südkorea, Chile, Kolumbien und anderen Nationen sind Smart-Grid-Investitionen auch hochfahren.

Den Vereinigten Staaten, hat unterdessen etwa $ 7,8 Milliarden, eine Figur Amin als "eine gute Anzahlung," bezieht sich auf obwohl viel mehr Arbeit muss getan werden, vor allem mit einer Alterung elektrische Infrastruktur ausgegeben.

Nach Amins Forschung gab es 149 Ausfälle, die 50.000 oder mehr Verbraucher in den Vereinigten Staaten von 2000 bis 2004 betroffen. Doch von 2005 bis 2009, stieg die Anzahl der großen US-Ausfälle auf 349. Die elektrische Infrastruktur in Amerika altert schnell, bis zu dem Punkt, dass 18 vor Jahren Abschreibungen überschreiten die tatsächlichen Investitionen. [Macht der Zukunft: 10 Wege, um das 21. Jahrhundert führen]

Darüber hinaus verbringt die Versorgungswirtschaft notorisch wenig für Forschung und Entwicklung – nur 0,17 % ihres Netto-Umsatzes werden in R&D investiert, sagte Amin. Nur die Papier- und Zellstoffindustrie weniger Geld für R&D als Versorgungsunternehmen.

Amerikanische-Know-how

Aber die gesamte US-Elektrik bekam einen Schuss in den Arm im Jahr 2007, mit dem Durchgang von der Energy Independence and Security Act (EISA). EISA eine Bundesrepublik Smart Grid-Task-Force gegründet und autorisiert das Department of Energy, ein Bund Förderprogramm für smart-Grid-Anlagen zu entwickeln. Und im Jahr 2009 kündigte die Obama-Administration $ 3,9 Milliarden in Form von Zuschüssen zur Entwicklung erneuerbarer Energien mit smart-Grid-Technologie zu integrieren.

Diese US-Investitionen als willkommene Nachricht für Arbeitssuchende kommen sollte: "Hinzufügen von etwa 42.000 Meilen von Hochspannungs-Freileitungen zu den bestehenden 450.000 Meilen... kostet ca. $ 82 Milliarden und 210.000-214.000 nachhaltige, gut bezahlte Arbeitsplätze bieten wird," sagte Amin.

Haben das amerikanische Volk und die US-Regierung das Laufwerk und die Vision, dem smart Grid in absehbarer Zukunft zu verwirklichen? Amin ist zuversichtlich, dass es geschehen wird, verglich diese Bemühungen bis zur Landung auf dem Mond.

"Wenn Sie ein Makro Bild betrachten," sagte Amin in einer e-Mail, "jedes Mal, wenn wir diese Art von einen großen Fortschritt, wie Mond oder das nationale Autobahnnetz und wenn wir die amerikanischen Willen, Know-how und Leidenschaft hinter jeder großen, haarigen, kühne Tor gelingen."

Folgen Sie Marc Lallanilla auf Twitter und Google + . Folgen Sie uns @livescience, Facebook & Google +.