Ремесленная сила: как предотвратить угрозу массового поражения

Люциус Грегори Мередит, Стив Росс-Талбот и Ральф Бенко

В недавний обзор фильма от Capital Research Center , консервативный, но неизменно строгий аналитический центр документального кино Сок : Силовая политика и энергосистема рецензент сухо заметил:

«Хотя реальное число погибших, вероятно, выше ( официально 57, хотя, вероятно, намного больше, ущерб благосостоянию составил почти 200 миллиардов долларов. ), в Juice говорится, что техасцам повезло. В какой-то момент электрическая сеть Техасского совета по надежности электроснабжения (ERCOT) находилась в пяти минутах от полного отказа. Чтобы возобновить его, мог потребоваться месяц или больше, что привело бы к тому, что, как предсказывалось в документах, стало бы «событием с массовыми жертвами».

сок Техасское затемнение , резюмирует близкую катастрофу Техаса:

«В феврале 2021 года миллионы техасцев потеряли электроэнергию, а электросеть штата вышла из строя через четыре или пять минут после полного отказа, который мог бы привести к десяткам тысяч смертей. Трудно переоценить важность и сложность нашей электрической сети. Но как ослабла наша самая важная энергетическая сеть? И что мы можем сделать, чтобы это исправить?»

Мы не паникёры и не участвуем в публичном хвастовстве кризисами. Драма больше относится к сфере повествования (пропаганды), чем к данным и анализу: реальным новостям.

Тем не менее, слабость американской энергосистемы и распределительной сети является или, вне всякого сомнения, должна стать скандалом. Вместо того чтобы сокрушаться, давайте зададимся реальным вопросом: «Что мы можем сделать, чтобы это исправить?»

Если упростить, то для ясности можно выделить четыре основные проблемы электроэнергетической системы Америки. Все четыре проблемы необходимо решать системно и одновременно.

Это: производство, хранение, распределение и управление энергией. Это не только сделает нас безопаснее. Это также сделает электроэнергию более дешевой и, следовательно, политически устойчивой… одновременно делая производство электроэнергии гораздо более экологически выгодным.

Основным исследователем этой статьи является математик и технический специалист со специализацией в области семантики языков программирования, проектирования языков программирования, а также распределенных и параллельных вычислений. . Второй автор – британец. старший исполнительный директор по энергетике . Младший соавтор — ветеран вашингтонской политической жизни, работавший в трех Белых домах и двух Конгрессах, удостоенный наград писатель, который сейчас специализируется на новых цифровых технологиях .

Полное раскрытие: мы вдвоем сформировали риск что использование ро-исчисления, главного решения для параллельного и распределенного потока управления, предлагает часть головоломки решения опасного энергетического состояния Америки. Третий автор работает над реализацией части решения в Великобритании.

Хорошие новости? Некоторые из проблем, которые нас беспокоят, уже решаются. Чем лучше новость? Для остального есть практичные, доступные, технические решения.

Плохие новости? Некоторые политики в некоторых местах ухудшают ситуацию. Самая худшая новость? Многие города и штаты находятся на грани катастрофы, которая может привести к десяткам, а потенциально даже сотням тысяч смертей в зависимости от обстоятельств, практически без предупреждения:

«…пять минут до полного провала…. что привело к тому, что, как предсказывали документальные сериалы, было бы «событием с массовыми жертвами».

Что делать?

Хорошие новости

Начнем с хороших новостей. Мы уже переходим от исключительно централизованного энергоснабжения – крупных электростанций (которые всегда будут иметь значение) к обильному децентрализованному производству электроэнергии.

Это означает, что дома, офисы, предприятия, правительственные учреждения и неправительственные организации генерируют, а не просто потребляют энергию. Это сокращает, возможно, существенно, их счета за электроэнергию и счета всех участников их энергосистемы.

Например, мать подруги ведущего соавтора, зовущей ее Салли, зарегистрировалась на острове Вашон, штат Вашингтон, для производства электроэнергии от солнца. У этой семьи нет аккумулятора в доме и гараже (как, например, у владельцев Tesla).

Она производит собственную электроэнергию, а из избыточной мощности вырабатывает электроэнергию, которую продает в сеть.

Энергетическая компания сокращает ее счета, кредитуя ее (по сути, платя ей) за электроэнергию, которую она передает по сети для потребления другими. Она стала одновременно поставщиком и потребителем энергии.

Назовите это ремесленной властью.

Мы переходим от опоры в основном на огромные централизованные электростанции мощностью в мегаватт для миллионов потребителей к более сбалансированной системе генерации, в которой есть множество поставщиков электроэнергии: семейные дома, предприятия и районы, «работающие самостоятельно».

Энергетический рынок

Следующий шаг? Как только мы увидим, что существуют агенты (термин, который мы можем использовать для обозначения отдельных лиц и организаций, таких как предприятия и другие объекты, возможно, даже ИИ), действующих как в качестве производителей, так и потребителей энергии, тогда у нас появится потенциал и потребность в реальном рынке. Агент одновременно нуждается в власти и производит власть.

Итак, теперь у вас есть ситуации, когда торговля выгодна всем. Итак, поскольку торговля сама по себе имеет ценность, следующий вопрос: какова торговая инфраструктура? Здесь есть интересный вопрос.

Речь идет о доверии

По большей части люди исторически доверяли своим поставщикам и распределителям электроэнергии. Тем не менее, большинство из них находятся под пристальным контролем государства. Нам не известны скандальные разоблачения о том, что подобные коммунальные предприятия обдирают всех своих клиентов. Скандалов типа Wells Fargo в этой отрасли не было.

Однако общественное сознание, похоже, не осознало и не осознало, насколько хрупкой и опасной является энергетическая инфраструктура. Общественность, похоже, не понимает, насколько мы близки к событию, которое приведет к массовым жертвам, иначе возникнет непрекращающийся политический шум.

Наш ведущий автор может сказать, что с конца 80-х и начала 90-х годов, когда он работал в MCC — первой промышленной консорциальной исследовательской организации, требующей от адмирала Инмана пойти в Конгресс, чтобы отменить антимонопольные законы, — это было частым явлением, когда технологи, поддерживающие энергетическую инфраструктуру, приходят в нашу исследовательскую лабораторию и говорят: «О боже, наши системы — это катастрофа, которая ждет своего часа! Вы можете нам помочь? Какие передовые технологии вы можете использовать, чтобы помочь нам?

Исходя из этого, наш ведущий автор с начала 90-х годов осознавал, что наша энергетическая сеть находится на расстоянии одного события от ситуаций с массовыми жертвами. Недавние события в Техасе были очень и очень опасны . По словам наших друзей из штата Одинокая звезда, Техас теперь лучше, чем раньше, осознает, насколько близок они были к катастрофе.

Тем не менее, даже эти воинствующие техасские хомбре не достали свои политические факелы и вилы, чтобы потребовать решения.

Хранение и распространение

На рынке распределения и производства электроэнергии происходят гораздо более серьезные преобразования. Многие люди, купившие Tesla, понимают, что Tesla пытается перепродать вам солнечные панели и свою энергетическую стену. Это большая батарея, которая дает обычным людям все больше и больше возможностей стать производителями энергии.

Итак, это часть трансформации. Тем не менее, другая часть трансформации заключается в том, что мы становимся все лучше и лучше в мониторинге и учете электроэнергии, как производства, так и потребления.

Мы становимся все лучше и лучше в возможности вести достоверный учет на уровне устройств производимой и потребляемой энергии, а не просто доверять местной энергетической компании (или государственному регулятору), которая приходит и время от времени читает ваш счетчик.

Мы получаем гораздо лучший мониторинг энергопотребления в стиле Интернета вещей. Это еще одна важная часть головоломки. Нам нужно, чтобы все части системы работали вместе, чтобы сделать ее надежной.

Мы должны – и можем! — облегчить агентам сбор энергии и последующую отправку ее обратно в сеть агентов, которые производят и потребляют энергию. Для этого нам нужно иметь возможность контролировать электричество на уровне устройства надежным и автоматизированным способом.

Так. Какой процент возможностей приходится на генерирующие мощности? Сколько находится на складе? Какая часть возможностей связана с дистрибуцией? Сколько стоит обработка данных? Отличные вопросы, и мы не собираемся притворяться, что ответ у нас под рукой.

Похоже, что Tesla уже сделала основную ставку на сбор и хранение, несмотря на свое участие в запущенной пилотной программе, которая, по крайней мере, пока не имеет масштабов. Пер КХАН , в декабре 2022 года, как

«Это часть пилотной программы Комиссии по коммунальным предприятиям Техаса (PUCT) и Совета по надежности электроснабжения Техаса (ERCOT), одобренной ранее в этом году. PUCT утвердил компанию Tesla Energy Ventures, LLC в качестве поставщика в прошлом году, прежде чем запустить этот пилотный проект. …

«Наша цель состоит в том, чтобы разработать для клиентов ERCOT больше способов управления использованием электроэнергии в свою пользу и в пользу энергосистемы Техаса», — сказал Рич Парсонс, представитель PUCT.

Как клиенты это сделают? Tesla на самом деле не занимается мониторингом, и они не занимаются перераспределением. Tesla, похоже, просто позволяет клиентам собирать электроэнергию. Вы можете поспорить на свой нижний доллар, что это значительный рынок прямо здесь.

В настоящее время Tesla не производит электроэнергию. Он не распределяет власть. Он накапливает энергию и не учитывает ее. Речь не идет об учете распределения энергии ни для производства, ни для потребления.

Tesla продает солнечные панели и производит батареи. Человек, который покупает одну из этих солнечных панелей, начинает производить электроэнергию. Tesla не производит электроэнергию, но тот, кто покупает солнечную панель Tesla, производит электроэнергию. И затем клиенты, покупающие энергетическую стену, сохраняют часть этой энергии.

Итак, в случае с Салли на Вашоне у нее нет стены власти. У нее есть только солнечные панели, поэтому она вырабатывает электроэнергию для собственных нужд, а излишки продает обратно какому-нибудь распределителю электроэнергии. Экономика кустарного производства и потребления электроэнергии очень сложна.

Каковы последствия производства солнечных батарей для окружающей среды? Кроме того, у сына Салли, всегда присматривающего за своей матерью, возникает много-много вопросов об энергии, которую она подает обратно в сеть, и о ее ослаблении, если ей придется вернуться обратно в Сиэтл и так далее.

Экономисты в своей невозмутимой речи любят говорить: « de gustibus non est disputandum ». («В вопросах вкуса не может быть никаких споров».) Это означает, что психическое удовлетворение, которое Салли получает от генерации, использования и продажи солнечной энергии – как для «препперовской» безопасности, так и для экологии, достаточно, чтобы побудить ее и остальных Если ей нравится покупать, устанавливать и использовать панели, это означает, что для Салли и таких, как она, существует достаточная рентабельность инвестиций, чтобы сделать эту покупку желательной.

Поскольку затраты резко падают, это, вероятно, будет иметь прямой экономический смысл, привлекая все большее и большее количество людей.

У нас нет данных для анализа мотивации различных агентов. Но что мы точно знаем, так это то, что Tesla получает деньги как от клиентов, так и в виде субсидий и налоговых льгот от правительств. Если в подходе Илона Маска есть (пугающие кавычки!) «просачивание» вниз, чтобы обычные старые клиенты — вы и я — получили некоторые из этих субсидий или налоговых льгот, это, возможно, не так уж и плохо.

В конце концов, почему корпоративное благосостояние должно ограничиваться… корпорациями? (Кроме этого, у них богатые лоббистские бюджеты….)

Конечно, нам нужно осознавать, что нужно вальсировать с повествованием (форма пропаганды, помните?), а не руководствоваться старой доброй прагматичной изобретательностью янки. Мы, как фанаты-ирредентисты, предпочитаем инженеров и математиков политикам и троллям в социальных сетях, пытающимся найти лучший способ сделать это.

Тем не менее, в конце концов, как с точки зрения свободного предпринимательства, так и с точки зрения окружающей среды, мы просто хотим обеспечить достаточное согласование между всеми различными точками зрения, чтобы добиться эффективного и устойчивого прекращения риска массовых жертв и гарантировать, что люди экономически заинтересованы в участии.

Независимо от того, являетесь ли вы «продавать улицы!» либертарианец, метафорический республиканец MAGA с факелом и вилами в руках, или демократ Зеленого Нового курса… нам все равно… пока общественность участвует в чем-то реальном, социально полезном и устойчивом как с экономической, так и с экологической точки зрения.

Решением нашей реальной опасности станет сочетание производства, хранения, распределения и торговли электроэнергией – на что упускаются из виду, но которые представляют наибольший интерес, по крайней мере для нас, для рынков, связанных со всем этим.

Это означает, что для устранения нынешней опасной хрупкости энергосистемы нам необходимо обеспечить инфраструктуру для объединения множества различных поставщиков электроэнергии и удовлетворения спроса множества потребителей электроэнергии. Если потребитель электроэнергии согласится каждый день отключать все свои домашние фены в периоды пиковой нагрузки, чтобы экономить (и экономить затраты) на энергопотребление, для этого потребуется инфраструктура данных для учета всех обязательств и выгод в реальном времени. время.

По сути, это виртуальный рынок, расположенный на вершине некоторой распределительной сети. Достижимый

Однако это поднимает важный вопрос. Кому люди доверяют обеспечение торговой инфраструктуры? Один ответ – откровенно говоря, наш любимый ответ – никому не доверяйте. Доверяйте коду.

Сторонники децентрализованных цифровых технологий вот уже почти два десятилетия твердят о том, что у нас есть технология, с помощью которой люди могут торговать, не доверяя никому. Учет может быть автоматизирован.

Нам не нужно доверять какой-то гигантской энергетической компании. Мы можем просто развернуть инфраструктуру надежных технологий мониторинга. Это дает большое преимущество, поскольку инфраструктура предоставляет встроенное решение, не требующее доверия третьей стороне. Теперь вы можете разрешить всем агентам — нам! — подключаться к инфраструктуре, в конечном итоге по всему миру.

Если энергетическая компания желает расширить свою деятельность, скажем, из Великобритании в континентальную Европу, технология, позволяющая сделать это, уже здесь. Если в континентальной Европе будут такие же стандартизированные системы мониторинга и достойные системы производства и распределения электроэнергии, вуаля!

Торговая инфраструктура, на которой мы здесь концентрируемся, не меняется ни на йоту. Теперь мы оговариваем, что в разных юрисдикциях действуют разные требования к уровню обслуживания. То, как регулируется электроэнергия в Германии, может повлиять на то, с чем могут иметь дело британские поставщики электроэнергии. Или наоборот. Тем не менее, практические возможности очевидны.

Итак, все это должно быть тщательно продумано, но, по крайней мере, на уровне битов и байтов это одна и та же инфраструктура. Это делает создание глобальной системы распределения или глобальной торговой системы возможным как в теоретическом, так и в практическом плане.

Это то, что может быть установлено поверх множества систем хранения и распределения. Это фантастика, потому что теперь у вас может быть глобальная система, и, по словам покойного экономиста, лауреата Нобелевской премии профессора Роберта Манделла, «единственная закрытая экономика — это мировая экономика».

Чтобы достичь этого, вам нужна масштабируемость. Чтобы надежно управлять сетью, вам необходимо отслеживать и учитывать доступную мощность, а также права и обязанности всех агентов, участвующих в сети, для эффективной торговли и распределения мощности. В глобальном масштабе это миллиарды агентов.

Этого невозможно обеспечить с помощью семидесяти транзакций Эфириума в секунду. Нам нужна сеть, которая масштабируется по мере добавления оборудования.

А с другой стороны уравнения, экономическую выгоду от этого получают не только поставщики электроэнергии. Агенты, желающие стать поставщиками торговой инфраструктуры — «узлы» — предоставляют валидаторы транзакций и получают экономические выгоды от проверки торговых транзакций.

Это не обязательно должна быть одна партия. Валидаторами могут быть бабушка, Amazon или кто-то между ними.

Представьте себе, что раньше в «деревне» был только один центр производства и распределения электроэнергии.

Алиса, Боб, Шарлин и Даниэль были потребителями энергии из этого центра, по сути, узла и говорящей архитектуры. Итак, теперь у Алисы, бабушки, Алисы, Боба, Шарлин и Даниэль есть солнечные элементы Tesla и их силовые стены — или эквивалент от другого поставщика по их выбору, конкурирующего с Tesla.

Теперь они все также являются генераторами энергии и потребителями.

Возможно, у Алисы есть подработка в качестве парикмахера. Разумеется, в дни, когда у нее много клиентов, ее энергопотребление резко возрастает. Поэтому она может предпочесть сократить потребление электроэнергии до периодов, выходящих за пределы пикового спроса (и стоимости), и использовать свои генерирующие возможности для продажи электроэнергии в сеть, когда цены высоки, и покупки ее, когда цены ниже.

Откуда она будет брать электричество? Если существует кустарное электроснабжение — децентрализованное распределение электроэнергии — вместо того, чтобы все черпали электроэнергию из одного центра, имеется достаточно возможностей подключения, чтобы район Алисы мог получать электроэнергию от более дешевого поставщика.

И централизованная энергетическая компания и распределитель также могут участвовать, как если бы они были просто еще одним агентом в деревне, который занимается производством и потреблением электроэнергии. Алиса может открыться для бизнеса, например, по субботам или воскресеньям, когда пиковое потребление низкое, а в будние дни с пиковым потреблением она закрывает магазин, чтобы продать свою электроэнергию, а не потреблять ее.

Или предложите ее клиентам повышенные цены. Что ей выгоднее.

Математика, позволяющая ей рассчитать, что для нее оптимально, будет простой арифметикой. Когда она производит больше энергии, чем потребляет, она может хранить ее или продавать. И воля!

Сделать мировую сеть устойчивой, а не хрупкой – это не просто пиво, кегли и благородные намерения. Для обеспечения возможности подключения необходимо создать или улучшить физическую инфраструктуру. Генераторы энергии, будь то кустарные, такие как солнечные, или промышленные, такие как атомные электростанции, необходимо построить, модернизировать и подключить. И должна быть создана масштабируемая система мониторинга.

Одна из самых интересных вещей, по крайней мере для нас, заключается в том, что здесь кроется возможность создания общей мировой торговой инфраструктуры. В частности, децентрализованная торговая инфраструктура, позволяющая Алисе видеть свой район, соседнюю деревню и следующую за ней деревню… но масштабируемую для национальных государств, а не для деревень.

По мере того, как мир меняется, каждый регион подключается к сети, чтобы производить и потреблять энергию в разное время. По мере того, как к сети присоединяются разные районы и деревни, Алиса получает доступ к все более и более крупным рынкам для своей ремесленной энергии, а также к усилению конкуренции среди поставщиков ее электроэнергии, что приводит к повышению эффективности рынка.

Мы считаем развитие надежного децентрализованного распределения власти и торговли жизненно важным, а не просто кучку ботаников (нас), одержимых крутыми технологиями (развитый распределенный реестр, интегрированный с гиперпространственными вычислениями). Вот почему.

Вряд ли кто-то может сейчас достоверно оспаривать тот факт, что потенциально опасные климатические явления становятся все более частыми, более интенсивными и продолжительными. С увеличением частоты, интенсивности и продолжительности климатических явлений событие отказа энергосистемы с массовыми жертвами становится неизбежным, если мы не решим проблему хрупкости энергосистемы.

Таким образом, шаткий беспорядок в энергосистеме США (и значительной части мира) приближается к событию или событиям с массовыми жертвами. Уменьшить или, желательно, устранить этот риск сложно. Наши энергетические технологии основаны на более старых технологиях. Модернизировать систему распределения сложно, поскольку она устарела и требует большого количества отложенного обслуживания.

Политика осложняется честными спорами о том, какая генерация электроэнергии лучше других. И, давайте посмотрим правде в глаза, модернизация высоковольтных проводов не станет отличной фотооперацией для амбициозного политика. Гораздо приятнее перерезать ленточку на новом мосту!

И затем, есть вся военная природа нашей политики и гражданского дискурса.

Тем не менее, на кону стоят жизни. И когда мы в последний раз смотрели, даже Конгресс не смог отменить принцип Парето, а это означает, что мы, вероятно, сможем получить 80% выгод за 20% стоимости совершенства, если мы откажемся сделать лучшее врагом хорошего.

Итак, давайте сосредоточимся на более низких фруктах: добавлении уровня цифрового управления, основанного на свободном рынке, а не на субсидиях. Добро пожаловать, ремесленная сила!

Бюллетень ученых-атомщиков использует в качестве образа «Часы Судного дня». Это мощный мем, который должен выйти за рамки ядерной войны. Тем не менее, мы были и находимся всего в «пяти минутах» от события с массовыми жертвами из-за события в устаревшей энергосистеме. Что, благодаря ботаникам, можно легко и недорого исправить.

Со времен Томаса Эдисона… все было сосредоточено и говорило. Мы получили нисходящую инфраструктуру Тома и Джорджа Вестингаузов. Это было тогда, в старые аналоговые времена.

И это сейчас, когда появилась возможность использовать цифровые децентрализованные технологии для трансформации управления кустарно усовершенствованной электросетью рыночными способами, которые заставили бы даже Айн Рэнд покраснеть от удовольствия.

Ладно, возможно, Айн никогда не краснела, даже когда писала эти мрачные любовные сцены! Хайек, однако, покраснел бы от удовольствия, услышав это. срочный порядок. Конечно!

Ремесленная власть должна быть музыкой для ушей большинства обычных людей во всем идеологическом правительственном спектре. Его должны любить как Ангелы Ада, так и Хиппи, Мага, Якобинцы и Карены. Процветание способствует общему благосостоянию. Это не догма.

Путь к безопасности и, что немаловажно, к экономике и экологии — это продолжение трансформации путем объединения производства и распределения энергии с децентрализованным управлением. Это приведет непосредственно к адаптации энергоснабжения таким образом, чтобы сделать его гораздо более устойчивым к более экстремальным климатическим явлениям, которые происходят сейчас.

Бюллетень ученых-атомщиков использует в качестве образа «Часы Судного дня». Это мощный мем, который должен выйти за рамки ядерной войны. Тем не менее, мы были и находимся всего в «пяти минутах» от события с массовыми жертвами из-за события в устаревшей энергосистеме. Что, благодаря ботаникам, можно легко и недорого исправить.

Доступный, надежный и проверенный путь к энергетической безопасности и защищенности? Кустарное производство, распределение и управление электроэнергией.