许多种类的极端事件都会破坏电力服务，包括飓风、地震、洪水、野火、酷热、严寒和长期干旱。重大灾害可能使数千人陷入黑暗。2月份的德克萨斯州深度冰冻灾害导致电力供应中断该州40%的发电量.
在此类事件期间，未受影响的区域可能有备用电源。例如，在德克萨斯州2月份的大停电期间，公用事业公司利用太平洋西北部的水电、东北部的天然气、北部平原的风力和西南部的太阳能发电。
如今，将电力从美国的一端无缝地输送到另一端是不可能的。但在过去十年中，国家实验室和大学的研究人员一直在与行业工程师密切合作，设计一个能够实现这一目标的州际电力系统。和乔·拜登总统的基础设施计划将通过拨款数十亿美元建设高压输电线路来实现这一目标，从而“将更廉价、更清洁的电力输送到最需要的地方”
我的工程研究专注于电力系统。在爱荷华州立大学，我们致力于量化大电网可以给美国带来的好处。这些高容量输电系统将能源资源和高电力需求地区（称为负荷中心）连接在一起，跨越大的地理区域。
近年来，风能和太阳能成本大幅下降。然而，可再生能源只提供了美国约21%的电力。
国家电力高速公路系统
德怀特·艾森豪威尔一直在考虑建立一个国家级的州际公路系统几十年来在他1953年就任总统之前。艾森豪威尔认为，这样一个系统“对国防和我们的国家都是必要的”国民经济与人身安全."
国会同意并通过了该法案1956年联邦援助公路法，授权联邦政府支付这套1140亿美元系统90%的费用，其余费用由各州承担。
艾森豪威尔担心疏散城市在发生核战争的情况下，宏观电网的安全论据集中在破坏电网的极端事件上。而经济论据集中在将风能、太阳能和水力发电从电力充足的地区转移到电力需求高的地区。
今天，北美电网实际上是五格，也称为互连。两个大电网，东部和西部互联，覆盖了加拿大48个州和大片地区的大部分地区，而三个较小的电网服务于德克萨斯州、阿拉斯加和魁北克省北部。每个网格使用交流电，将电力从发电机输送至客户。
东部、西部和得克萨斯州的互联互通通过高压直流（HVDC）能够在它们之间传输电力的线路。这些设施正在老化和老化只能传输少量电力在电网之间。宏观电网的一种方式是将现有的美国电网连接在一起，使它们之间的电力传输更加容易。
连接东部、西部和得克萨斯电网并连接海上风电场的潜在美国大型电网。
跨地区分享权力
拜登提出了在美国实现清洁能源转型的全面行动，包括到2035年实现电力无碳化。这将需要在未来15年内增加大量新的可再生发电能力。
近年来，风能和太阳能成本大幅下降。如今，新的大型风能或太阳能发电厂的发电成本比太阳能发电厂的发电成本低现有燃煤电厂. 然而，可再生能源只能提供约21%的美国电力.
宏观电网将从两个方面降低新的风能和太阳能发电厂的电力成本。首先，它将使高质量的可再生能源——主要是中西部风能和南方太阳能，以及潜在的加拿大水电——能够为沿海负荷中心供电。建造能够远距离输送电力的输电系统更便宜而ces则更倾向于从更靠近城市的低质量、较弱的太阳能和风能资源中生产。
其次，大电网将使各地区共享能源生产和电网服务成为可能。该策略利用了由于时区和电力需求趋于稳定这一事实而产生的时差在一天中的某些时间达到高峰例如，当人们晚上到家时。电价在白天随需求而涨跌。
例如，太平洋时间下午3点，西海岸的电力需求相对较低，这意味着电力成本也较低。多余的西部电力可用于供应东海岸的需求，该需求每天在东部时间下午6点达到高峰，同时西海岸下午3点出现“低谷”。四个小时后，当西海岸达到太平洋时间每天晚上7点的峰值时，东海岸将是晚上10点，这将有额外的一代人向西分享。
容量共享也起作用，因为不同地区的年峰值电力需求发生在不同的时间。每个地区都需要有足够的发电容量来满足其年峰值负荷，并有一定的裕度来弥补发电故障。宏观电网将使各地区能够在不需要的情况下共享过剩的发电容量当地需要。
如果美国花费500亿美元开发一个大电网，那么在2038年开发和运营国家电力系统以及实现50%可再生电力的长期总成本将减少500多亿美元。
即使两个地区的年峰值相差只有几天，这一策略也会带来好处。当两个地区的年峰值相差几周或几个月时，回报可能很大。例如，太平洋西北部的电力需求通常在冬季达到峰值，因此该地区可以从西南部和中西部借用电力，而西南部和中西部的电力需求在夏季达到峰值，反之亦然.
建筑传输节省资金
在我于2020年与学术界和工业界的同事发表的一项研究中，我们表明，如果没有宏观电网，成本会很高超过2.2万亿美元从2024年到2038年，开发和运营国家电力系统，并在2038年实现50%的可再生能源发电。这包括增加600千兆瓦的新发电能力（几乎完全是风能和太阳能发电）的成本；剩余化石和核电厂的运营成本；以及建设新的交流输电系统将新发电厂连接至客户的输电线路。
然而，我们计算出，如果美国花费500亿美元开发一个大电网，那么在2038年开发和运营国家电力系统以及实现50%可再生电力的总长期成本将减少500多亿美元。换句话说，通过实现跨地区的电力共享，并将高质量的可再生能源从偏远地区输送到负荷中心，大电网的成本将远远超过自身的成本。
一些观察家可能担心，全国联网的电网比我们现有的系统更容易受到连锁停电的影响。事实上，由于HVDC通过其灵活的换流站提供了更高的电网控制能力，因此宏观电网实际上更可靠。
行业领导者和清洁能源倡导者他们呼吁美国追求大电网的发展，但北美正在努力落后世界上大部分地区都在开发地区间的电力线，以开发低成本的清洁能源。如果500亿美元看起来是一项巨大的投资，考虑一下：这也是估计最低成本德克萨斯州深度冻结期间的停电和能源价格飙升。
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