可再生能源正在崛起。美国大约15%的电力来自可再生能源，如风能、太阳能、地热、水力发电和生物质能，占美国4.11亿兆瓦时(MWH)的6400万总发电量根据美国能源信息管理局的数据，这是在2019年7月。而十年前这一比例仅为9%。从大规模的风力发电场到安装在屋顶上的单一面板，可再生能源已经从新奇变为寻常。

这一趋势使许多环保人士对美国能源的未来感到担忧Ensia回答项目在这篇文章中，读者提出了在未来文章中探讨的主题。可再生能源的发展促使读者辛西娅·潘努奇提出了这样一个问题:“现在美国对可再生能源技术的财政支持似乎很强。我们的(电网)准备好有效利用它了吗?”

这个问题的简单答案是否定的。但是，随着可再生能源在美国发电总量中所占的比重越来越大，美国的电力供应将面临困境网格为家庭和企业供电的发电、高压输电线路、变电站和配电线路的网络正在更新以适应它。

能源公司执行董事约翰·吉米森说，电力生产商和向全国家庭和企业供电的公用事业公司正在努力使可再生能源更容易提供电力美国人支持清洁能源电网这是一个专注于电网现代化的非营利性倡导组织。“转型的基础是需要摆脱碳基能源，停止排放温室气体，”吉米森说。“这是每个懂科学的人的首要任务。”

电网升级很复杂

将可再生能源纳入电网具有明显的环境效益。但是，升级由数千家独立的公用事业公司和高压传输线网络组成的庞大基础设施是复杂的。

该电网是按照单向模式建造的，电力在集中的站点产生，然后通过配电线路发送到最终用户。可再生能源发电设施——尤其是太阳能和风能——分布更为广泛。太阳能和风力发电场可以接入主要能源电网，小型装置可以直接接入家庭。这意味着，在晴天或大风天，从这些来源进入电网的电力代表了多余的能源，可以通过电网重新定向到最需要的地方。

除了用电可变定价等需求侧管理工具，新型的智能电网公用事业公司正在采用信息技术来平衡这种能量的双向流动。

改进电网以适应更多的可再生能源还意味着协调邻近地区的公用事业，以平衡需求和供应，并建立更好的太阳能和风能输出预测，以预测几天的发电量水平，根据本约克，分布式能源资源整合项目的高级项目工程师电力研究所该公司是一家从事电力研发的非营利组织。

他说，实施这些变化“也可能挑战传输系统的稳定性，系统运营商需要进行详细的模拟，以确保他们有足够的资源来应对大型事件并保持频率。”

我们需要更多的电池

增加电网中可再生能源的数量也会起到同样的作用需要大量的电池．可再生能源有时会产生比实际需要更多的电力。为了保持电力供应能力，为客户提供精确的电力，大规模的锂离子电池现在被添加到可再生能源发电站，以存储电力并根据需要分配。

这些大电池可以容纳多个兆瓦时的电力;的普通美国家庭每年使用约10兆瓦时。这家总部位于华盛顿特区的非营利组织的总裁兼首席执行官格雷戈里·韦斯通(Gregory Wetstone)说，要让更多的可再生能源进入美国电网的供电结构，将取决于为更多的公用事业和能源生产商配备这种电池美国可再生能源委员会．

他说，向前推进的一个关键优先事项将是更好地激励能源储存的发展。他所在的组织是呼吁建立能源储存投资税收抵免的联盟的一部分《2019年能源储存税收激励和部署法案》该法案是去年在美国众议院提出的。

“在过去的四年里，新增的可再生能源发电量超过了770亿瓦。随着美国电网的持续现代化，我们将能够显著增加更多的电力，”Wetstone说。“然而，需要注意的是，并没有一个统一的‘美国’网格。在全国分散的电力基础设施之间输送电力是一个挑战，而更广泛的互联将使更多可再生能源进入市场。”

网格区域之间更好的链接

国家可再生能源实验室(NREL)正在探索如何更好地整合三个主要的网格区域它们构成了美国的能源系统。这三个系统几乎完全独立运行，一个系统几乎没有能力发送多余的电力来帮助满足另一个系统的需求。

作为其互联层研究在美国，NREL正在与国家实验室、大学和工业界合作，开发在这三个系统中共享不同能源池的新方法。如果成功，这项努力将使德克萨斯州丰富的风能更容易用于田纳西和缅因州等州的电力系统，或使阳光充足的西南地区的太阳能更容易用于多云的西北地区的家庭。

许多人认为，在可预见的未来，电网转型以更好地适应可再生能源的需求仍将继续。“任何对资源组合的改变都需要仔细的规划，”Wetstone说，“但我们知道，通过改进传输和扩大能源储存和其他先进技术的部署，高渗透的可再生能源电网是可行的。”

要回答Ensia读者Pannucci最初的问题，电网还没有准备好利用可再生能源技术。但它没有理由不能做到这一点——而且有很多理由相信它很快就会做到。

-Nate Berg是一位报道城市、科学和设计的作家。他在洛杉矶工作。本文最初发表于Ensia．