What does the world's largest machine do? - Henry Richardson

Переводчик: Didenko Irina Редактор: Rostislav Golod

On February 7th, 1967, Homer Loutzenheuser flipped a switch in Nebraska

7 февраля 1967 года Гомер Лутценхойзер переключил рубильник в Небраске

and realized a dream more than five decades in the making.

и осуществил мечту, над которой работали в течение более пятидесяти лет.

The power grids of the United States joined together,

Электрические сети Соединенных Штатов соединились,

forming one interconnected machine stretching coast to coast.

образовав единый взаимосвязанный механизм,

простирающийся от одного побережья до другого.

Today, the US power grid is the world's largest machine.

Сегодня электросеть США является по сути крупнейшей машиной в мире.

It contains more than 7,300 electricity-generating plants,

Она состоит из более 7300 электростанций,

а также трансформаторных и других подстанций,

linked by some 11 million kilometers of powerlines, transformers and substations.

которые соединены линиями электропередачи общей длиною 11 миллионов километров.

Power grids span Earth’s continents, transmitting electricity around the clock.

Электрические сети протянули свои линии на всех континентах

и передают электроэнергию круглосуточно.

They’re massive feats of engineering—

Они по сути являются гигантскими чудесами техники,

but their functioning depends on a delicate balance.

однако их работа зиждется на хрупком равновесии.

Their components must always work in unison,

Все компоненты должны работать в унисон,

maintain a constant frequency throughout the grid,

поддерживать во всей сети постоянную частоту

and match energy supply with demand.

и обеспечивать объёмы энергии, соответствующие спросу.

If there's too much electricity in the system,

При высокой концентрации электричества в системе

you get unsafe power spikes that can overheat and damage equipment.

происходят перепады напряжения,

от которых могут перегреться и выйти из строя электроприборы.

Too little electricity and you get blackouts.

При низкой концентрации не будет вообще тока, произойдёт отключение.

So, to strike this balance,

Для поддержания этого равновесия

power grid operators monitor the grid from sophisticated control centers.

операторы электросетей ведут наблюдения из суперсовременных центров управления.

They forecast energy demand and adjust which power plants are active,

Они прогнозируют динамику потребления, а также регулируют работу электростанций,

signaling them to turn their output up or down

подавая им сигналы увеличить или уменьшить их мощность

to precisely meet current demand.

чтобы она в точности соответствовала текущему потреблению.

By considering factors like the availability and cost of energy resources,

Для расчёта таких факторов, как доступность и стоимость электроэнергии

grid operators create a “dispatch curve,”

операторы составляют график нагрузки электросети,

which maps out the order in which energy sources will be used.

который устанавливает порядок распределения источников энергии.

The grid defaults to using energy from the start of the curve first.

По умолчанию в первую очередь используется энергия источников в начале сети.

Usually, the resources are ordered by price.

Энергоресурсы распределяются по цене.

Those at the start tend to be renewables

Сперва идёт энергия из возобновляемых источников,

because they have much lower production costs.

стоимость её производства намного ниже.

Some grids, like those in Iceland and Costa Rica,

Электросети Исландии и Коста-Рики, например,

run on more than 98% clean energy.

работают на 98% чистой энергии.

But most dispatch curves contain more of a mix

Но большинство электросетей включает различные источники энергии,

of carbon-free and carbon-emitting energy sources.

как безуглеродных, так и углеродоёмких.

This means that where your electricity is coming from—

Это значит, что источник поступления энергии,

and how clean it is— varies throughout the day—

а также то, насколько она экологически чистая,

as often as every few minutes.

меняется в течение дня, порой за несколько минут.

Take the state of Kansas.

Возьмём штат Канзас.

Despite having plentiful wind resources,

Несмотря на обилие ветровых электростанций,

it regularly relies on carbon-emitting power plants.

там широко использую электростанции, вырабатывающие углекислый газ.

This is because wind energy is especially plentiful at night.

А причина в переизбытке ветровой энергии в ночное время суток,

But, this is also when there’s lower demand.

когда потребность в электроэнергии низкая.

So, Kansas’ is wind energy is actually regularly disposed of

Поэтому в Канзасе часто избавляются от ветровой энергии,

чтобы предотвратить повреждение электросети от переизбытка электроэнергии.

to prevent excess electricity from damaging the grid.

And comparable scenarios add up to a big problem worldwide.

И из-за подобных проблем глобальный энергетический кризис только усугубляется.

Thankfully, dependence on renewables is rising.

Но благо потребление возобновляемой энергии растет,

But power grids are often unable to make full use of them.

однако электросети часто не используют её источники на полную мощность.

Many simply weren't designed around intermittent energy sources

Многие просто не рассчитаны на непостоянные источники энергии

and can't store large amounts of electricity.

и не могут запасать большие объёмы электроэнергии.

Учёные ещё только экспериментируют, пытаясь изобрести хранилища электричества.

Researchers are experimenting with unique storage solutions.

However, this will take time and substantial investment.

Однако на это требуется время и крупные инвестиции.

But hope is not lost.

Но мы не теряем надежду.

We have the opportunity to work with our existing power grids in a new way:

У нас есть возможности эксплуатировать существующие сети по-другому:

by shifting some of our energy use

потреблять больше энергии тогда,

to the times when there’s clean electricity to spare.

когда получаем больше экологически чистой энергии.

Leaning into this concept, called “load flexibility,”

Эта концепция носит название «гибкое управление энергопотреблением».

we can help flatten the peaks in demand,

Мы можем управлять спросом потребления, уменьшая пиковые нагрузки,

which will place less stress on the grid and reduce the need for non-renewables.

что в свою очередь снизит потребность в энергии из невозобновляемых источников.

So researchers are developing automated emissions reduction technologies

Ученые разрабатывают технологии автоматизированного снижения выбросов,

которые будут работать на основе данных о потреблении энергии

that tap into energy use data

and ensure that devices get electricity from the grid at the cleanest times.

и подавать на электроприборы больше тока в «чистые» часы производства электросетей.

In fact, smart devices like this already exist.

Такие приборы уже существуют.

So, how big an effect could they have?

Однако на какой результат можно рассчитывать?

If smart technologies like air conditioners, water heaters,

Если бы в энергосистеме Техаса были внедрены

такие передовые технологии электросетей

and electric vehicle chargers were implemented across the Texas power grid,

для работы кондиционеров, водонагревателей и зарядных устройств электромобилей,

the state’s emissions could decrease by around 20%.

то вредные выбросы в штате можно было бы сократить примерно на 20%.

In other words, simply coordinating when certain devices tap into the grid

Иными словами, просто распределив время подключения устройства к сети,

could translate to 6 million fewer tons of carbon

только в штате Техас мы сможем добиться сокращения выбросов в атмосферу

released into the atmosphere annually from Texas alone.

в размере 6 миллионов тонн углерода в год.

Now, imagine what this could look like on a global scale.

Только представьте, как это могло бы выглядеть в масштабе всей планеты.