È difficile immaginare un mondo senza elettricità. Alimenta gli ascensori che ci permettono di costruire, piuttosto che fuori. L'elettricità mantiene le nostre case alla giusta temperatura. Aiuta a purificare l'acqua che beviamo, e a volte l'aria che respiriamo. Usiamo l'elettricità per i nostri telefoni e computer. E data la continua crescita dell'Internet of Things, la domanda di elettricità crescerà per molti anni a venire. Ma all'aumentare della domanda, così fanno gli assalti al sistema che fornisce quell'energia:la rete elettrica.

Il maltempo è una delle cause principali delle interruzioni di corrente. Secondo un recente rapporto del Dipartimento dell'Energia, Le sole interruzioni legate alle condizioni meteorologiche sono costate al paese in media tra $ 18 e $ 32 miliardi all'anno dal 2003. Secondo gli economisti del Texas, la recente tempesta invernale che ha colpito quello stato potrebbe finire per costare fino a 200 miliardi di dollari, più degli uragani Harvey e Ike. Anche gli incendi a ovest creano scompiglio nei sistemi di distribuzione elettrica. Si stima che le interruzioni di corrente durante la stagione degli incendi in California nel 2019 siano costate allo stato fino a $ 2 miliardi.

Anche le infrastrutture obsolete rappresentano un problema per il sistema elettrico. La rete è un mix di connessioni e accordi attraverso i confini di stato che utilizza tecnologie a volte arcaiche per sopravvivere, e la sua architettura necessita di una drastica revisione. Un rapporto del Pew Charitable Trusts suggerisce che la mancanza di investimenti nell'aggiornamento della rete elettrica causerà ulteriori interruzioni di corrente in futuro.

Tutto questo è stato discusso in un recente webinar per giornalisti nell'ambito del Resilience Media Project, che fa parte della più ampia Iniziativa su Comunicazione e Sostenibilità presso l'Earth Institute della Columbia University.

Melissa Lott è il direttore della ricerca per il Center on Global Energy Policy presso la Columbia University. Dice che la griglia è complessa, ed è composto da molto più di semplici linee elettriche. "Quando si parla di griglia, la tua mente può andare solo ai fili. Così, cavi di trasmissione, queste cose davvero grandi che portano l'elettricità dalle centrali elettriche a più vicino alle nostre case, e poi i fili più piccoli che chiamiamo fili di distribuzione che in realtà portano quell'elettricità alle nostre case e al punto finale in cui la consumiamo". Ma questa è solo una parte di ciò che costituisce la rete. "In realtà si tratta di centrali elettriche che mettono il elettricità dentro, poi i fili che lo muovono. E ci sono tutti i diversi tipi di passaggi lì e poi i clienti finali".

Le centrali elettriche oggi si affidano anche a molte più fonti di combustibile oltre al semplice carbone, che è stato per anni un caposaldo della produzione di energia elettrica. E questo può aumentare la complessità della griglia. Alcuni impianti sono passati al gas naturale, che ha causato problemi durante la recente tempesta in Texas quando alcuni pozzi di gas si sono congelati. Ci sono anche impianti a biomassa:usano materiale proveniente da piante o animali per generare elettricità. Ed ovviamente, energie rinnovabili da eolico e solare.

L'energia rinnovabile è importante per contribuire a ridurre le emissioni di gas serra derivanti dalla produzione di energia. Ma l'utilizzo di fonti rinnovabili si aggiunge alle sfide che la rete deve affrontare. I consumatori che producono elettricità attraverso i pannelli solari sui tetti a volte immettono elettricità nel sistema, e altre volte tirandolo fuori. Questo spostamento della domanda/metodo di produzione, dice Lotto, rende la griglia ancora più complicata.

Nel frattempo, le compagnie energetiche e il governo non hanno tenuto il passo con la manutenzione e l'espansione della rete ai livelli necessari per mantenerla robusta.

Così, tutti questi fattori:maggiore complessità dalle fonti di carburante, infrastrutture obsolete, troppo poco investimento, ha, dice Lotto, creato problemi per l'energia negli Stati Uniti "Allarme spoiler, non stiamo andando così bene".

E la pandemia non ha aiutato, dice Jeanne Fox, un ex commissario del New Jersey Board of Public Utilities. "L'economia migliorerà gradualmente. Ma molte persone a basso e medio reddito non possono permettersi di pagare le bollette elettriche ora".

Quindi, come si può rendere la rete più resiliente, e più equo? Emily Chasan è il direttore delle comunicazioni di Generate Capital, ed è un ex giornalista che si occupa di questioni energetiche per Bloomberg. Dice che la rete si basava su grandi centrali elettriche situate nelle aree centrali del paese. Ora la griglia deve cambiare, per accogliere le fonti di energia rinnovabile più disperse. "Non ci siamo concentrati molto sul potenziamento della rete in modo che possa gestire tutto questo movimento e cambiare il modo in cui produciamo elettricità". E dice che la rete deve essere pronta per un elenco sempre crescente di modi in cui l'energia può essere prodotta e immagazzinata. "Puoi pensare per anni che potresti essere in grado di collegare la tua auto elettrica a casa tua e farla diventare un generatore invece di un generatore diesel".

Ma per arrivare alla griglia del futuro, Melissa Lott dice che dobbiamo pianificare meglio un periodo di transizione. Quel piano includerà un sistema di generazione "sgabello a tre gambe" che può creare una forte affidabilità per la rete. La prima tappa sono le rinnovabili. Mentre la generazione variabile da eolico e solare può rendere più difficile la distribuzione, forniscono anche un'energia che non richiede carburante. La seconda gamba fornirebbe un più stabile, fornitura di energia elettrica sempre più affidabile. "Questo può essere nucleare, questo può essere grande idro, questo può essere gas naturale con cattura e stoccaggio del carbonio..." L'ultima gamba dello sgabello è l'accumulo di energia, ma non solo le batterie per le torce. Dispositivi come il Tesla Powerwall possono anche essere utilizzati per fornire elettricità alla tua casa in caso di una breve interruzione di corrente.

Lott afferma che gli operatori possono anche ripensare a come allocare il potere quando si verifica una crisi. In Texas, dove abita lei, Lott dice che durante la recente tempesta invernale, alcune industrie hanno continuato ad avere energia mentre molte case intorno a loro sono diventate buie. Sarebbe conveniente, lei dice, pagare alcune industrie che usano enormi quantità di elettricità per ridurre il loro consumo di energia per alcuni giorni al fine di riscaldare le case. Questo processo è chiamato 'domanda-risposta, " e Lott dice che ci sono già esempi di questo metodo utilizzato quotidianamente da alcune utenze. "Tu a casa tua potresti farlo avendo un termostato che è controllato a distanza dalla tua utilità e loro dicono, Hey, in estate ti pagheremo tipo dieci dollari per permetterci di accendere e spegnere il tuo condizionatore per trenta minuti (quando necessario)."

Tutte queste idee vengono prese in considerazione mentre i pianificatori discutono del futuro della rete energetica. Ma qualunque sia la griglia del futuro, gli esperti affermano che investimenti mirati nella modernizzazione e resilienza della rete ridurranno i costi nel tempo, risparmiando miliardi di dollari all'economia e riducendo le difficoltà sperimentate da milioni di americani quando si verificano condizioni meteorologiche estreme.

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione dell'Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.