海上风力涡轮机将沿大西洋海岸排列；巨大的太阳能阵列将覆盖美国西南部沙漠的大片区域；输电塔将支撑高压直流线路，将电力从多风的大平原输送到人口稠密的沿海地区。这就是奥巴马政府似乎设想的，当然也是乔恩·韦林霍夫（Jon Wellinghoff）预测的美国可再生能源未来。作为联邦能源管理委员会（FERC）主席，韦林霍夫有很大机会将他的愿景变为现实。
目前，FERC正在重写新的输电线路规则，这有可能使新的电力输送能力的审批变得更容易，从而释放更多可再生资源的开发。委员会于6月17日发布了一项新规则，要求在确定新的输电线路的安装地点和时间时，应考虑全国36个州颁布的可再生能源指令。
韦林霍夫的目标是实现电力行业的近乎彻底的转型，使太阳、风和河流的流动等可再生资源能够满足美国更大的电力需求。韦林霍夫认为，其好处包括“绿色”就业机会，到2050年将导致气候变化的温室气体排放量减少80％。最终，从风中获得的电力可能是最便宜的发电形式，为消费者节省资金。
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根据美国能源信息管理局的数据，目前可再生能源仅占美国总发电量的10％，如果除去1930年代至1970年代建造的水坝，这一比例将降至仅4％。即使是FERC也无法使其房东——联邦政府的总务管理局——投资于能源效率。
ScientificAmerican.com 与韦林霍夫谈论了联邦政府及其机构如何以及为何推动这场能源革命。
[以下是采访的编辑稿。]
您如何看待未来30到40年内，我们能源组合中发电资源的组合？
这种组合正在发生巨大变化。如果你看看30、40、50年前，我们有一个主要由服务于当地负荷的当地公用事业公司通过当地发电来供电的系统。所以，它非常分散，而且非常具体，特定的公用事业公司只会用自己的发电来服务于那个区域，如果他们有一些剩余，是的，他们有一条通往邻近公用事业公司的线路，也许他们会共享。但现在我们开始建立一个正在摆脱这种情况的系统，主要是因为我们正在努力降低我们国家的碳足迹，并为世界降低它。我们正在努力减少化石燃料的使用，我们正在努力尽我们所能，最终确保我们在这个国家拥有清洁的绿色能源。为了做到这一点，我们必须寻找来源，而这些来源大多位于远离负荷的偏远地区，[因此电力]最终必须通过长[输电]线路传输到这些负荷。因此，如果你看看中西部地区，那里有大量的风——从达科他州一直到德克萨斯州——或者如果你看看美国西南部，在亚利桑那州或内华达州，甚至是沿海大西洋的风能，你必须从这些来源建造线路到负荷，你必须有一个更强大的系统来支持它。这不仅仅是当地公用事业公司与当地发电机为当地负荷供电，它现在是一个全国性的电网。要做到这一点，我们必须研究一个以更复杂的方式运行的截然不同的系统，它以非常有效的方式从一个区域转移到另一个区域，以便可以将这些新的绿色资源输送到需要它们的地方。
我们离实现这一目标有多近？
我们正朝着这个方向快速发展，去年我们在美国安装了10,000兆瓦的新风力[涡轮机]。唯一做得比我们多的国家是中国，他们只比我们多做了一点点。我认为我们在风力总量方面仍然领先于中国。我们这个国家大约有35,000兆瓦的风能。因此，这个国家风力发电的发展实际上正在推动[需要]将电网转变为更智能、更高效的电网，以便将这些资源输送到负荷——并且系统中投入的可再生资源越多，推动的速度就越快。
但是，安装新的输电线路有多难？
嗯，这很困难，毫无疑问。输电线路的选址是一个难题。没有人想在他们的后院安装输电线路。成本分配——谁将为输电线路付费——也不是一个容易的问题，而且我们国家在这两方面的做法存在分歧。大型输电线路的成本分配由我们FERC完成。选址通常由各州完成，在某些情况下，甚至由各县完成，所以我们存在这种导致问题的脱节，这与例如美国的天然气系统不同。FERC为天然气管道选址。我们确定这些天然气管道的成本分配。我们就像一个一站式商店。而将要铺设输电线路的人必须考虑州选址以及联邦层面的成本分配，并且两者之间存在分歧，这使得它更加困难。国会现在有一些法案试图缓解这些问题，并赋予联邦政府更多的选址权——最终，如果各州无法推进选址，则赋予联邦政府后备权力。但我认为我们可以解决这些问题。我认为这些问题可以克服，而且我认为我们可以在这个国家建造我们需要的输电线路，以开发风能、太阳能、地热和水动能系统——所有这些我们可以利用的可再生系统，而且我们在这个国家拥有大量的资源。
这种电网转型对于获得我们需要的可再生能源量以实现大幅减少温室气体排放至关重要，我们需要大幅减少温室气体排放，以防止或最大程度地减少全球气候变化？
为了让尽可能多的可再生能源在电网上运行，这些可再生能源的特性与当前发电组合中的特性截然不同，我们目前主要有长时间运行且变化不大的基础负荷电厂，例如燃煤电厂。风力系统和太阳能系统一样，会在一天中变化。因此，由于这些差异，并且还因为你必须稳定电网并始终保持频率完美，我们将需要方法来实现这一点；其中一种方法是升级电网并使其更智能。使其更智能，使消费者最终成为电网的完全参与者，这将是一个关键。关键在于允许消费者使用他们的负荷来真正使电网更有效率，同时允许更多的可再生能源整合到电网中。
你需要电网中一种叫做“调节服务”的东西来稳定电网。当每一小部分负载进来时，都需要有相应的增量供应来满足它，这样才能保持稳定。另一种方法是，当有增量负载进来时，你可能需要从其他地方减少一小部分负载。你可以这样做。如果你这样做而不是增加供应，效果是一样的。对电网来说是等效的，但你可以让别人来做，比如，在某个特定时间关闭冰箱的除霜循环。如果你的冰箱里有通信和控制设备，电网就可以发出信号并允许它这样做。只要冰箱在一天结束时除霜，你作为消费者就不会在意，但最终电网可以更有效率地运行。通过这样做，你可以将更多的风能接入电网，最终，消费者可能会因为允许冰箱这样做而获得报酬。因此，最终你可以让所有这些协同工作，并以一种能够将更多风能接入电网的方式运行，因为你需要这些类型的服务。如果你不用冰箱这样做，你就必须用燃煤电厂或燃气轮机来回调整，而这样做会使该机组的运行效率大大降低。因此，如果你可以用冰箱或汽车电池来做到这一点，它们实际上可以作为电网支持，而且它们每天都在这样做。
你认为美国人会接受吗？你认为他们会愿意让公用事业公司参与这些决策吗？
嗯，这取决于消费者是否有选择权。他们是否高兴由消费者决定。如果我不想让我的冰箱被控制，我就不需要得到报酬。无论支付多少钱，一天一两美元。如果我不想让我的汽车，我的电动汽车被控制，我也不需要获得报酬，而现在这些汽车在特拉华州每天每辆车可以获得7到10美元的报酬。它们每年可以获得超过3000美元的报酬，仅仅是因为它们在晚上充电时被用来控制电网的调节服务。所以这取决于消费者自己决定。你不想发生这种情况，就说“好吧，别对我这样做”。你想控制你的成本，你想通过使用你的一些电器作为电网稳定系统来降低成本，[那就]这样做。这取决于你。因此，最终这将是消费者的选择，而且会有像IBM和谷歌等公司支持它，并将设备安装到汽车和冰箱中。我知道惠而浦现在正在他们的冰箱中安装这种智能芯片，这将允许这些类型的控制发生，但同样，这都将取决于消费者的选择。这不像“老大哥”会介入并说：“我们要控制你的冰箱。很抱歉，你没有选择。”这不是那种类型的国家。这是一个人们将有选择权、拥有自由市场的国家，如果这对他们的经济有利，这些市场将允许消费者这样做。
在这个国家，一种常见的说法是，只要你不断增加风能和太阳能，我们就需要储能，否则它们永远不会成为我们能源结构中的主要因素。这种更智能的电网会改变这一点吗？
嗯，这会有所帮助，因为我们必须思考储能到底是什么。这个国家的热水器里的储能量比整个美国所有抽水蓄能的储能量还要多。所以你只需要能够控制这些热水器，你就有储能了，就像那样。所以，建筑物里就有储能。想想这个国家所有的批发冷藏仓库。你只需要将那里的温度略微改变一点点，你就拥有了大量的潜在储能，而这不会影响这些仓库中存储的商品，但却可以让该系统在功能上充当储能。我们只需要控制它。我们必须安装控制和通信设备，我们就可以有效地拥有这个国家大量的可用储能，我们只需要去获取它。……这叫做需求响应，你可以用它来最终使电网运行得更好，同时将越来越多的风能、太阳能和其他可再生能源接入电网。
在您概述的这种愿景中，像加州的百万太阳能屋顶计划这样的分布式发电扮演什么角色？
我认为分布式发电可以发挥重要作用。它在一定程度上可以缓解当地配电层的拥堵，并允许更好地输送风能等远程资源以及远程太阳能。但是，如果当地分布式发电也可以为电网提供支持，并向电网出售电力，它也有发挥作用的必要。分布式发电可能可以提供一些服务，就像电动汽车电池可以提供的那样。我认为它需要成为整体组合的一部分，但最终我们在这个国家需要关注的是，我们可以从两个领域收集多少清洁资源——包括受地理位置限制的远程资源（如风能）和分布式发电（如屋顶太阳能）。我认为我们需要两者兼顾，我们需要关注两者，而且，在当地配电层安装更多的智能通信技术，我们将使这些配电资源发挥更好、更高效的作用。
这对传统发电意味着什么？你谈论了很多可再生能源和风能。这对我们传统的发电方式意味着什么？
嗯，实际上这意味着我们必须以不同的方式看待如何输送电力。我认为我们不能再像过去那样看待大型中心电站发电。当然，在某种程度上仍然需要它，我们在这个国家目前有大量的煤炭、核能和天然气——中心发电，但由于来自风能、太阳能、地热和水力动能的分布式发电，我认为我们将不得不开发一种不同的电网，可以以更有效的方式适应它。因此，中心发电——传统发电——在未来仍然会发挥作用，但随着越来越多的可再生资源上线，我认为这个作用将大不相同，并且会逐渐减弱。而且我们看到这种情况正在加速发展。
为了实现这一变革，就电力生产和传输而言，我们正在谈论的转型规模有多大？
嗯，最终这将是渐进的。但我们正在谈论的是在整个国家范围内的转型。因此，我们正在谈论可能需要数万英里的新输电线路，以便最终将大量的风能、太阳能和其他资源输送到负荷中心。我们正在谈论在智能电网技术上投资数十亿美元，从消费者层面一直到输电和发电层面。因此，规模非常大，但幸运的是，你知道，我们可以逐步做到这一点，而且我们已经开始用刺激资金以及个别公用事业公司和其他私人实体的努力来做这件事了。
如果我们不这样做，会意味着什么？这对美国意味着什么？如果我们不进行你所说的投资，如果我们不建立一个更智能、更强大的电网和不同的发电来源，会意味着什么？
嗯，很简单，如果我们不按照我的建议去做——那就是关注需要开发的成本最低、最有效的可再生资源，然后允许它们被开发，并允许它们被输送到我们国家成本最高的地区——我们将为电力支付更多费用。这就是全部的含义。这意味着我们将建立更昂贵的电力系统……一个核电站的造价是100亿美元，这意味着你将支付每千瓦时15美分。你可以用这些钱输送大量的风能。你也可以用这些钱输送大量的聚光太阳能[发电]。我知道你可以用一半的钱输送一整天的地热能。因此，如果我们不开始关注如何输送这些最终成本较低的资源，我们将为它支付更多费用。仅此而已。如果我们不弄清楚如何将电力输送到负荷中心，我们将为能源支付更多费用。
但是美国有很多煤炭，而且目前煤炭甚至更便宜。
如果我们不捕获并封存碳，煤炭可能会更便宜，但我认为大家都明白我们不能再这样做了。因此，最终，如果我们必须捕获碳并封存它，那么我们开始谈论的煤电价格最终可能接近 100 亿美元核电站的价格。所以，再次，让我们看看成本最低的方案是什么。成本最低的首要方案是能源效率。我们需要在这个国家的每个地方都这样做，而且长期以来在这方面存在巨大的障碍。我们需要减少这些障碍。第一个障碍是资本成本。另一个障碍是信息。另一个障碍是房东和租户之间的脱节，在商业建筑中，房东没有动力提高效率，而租户想提高效率。我们现在就在一座这样的建筑里，我们今天就坐在这里，因为它和这种情况一样，因为 FERC 不拥有这座建筑。我想提高能源效率，但房东不想。所以，最终，我们知道我们做不到。因此，让我们打破提高能源效率的障碍。在我们提高能源效率之后，让我们做下一个成本最低的事情：我认为是风能。风能是我们在我国可以做的下一个成本最低的事情。地热能、水动能、太阳能——让我们开始研究我们成本最低的资源是什么，让我们开发它们，并让它们输送到负荷中心。
编者注：David Biello 是 PBS 即将推出的一系列节目的主持人，该节目名为“超越电灯开关”。该系列节目由底特律公共电视台制作，将探讨我们在使用和生产电力方面即将发生的变革，这将影响环境、国家安全和经济。