过去半年中,波多黎各和加利福尼亚州的输电线路分别被飓风和野火摧毁;而在犹他州和宾夕法尼亚州,修建更多高架输电线则遭到了当地居民的强烈反对。
这些问题促使电网工作者们认真地考虑对策。美国和世界上其他国家的公用事业公司都逐步将电缆埋到地下,这是大势所趋。波多黎各的输电网重建就是个好例证:去年晚些时候,一个工业、政府联合财团起草了一份提案,呼吁建设地下输电网以强化正从飓风Irma 和Maria(造成的破坏)中恢复的输电系统。
该计划的大部分支出——43亿美元——将用于修建可靠的高架线路,并在强风肆虐区铺设地下电缆。一个价值6.01亿的项目也致力于在美国东南部埋设高压直流输电网,这一地区是大部分超强风暴首先席卷的地方。(该项目)将在最高效的发电厂和圣胡安市附近人口稠密区之间构筑一个安全的地下电网通道。
由于地势较低,输电网正沿着为配电网(即低压电网)开辟的线路铺设。在某些城市,压根看不到配电网——这要归功于金属导体被交联聚乙烯(一种耐热绝缘体)包覆的特制电缆,它能屏蔽内部电流、防水并能抵挡穿刺。
电力顾问Ken Hall表示,输电网的功率要高于配电网,由此产生的热量在地下很难消散,因此出于成本考量,公用事业公司一直在拖延铺设地下输电网。Ken Hall 是安迪生电力协会(一个位于华盛顿的公用事业工会)的前输配电主管。
同时埋设12条电缆,并用电阻和产热量小的粗铜导线替代高架线常用的廉价铝导线可能会较好地解决这一问题。每条电缆都必须裁成大约一千米长,并在现场扎在一起,以进一步降低成本。
Hall 表示,地下输电每公里的总成本大概是高架线输电的5到10倍。“全美每家公用事业公司都有地下配电网,但地下输电网并非每家都有。”
解决散热问题:一层厚厚的交联聚乙烯绝缘包裹一根金属导体。
图片来源:@ New River Electrical
虽有成本牵绊,公用事业公司仍在监管者和公众的强烈抗议下加大了对地下输电网的投入。作为该领域的“食蟹者”,丹麦于2008年正式要求:除400千伏高压交流输电网外,大部分新建交流和高压直流输电网必须埋设在地下。(埋设高压交流输电网的难度远高于高压直流输电网,主要因为交流线路电阻更高,由此产生的发热量更大。)
2015年,德国政府强制要求高压直流输电网必须铺设在地下,除非它们能与现有输电网合并。这一政策影响了大部分旨在将北海风电供应给南方城市的HVDC项目——他们被迫放弃原来的高架输电计划而重新规划地下输电网。
为减弱古镇和景区居民对(高架)输电网的抵触,德国同时利用政策鼓励铺设短途地下高压交流输电网。Bürgerdialog Stromnetz(一个帮助社区居民理解和协商输电网规划的公共资助项目)的地区经理Heinrich Laun说,德国正在规划,或是已经完成了的交流输电试点项目有11个。
在美国,为了消除在新罕布什尔州怀特山上架设高塔和悬浮线路可能带给游客的“视觉冲击”,公用事业公司已经承诺将饱受争议的长达309公里的Northern Pass项目(穿插着交流和高压直流输电网,用于将加拿大多余的水电输送至美国东北部)中近三分之一的线路铺设在地下。州政府将在下周二(1月31日,纽约时间)对这一项目投票表决。
除去种种利好外,Laun 补充说,地下(输电)也产生了新的让人头疼的问题。农民可以在埋设了输电线的土地上种植和耕地,但德国的农业游说集团担心电缆散发的热量和蚀变的污水会潜在地影响土质并要求赔偿。
Laun 表示,大部分新的HVDC项目旨在用来替代德国将于2022年关闭的最后一座核电站,为南方城市供电,但重新规划地下输电网已经拖慢了工程进度。在Laun看来,这些短期挑战终将成为新的地下输电网(标准)被接受。他表示,如果德国打算修建更多必需的线路来整合更多可再生资源,那么这种接受将至关重要。“从长远来看,这是值得的。”