Jon Marmillo gör en gest mot en låda full med lasersensorer på ett överföringstorn i Folsom, Kalifornien. Sensorerna kan läsa saker som vind och temperatur och ge dessa data till verktyg så att de säkert kan överföra mer kraft.Julia Simon/NPR dölj bildtext
växla bildtext
Julia Simon/NPR
Jon Marmillo gör en gest mot en låda full med lasersensorer på ett överföringstorn i Folsom, Kalifornien. Sensorerna kan läsa saker som vind och temperatur och ge dessa data till verktyg så att de säkert kan överföra mer kraft.
Julia Simon/NPR
FOLSOM, Kalifornien – I en förort till Sacramento, på kanten av en rad beiga hus, skjuter ett gigantiskt transmissionstorn upp mot den blå sommarhimlen.
Jon Marmillo tittar upp på en låda som sitter cirka 20 fot upp i tornet, full av lasersensorer. Han säger att han spenderar för mycket tid på att stirra upp på transmissionsledningar – inklusive när han kör. Det beror på att han tror att om fler kraftledningar kunde integrera teknik som lådan med lasrar, skulle det kunna hjälpa landet att nå sina klimatmål billigare och snabbare.
"Jag är typ, vi har svaret!" Marmillo säger: "Vi skulle kunna lägga ut mer förnybar energi på nätet."
Klimatkrisen kräver att fossila bränslen snabbt ersätts med grön energi, men tusentals vind- och solprojekt tittar påflera års väntetiderför att ansluta till transmissionsledningar. För att nå landets mål att kraftigt minska föroreningarna som värms upp behöver USA utöka överföringskapaciteten med 43 % till 2035, enligtREPEAT-projektet som leds av Princeton University. Men att bygga de nya transmissionsledningarna kommer att ta tid och miljarder dollar.
Det är där lasersensorerna kommer in, sägerMarmor, medgrundare av LineVision, företaget som tillverkar dem. Sensorer kan hjälpa företag att få realtidsdata på sina kraftledningar, vilket kan göra det möjligt för dem att skicka mer förnybar el genom ledningarna. Denna teknik är en del av en serie innovationer som kan hjälpa USA att öka sin nätkapacitet snabbare och billigare än att bygga nya transmissionsledningar.
Stater och den federala regeringen tittar på nya incitament och möjliga mandat för dessa tekniker, sägerAllison Clements, en kommissionär på Federal Energy Regulatory Commission, eller FERC, som reglerar mellanstatlig överföring av el. "Det här är en riktigt bra möjlighet – du kan pressa ut mer juice ur vårt befintliga transmissionssystem till lägre kostnader och mycket snabbare", säger hon.
Clements kallar en del av teknikerna för "no brainer". Men experter oroar sig för att monopolföretagen kommer att dra sina fötter på grund av hur de är motiverade att tjäna pengar, sägerRob Gramlich, VD för Grid Strategies, ett konsultföretag.
"Ibland är det så att ju billigare tekniken är, desto svårare är det att få verktyg att distribuera dem - vilket är upp och ner", säger Gramlich.
Jon Marmillos företag tillverkar lasersensorer som kan hjälpa till att få mer kraft på nätet. Sensorerna är en del av en växande grupp av nätförbättrande teknologier.Julia Simon/NPR dölj bildtext
växla bildtext
Julia Simon/NPR
Jon Marmillos företag tillverkar lasersensorer som kan hjälpa till att få mer kraft på nätet. Sensorerna är en del av en växande grupp av nätförbättrande teknologier.
Julia Simon/NPR
Teknik kan hjälpa till att fixa ett trasigt rutnät
Landets elsystem drivs fortfarande mestadels av fossila bränslen. Tusentals sol- och vindprojekt är redo att komma online, men landets åldrande transmissionssystem är inte tillräckligt stort eller robust nog för att ansluta dem alla. När landet vänder sig till saker som elbilar och värmepumpar för att ersätta förbränningsbilar och gaspannor, kommer den ökade efterfrågan på el ytterligare att tänja på gränserna för befintlig infrastruktur.
Byggnadnya transmissionsledningarkommer att bli nödvändigt, säger Mathias Einberger, chef för det kolfria elprogrammet på energiforskningsorganisationen RMI. Men han noterar att att bygga dem kan ta år, ibland ett decennium eller mer, och de bromsas ofta av att tillåta svårigheter och motstånd från samhället. Experter säger att innovationer kallas "nätförbättrande teknik" eller "avancerad överföringsteknik" kan hjälpa till att påskynda den förnybara övergången genom att få det befintliga nätet och nya transmissionsledningar att fungera mer effektivt.
"De är snabba att distribuera. De är billiga att distribuera", säger Einberger. "De kan ta oss långt och de kommer att vara superkritiska."
Dessa innovationer inkluderarledningar som bär mer elektricitet,mjukvara och hårdvara som kan hjälpa verktyg att undvika överbelastning på linjer, och lasersensorer, som de i Folsom.
Vid varje givet ögonblick vet allmännyttiga företag hur mycket ström som går genom deras ledningar. Men de är inte skyldiga att känna till realtidsförhållandena för dessa linjer, som vindhastigheten eller hur varm linjen är. Utan dessa data måste verktyg använda konservativa standarder för hur mycket ström som säkert kan flöda, sägerJake Gentle, senior programledare för infrastruktursäkerhet vid Idaho National Laboratory.
Men när sensorer samlar in information från ledningarna - om vind, temperatur och trådnedhängning - gör dessa data det möjligt för verktyg att gå utöver sina konservativa standarder och säkert lägga mer elektricitet genom ledningarna. Vind på linjen är till exempel livsviktig information, säger Marmillo. "Den där sköna, svala brisen," säger han, "den kommer att kyla ner kraftledningen, vilket gör att bolaget kan lägga mer ström genom den på ett säkert sätt."
Med denna teknik, som kallas "dynamisk radklassificering", kan verktyg öka effektiviteten på sina linjer – ibland så mycket som 40 %, säger Gentle. Verktyget som tjänar Folsom,Sacramento Municipal Utility District, sa att sensorerna är en del av ett pilotprogram, och de har inte utvärderat data ännu. Men ett företag i Pittsburgh som använder samma laserteknik,Duquesne Light Company, sa i ett mejl attsedan verktyget installerade det för två år sedan"vi hittade i genomsnitt 25 % ytterligare tillgänglig kapacitet på transmissionslinjer som var utrustade med sensorerna."
I Danmark fann den nationella transmissionsoperatören, Energinet, att med en kombination av mätningar och algoritmer kan de öka ledningskapaciteten med upp till 30 %, särskilt under den blåsiga våren och hösten, säger Jakob Nørskov, elektriker för Energinet.
I slutändan är dessa avancerade nätteknologier mycket snabbare att implementera än att bygga ut nya transmissionsledningar, säger Jason Huang, VD förTS-ledare, vilket gör nya ledningar som kan flytta mer el. Därför attklimatkrisen är här, att få förnybara energikällor online med snabbhet är avgörande, säger Huang.
"Vi har inte obegränsad tid", säger Huang, "vi måste agera, vi måste agera snabbt."
Forskare säger att avancerad transmissionsteknik kan hjälpa det befintliga nätet att fungera bättre. Men några av dessa teknikföretag oroar sig för att få med sig verktyg - på grund av hur företag tjänar pengar.Julia Simon/NPR dölj bildtext
växla bildtext
Julia Simon/NPR
Forskare säger att avancerad transmissionsteknik kan hjälpa det befintliga nätet att fungera bättre. Men några av dessa teknikföretag oroar sig för att få med sig verktyg - på grund av hur företag tjänar pengar.
Julia Simon/NPR
En hundraårig incitamentstruktur för verktyg hotar dessa tekniker
Nätexperter oroar sig för att vissa amerikanska företag kan motstå att använda dessa tekniker, och det beror på hur monopolföretag tjänar pengar. Devinststrukturerför dessa företag designades för mer än ett sekel sedan, när deras tillsynsmyndigheter ville få dem att bygga massor av stor infrastruktur. I de flesta stater är det fortfarande så att ju mer dessa verktyg spenderar på att bygga saker, desto mer pengar tillåter deras tillsynsmyndigheter dem att tjäna från kunder.
Det betyder att stora dyra projekt som nya transmissionstorn lockar för ett kraftverks balansräkning – och dess aktieägare. Lägre kostnadstekniker - som sensorer eller omkoppling av en befintlig linje - verkar inte lika tilltalande i jämförelse, sägerMarissa Gillett, ordförande för Connecticut's Public Utilities Regulatory Authority.
"Om jag är ett verktyg, kommer jag inte att vara så exalterad över det eftersom jag, allt annat lika, har mindre möjlighet att tjäna pengar", säger Gillett.
Huang säger att det ibland kan vara svårt att sälja sina billigare supereffektiva kablar, teknik som kallas "reconductoring", av denna anledning. "Om du tittar på reconductor kontra nya linjer, är reconductor inte nödvändigtvis så attraktivt", säger Huang.
MenScott Aaronson, senior vice president för säkerhet och beredskap vid Edison Electric Institute (EEI), den ledande handelsgruppen för investerarägda verktyg, håller inte med om idén om att verktyg inte har incitament att använda dessa billigare tekniker. Han hävdar att det finns massor av elföretag som gör uppgraderingar och blir mer effektiva så att de inte behöver bygga ny infrastruktur. Och han säger att verktyg redan finnshoppa på dessa innovationer, inklusive teknik som lasersensorer.
"Jag kan med säkerhet säga att dussintals företag undersöker värdet av [dynamisk linjeklassificering] över sin infrastruktur", säger Aaronson.
Men Gillett säger att när dessa nätinnovationer till lägre kostnader rullas ut, måste tillsynsmyndigheter över hela landet inse den inneboendeintressekonfliktmellan hur dessa företag tjänar pengar och vad som åtgärdar klimatförändringarna snabbare och billigare.
"Det skulle vara att göra alla en otjänst att hävda att den fördomen inte existerar eftersom vi någon gång bara pratar rak ekonomi 101", säger Gillett. "Det finns ett absolut krav att vi tar itu med de oöverensstämmande incitamenten."
Federala tillsynsmyndigheter överväger om de ska göra avläsning av transmissionsledningar - kallad "dynamisk linjeklassificering" - till en obligatorisk praxis.Julia Simon/NPR dölj bildtext
växla bildtext
Julia Simon/NPR
Federala tillsynsmyndigheter överväger om de ska göra avläsning av transmissionsledningar - kallad "dynamisk linjeklassificering" - till en obligatorisk praxis.
Julia Simon/NPR
Den federala regeringens roll
Den federala regeringen skulle kunna påskynda antagandet av dessa nätinnovationer, mestadels genom FERC, kommissionen som reglerar mellanstatlig elöverföring. Kommissionen tittar på ett antal förslag som skulle göra dessa tekniker mer utbredda.
I ettförslag, om ett energibolag eller en nätoperatör föreslår nya transmissionsledningar, kan FERC kräva att bolaget överväger dessa billigare nätförbättrande tekniker först för att spara pengar. Kommissionen överväger också omatt göra "dynamisk linjevärdering" till en obligatorisk praxis.
I slutet av juliFERC antog en ny regel att hanteraden stora eftersläpningenav vind-, sol- och batteriprojekt som väntar på att ansluta till nätet. FERC:s ordförandeWillie Phillipssäger att den nya regeln kräver att elbolag och nätoperatörer utvärderar användningen av många av dessa tekniker, inklusivenya ledningar som bär mer el.
Under mötet om den nya regeln,sa kommissarie Clementsäven om det är en "bra start" för dessa teknologier, tillade hon, "Jag tror att regeln sätter en ganska låg ribba - det är "utvärdering" av dessa teknologier."
Phillips säger att under de kommande månaderna kommer den federala kommissionen att utfärda beslut som faktiskt kan kräva att verktygen använder vissa av dessa teknologier, inklusive dynamiska linjeklassificeringar.
"När du pratar om att kräva att verktyg gör något annat än vad de normalt gör, är det här åtgärder som tar tid och vi måste få dem rätt," säger Phillips. "Och så det här är ett första steg."