正如我在上一篇博客文章（《变化中的世界中的电力电网——引言》）中所讨论的，我们的电力电网正面临着巨大的压力。在气候变化、物理干扰以及日益增长的电力需求等多重因素的夹击下，美国电力电网正面临着前所未有的挑战。
电网安全方面最紧迫的问题之一就是物理暴力行为。通常情况下，我们只会在战争时期才会想到电网遭受攻击的情况。以乌克兰与俄罗斯的冲突为例。 在一次袭击中，乌克兰电网中有60座变电站瘫痪，导致超过25万民众断电。这听起来像是惊人数量的人遭遇断电，但与美国联邦能源监管委员会（FERC）的一份报告相比，这一数据显得微不足道——该报告指出，如果美国电网中仅有9座关键变电站遭到袭击并瘫痪，整个国家都可能陷入断电状态。
这一统计数据也绝非仅是理论上的——2013年，一个身份不明的组织袭击了位于圣何塞附近的PG&E梅特卡夫变电站。该变电站内的24台变压器中有17台遭到精准打击并被彻底摧毁。 幸运的是，由于电力从其他变电站进行了转供，此次袭击未能导致硅谷等主要地区（除变电站周边的几个社区外）停电，但这充分证明了电网的安全防护是多么薄弱。
最令人担忧的是，此类袭击正变得越来越普遍。近期《60分钟》节目的一期专题报道（“美国电网有多安全？”）指出，38.7%的停电事故是由某种形式的物理干扰造成的，例如对发电站的蓄意破坏。
除了针对电网的蓄意暴力行为外，不断增长的电力需求也给该行业带来了巨大压力。其中一个主要因素是新能源车 充电站。 大多数家庭安装的是1级（120V）充电器，而专用公共充电区则使用2级（240V）充电器。尽管这已经构成巨大负荷，但各公司正计划很快升级至3级直流充电，其电压高达400V以上，电流超过100A。在这种情况下，一辆新能源车 充电对电网造成的负荷相当于10台电动干衣机。 如果充电站开始采用这项技术，电网的负荷将几乎翻倍，导致全国各地出现电压下降甚至大面积停电。我们面临的另一个与电动汽车相关的问题是，从内燃机汽车向电动汽车的快速转型。如果目前道路上行驶的每辆车都是一辆新能源车 ，我们需要的电力供应将达到目前的三倍。我们的电网根本没有发展到能够支撑如此大负荷的程度。
加密货币是我们这一代人能源需求增长的另一个主要推手。加密货币的生成过程主要依赖于配置计算机来解决极其复杂的数学方程，这些方程起到加密作用，以确保网络不被黑客入侵。由于其运作的性质，这些计算机消耗了惊人的能源。 总部位于得克萨斯州的雷伯恩县电力合作社表示，在其覆盖的16个县运营区域内，最大的两处“加密货币矿场”建在牧场土地上，每处消耗的电量足以满足6万户得州家庭的用电需求。这一惊人的增长意味着，为了升级该地区的电力基础设施以支持加密货币运营，需要投入超过4000万美元。其他州也出现了类似情况。 根据加州大学伯克利分校2021年的一项研究，在纽约州，加密货币运营已使家庭和商业用户总计承担了2.5亿美元的费用。
气候变化是导致电网退化的另一个原因。近期气候灾害对电网影响的最明显例子是得克萨斯州的冰暴。突如其来的寒潮和结冰导致得克萨斯州电网的多个供电区域瘫痪，造成超过1000万人断电，并导致近250人丧生。 另一个例子是2014年的极地涡旋。除了这些天气条件对电网造成的物理影响外，在这两起事件中，极端的严寒都导致电力需求创下历史新高，导致多个供电区域同时停电。此类事件正变得越来越常见，其破坏性甚至可能比以往更加严重。
尽管这些事实预示着一个电力匮乏、充满反乌托邦色彩的近未来即将到来，但通过在家庭、工业和电网层面部署微电网及其他可再生能源配套设施，或许仍存有一线希望。敬请关注下周本系列的第三篇，我们将探讨这些技术及其在拯救我们的电力电网方面将发挥的作用。
继续闪耀，
埃里克
