未來的電網需要能夠承載更多電力的電纜 - 彭博社

TS Conductor Corp. 的首席執行官傑森·黃在加利福尼亞州亨廷頓海灘的公司生產設施。

攝影師：凱爾·格里洛特/彭博社為了實現淨零世界，升級電網不僅僅是建設新的基礎設施。是的，需要額外的電纜，更多的變壓器，更多的變電站和技術人員。但許多現有技術也需要改造。

這就是 TS Conductor 的用武之地。這家位於加利福尼亞州亨廷頓海灘的公司（2024 年的 彭博新能源財經先鋒）開發了一種電力電纜，其強度與使用超過一個世紀的標準電線一樣，但重量更輕，關鍵是可以承載多達三倍的電力。

彭博社綠色四個世紀以來最熱的海洋對大堡礁構成威脅中國的“核旅遊”向公眾開放核裂變工廠香港的清潔能源未來將主要依賴核能環保署調查生物柴油供應鏈，因欺詐擔憂加劇“從根本上説，導體的進步依賴於材料科學的進步，”TS Conductor 的創始人傑森·黃在 零的電網系列第三集中告訴阿克沙特·拉提。但黃表示，這種進步本身並不足夠。與公用事業和政府合作還需要滿足關於安全、可靠性和耐久性等因素的長清單要求。

拉提與黃坐下來談論導致他創辦TS Conductor的技術突破，以及將他的產品接入電網所面臨的市場挑戰。

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## 承載雙倍電力的電纜展示未來電網

29:05

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阿克沙特·拉提00:00:00

歡迎來到零。我是阿克沙特·拉提。本週：電網的突破。

如果你跟上了最近幾集的零，我們一直在談論電網。它是如何神奇地將電力帶入我們的家中。以及在我們越來越多地電氣化世界時，更新和升級電網需要什麼。

電網的很大一部分是可見的。你見過數英里長的電纜為你提供電力。實際上超過3000萬英里。但還有很多你看不見的。你看不到或聽不到那些通過勞動和創意使電網更好的人的故事。因此，在我們第三集，也是目前電網系列的最後一集，我們關注這樣一種創新。如果我們不是鋪設新電纜，而是給舊電纜進行高科技改造呢？

阿克沙特·拉提 00:01:06

我不知道是否有——我——這——我肯定我漏掉了什麼。對我來説，這根本沒有意義，為什麼它不能彎曲。

傑森·黃 00:01:12

如果這裏有一個鋒利的邊緣，它會斷裂。這一直是老一代產品的問題。當鋁保護碳芯時，現在你可以彎曲它。它會屈服，但不會斷裂。

阿克沙特·拉提 00:01:29

那是傑森·黃。他擁有材料科學的博士學位，並利用他的專業知識創辦了一家專注於為電網提供新一代極其耐用電纜的初創公司。

因為我們將在這一集中談論很多關於電纜的內容，所以讓我先試着多告訴你一些。用於高壓傳輸的電纜，基本上就是那些懸掛在電塔之間的電纜，根本不像普通的電線。它不僅僅是一個更大的圓柱形銅線，外面包裹着絕緣層，像你用來充電的手機充電器那種。相反，它是一根鋼纜，為一堆絕緣鋁線提供強度，這些鋁線纏繞在鋼纜周圍，所有這些都被絕緣層包裹着。

TS導體的主要創新是用碳纖維芯替代鋼纜芯，並使圓形鋁電纜呈梯形。這意味着他們可以更有效地利用空間。黃告訴我，這些新電纜可以承載多達三倍的電力，這是一個遊戲規則的改變，也許是電網上許多重大創新的第一步，這些創新將累積產生巨大的影響。

我在六月的突破能源峯會上與傑森坐下來，想了解更多。

阿克沙特·拉提 00:03:11

傑森，歡迎來到節目。

傑森·黃 00:03:13

非常感謝。感謝您給我這個機會。

阿克沙特·拉提 00:03:16

現在有一個術語我知道你非常熟悉，但聽眾可能不太熟悉：重新導線。這是指用堅固的新高容量導體替換舊的輸電線路。一個原因是為了使線路更強大，足夠強大以承受強風，耐用到幾乎沒有下垂，因為下垂的線路可能引發野火。但還有另一個原因，涉及到能源轉型。你能解釋一下什麼是重新導線嗎？

傑森·黃 00:03:48

是的。重新導線通常指的是需要使用不同於當前導體的導體。這涉及到兩種情況。一種是你不需要對任何結構進行改造。另一種是你可能需要對結構進行改造，使其更高，因為有更多的下垂，或者這些塔的橫臂需要加固，因為你使用的是更重的導體。我還應該補充一下關於重新導線的評論，為什麼公用事業公司會進行重新導線。這實際上主要是由容量驅動的。他們面臨容量限制，例如瓶頸。因此，他們正在尋找更高容量的導體來消除電網的瓶頸。

阿克沙特·拉提00:04:36

好吧，但在我們探討TS導體如何解決這個問題之前，讓我們先了解一下今天的電纜是什麼樣子的。大多數人認為是銅在傳輸電力，但實際上是鋁。現在，我手裏拿着一根TS導體電線的樣子，它由多層鋁組成，並且它們並不是全部都是圓形的。有些是扁平的。那麼，為什麼我們今天會有這種結構，為什麼不是銅呢？

傑森·黃00:05:11

這是個很好的問題。銅實在是太貴且太重了。當你將銅與鋁進行比較時，銅的重量是鋁的三倍，而銅的每磅成本是鋁的三倍。所以你在比較銅和鋁時，成本是9倍，而連接性卻不到2倍，因此在使用銅作為架空線路時，這是一種糟糕的權衡。

在傳統導體方面，為什麼我們通常使用圓形鋁絞線，以及鋼也為圓形——傳統導體中的鋼絲——簡單來説，圓形更容易製造。但你在這些圓形絞線之間留了很多空間，因為裏面有很多間隙。這是對導體空間的糟糕利用。在TS配置中，我們使用梯形電線，梯形電線提供了更高的密度。我們可以輕鬆實現93%或更高的密度。而圓形的可能只有73%。所以你能夠用梯形電線整合更多的鋁。因此，這是一種更好的設計，更好的構建導體的方法。

阿克沙特·拉提00:06:32

現在，當我第一次聽説你的公司——你們從事重新導線的業務，你們在製造能夠承載比今天的電纜多兩到三倍電力的電纜——當我第一次聽到這個時，我很驚訝這竟然是可以做到的。你知道，我理解你可以在導電性上有所提高，但兩倍、三倍？這種驚訝是正常的嗎，還是這是一個從未被行業外泄露的行業秘密？

傑森·黃00:07:02

我認為兩倍的容量，實際上有其他技術可以實現。挑戰在於你能否在不改造結構的情況下做到這一點？這很重要。TS技術的獨特之處在於，它實際上反映在名稱中：T和S。T代表技術。它實際上是關於材料科學和技術。我們只是將今天材料科學所能提供的最佳材料整合到導體的構建中，而不是100年前可用的材料。

在TS中，我們使用最具導電性的鋁。我們還使用碳纖維複合材料作為強度構件。這是可能的最輕或最強的核心材料。同時，它沒有夏季膨脹。這使得這個導體能夠在高温下運行而不會出現下垂問題。為什麼？因為碳核心沒有夏季膨脹。它使我們能夠在導體中添加更多的鋁而不會增加重量懲罰。為什麼？因為當鋼被碳核心替代時，我們節省了約80%的鋼重量。因此，你在打包更好的導電鋁，而不會造成重量懲罰。最後，退火鋁更具導電性，但它們沒有強度。然而，使用碳複合材料，它的強度是鋼的兩倍。你最終得到的導體更強，即使鋁的強度相比其他鋁選項較低。

阿克沙特·拉提 00:08:49

現在，您將要做兩件事來更換舊電纜。您將增加鋁線的密度，您將改變所使用的鋁的類型，以便它可以承載更多的電力。然後最重要的是，您將把核心，從鋼材更換為碳纖維，這個東西將所有這些結合在一起。所有這些聽起來都很有趣，顯然如果您能讓這項技術成功，所有電網公司都會希望您提供這些電纜。您在商業規模部署這項技術的階段是什麼時候？

傑森·黃 00:09:23

我們一直在進行TS導體的大規模生產，並且自2021年以來一直在進行商業部署。我們在美國的第一次商業部署是在2021年初與蒙大拿達科他公用事業公司合作。這是一條230 kV的線路。我們能夠為公用事業節省約40%的總項目資本支出。從那時起，我們還與公用事業公司合作新傳輸線路，因為我們能夠實現更少和更短的結構，建設新線路，只要我們在設計階段被納入，以便您可以充分利用TS所能提供的。

阿克沙特·拉提 00:10:07

所以您自2021年以來一直在部署。到目前為止，您部署的電纜總里程是多少？

傑森·黃 00:10:13

是的，按公里或英里計算，已經有數千公里。我們得到了公用事業的支持，但並不是所有公用事業都急於採用新技術。當您查看美國的公用事業時，這是一個目標豐富的環境。您有超過一百家投資者擁有的公用事業公司，還有數千家市政公用事業和合作社。因此，有很多靈活、積極主動的公用事業公司。我們得到了更具進取心的公用事業公司的支持。

阿克沙特·拉提00:10:49

但我最近看到一個統計數據，它讓我感到震驚，因為它説世界需要將電網幾乎翻倍，達到1.11億公里。這幾乎是到太陽的四分之三的距離。所以我們在談論自1880年以來鋪設的所有電網基礎工作——140年前——而現在所有這些在未來25年內都需要翻倍。你是什麼時候意識到電網挑戰是你想要從事的工作？

傑森·黃00:11:29

首先，這是為人類、為世界做出改變的機會，特別是當你談論氣候變化、能源轉型時。這是對人類的生存威脅，同時也是為了保護未來幾代人的環境。因此，這是一個值得的努力。我們非常幸運擁有偉大的技術，時機也非常完美，同時我們也得到了與我們觀點一致的投資者。順便説一下，我們在美國是一家公共利益公司，我們的公共利益重點是可持續發展和温室氣體減排。我們對此非常認真。

阿克沙特·拉提00:12:12

現在正在使用的電力線，帶有這些圓形電纜的設計可以追溯到1900年代，早期的1900年代，它們確實需要升級。但為什麼像TS導體這樣的人花了這麼長時間才想到新的設計？我真的很困惑，直到現在我們才想到這種效率提升，僅僅是在包裝設計上，如果不是在碳纖維材料上。

傑森·黃 00:12:45

這是個好問題。我認為我們必須認識到，電網公用事業公司是按設計形成的壟斷。他們不需要像私營行業那樣進行創新或競爭。而且他們也很規避風險。他們非常關注其傳輸資產的安全性、可靠性和耐用性。考慮到這一切，電網對新技術的採用非常緩慢且具有挑戰性。

是的，一方面，有些技術利用了梯形緊密堆積。即使是傳統導體，我也見過製造商提供的導體來實現這一點。但從根本上講，導體的進步依賴於材料科學的進步。當你擁有更好的材料時，你就有了更好的導體選擇。但當你擁有更好的導體時，你還必須滿足公用事業在實用性、安全性、可靠性、耐用性和易於操作方面的關注。這並不容易。有些老一代的先進導體在這一類別中失敗了。這正是TS的優勢所在。TS這個名字，字母S的第二部分，代表安全。它是關於安全性和可靠性設計融入產品中。這是通過對碳複合核心進行鋁封裝保護來實現的，而這一點在前一代產品中是缺失的。

阿克沙特·拉提00:14:31

所以你説有材料科學的發展是你們今天能夠製造TS導體電纜所需要的。具體來説，材料科學的發展是什麼？

傑森·黃00:14:43

是的，當你觀察導體的發展時，你知道我們曾經使用鋼材。一百年前，鋼材並沒有那麼強，後來鋼鐵工業能夠提供更高強度的鋼材。因此，鋼材的下垂問題和腐蝕問題必須解決。這就是複合核心出現的原因，它減少了夏季膨脹，這也是一種下垂，同時減輕了重量，使你能夠建造更輕更短的塔，並且跨越更遠的距離。

複合材料最初是用玻璃碳混合核心來替代鋼材。這並不是理想的選擇，因為你不能在重冰地區、跨度很長或風力很大的地區使用這些導體。當涉及到TS時，我們不需要使用玻璃纖維，因為我們可以使用鋁封裝作為防止電化學腐蝕的屏障。因此，我們可以去掉玻璃纖維，允許更多的鋁融入我們的導體中，並且你可以從碳複合材料中獲得更好的性能。此外，我們還有鋁封裝保護的保護層。這就是使技術有效的原因。這一切都是材料科學的演變。

阿克沙特·拉提00:16:07

你給我帶來了複合核心的樣品，我手裏拿着一個一英尺長的黑色塑料看起來的東西。它很硬。我不想彎曲它。我覺得我可能會把它弄斷。一個電纜，看起來像一個稍微拉長的U形，怎麼會來自這個，看起來像一個如果我試着讓它下垂就可能會斷的硬東西呢？

傑森·黃00:16:38

這是一個很好的問題，因為這也是使這項技術可以申請專利的原因。當這個概念最初被開發時，最初的想法是“這是否實際可行？”，因為你必須將導體卷繞在卷軸上並運送到工地，對吧？他們能夠在初始概念試驗中將其包裹在卷軸中。這就是這項技術特別之處，因為它違背了傳統智慧。這就是為什麼發明者並不來自導體行業，因為任何在導體行業工作的人都希望導體是靈活的。而當它像那樣僵硬時，它是無法工作的。然而，複合核心，特別是帶有鋁封裝保護的複合核心，實際上更具可彎曲性。它需要更多的力量，但可以彎曲成更小的半徑。這就是為什麼它在現場是堅固的，當在現場處理不當時，你不會破壞複合材料。

阿克沙特·拉提00:17:49

所以如果我試着彎曲它，它會斷。

傑森·黃00:17:51

如果沒有保護的話，如果半徑太小，它可能會斷。但如果你有鋁封裝，首先，你不會有足夠的力量去彎曲它。其次，如果你確實彎曲了，它比未保護的複合核心更能適應彎曲。

阿克沙特·拉提00:18:14

現在，你提到美國有數千英里，但我假設全球各地都需要進行重新導線。電網已經相當老舊，尤其是在發達國家。那麼你們在世界其他地方對重新導線感興趣嗎？

傑森·黃00:18:32

是的。我實際上在週一在波蘭，他們對我們的技術非常感興趣。我將飛往羅馬尼亞，然後是土耳其。因此，我們看到TS正在被國際公用事業公司認可和了解。這一直是我們的挑戰之一，因為我們是一家美國公司。我們一直專注於執行和支持美國客户。因此，我們的知名度不高。我們常常被歸類為老一代先進導體，或者與老一代產品相關的問題——這些問題在TS上被自動假定。我們必須更好地闡明為什麼TS是不同的，我們如何為公用事業解決問題，包括技術性能、可負擔性以及在現場的工藝實用性。還有，是否存在耐久性、可靠性和安全性的問題？我們都能滿足這些要求。

阿克沙特·拉提00:19:39

是否有以前一代先進導體導致公用事業變得更加保守的事件？

傑森·黃00:19:48

是的，確實如此。這就是為什麼對老一代先進導體存在不良看法的原因：它們很脆弱，難以處理，容易破損。

阿克沙特·拉提00:20:01

你能給我一些例子嗎？

傑森·黃00:20:03

我寧願避免這樣做，因為這些在某種程度上是我們的競爭對手，有時候最好還是不提，因為我不想貶低我們所謂的競爭對手。

阿克沙特·拉提 20:24

傑森對抨擊他的競爭對手感到猶豫。這並不奇怪，但也有點道理，因為在這個行業中，風險很大——沒有雙關的意思。今年七月，TS Conductor 籌集了6000萬美元。如今，籌集這樣的資金是一件大事。

傑森確實告訴我一些其他人嘗試過的失敗科學努力，這一切變得有點技術性，但歸根結底是要解決製作一個能夠承受整個電纜所承受的壓力的核心電纜的挑戰。有些人嘗試用陶瓷或玻璃製作複合核心，但這兩者都沒有證明足夠耐用。

休息後，傑森和我談論了重新導線的市場現實。順便説一下，如果你喜歡這一集，請花一點時間在蘋果播客和Spotify上給節目評分和評論。這有助於其他聽眾找到這個節目。

阿克沙特·拉提 00:21:28

重新導線之所以至關重要的一個原因是，獲得新輸電線路的規劃和許可幾乎在任何地方都變得越來越困難，尤其是在美國和歐洲等發達國家。因此，如果你能夠用更高的容量替換現有輸電線路的相同電纜，你就可以在一定程度上避免建設新的輸電線路。這是否是目前推動重新導線需求的原因，還是還有其他原因在推動需求？

傑森·黃 00:22:03

這正是原因，因為如你所説，建設新線路在許可方面變得越來越困難。重新導線，通常你可以在沒有太多許可工作的情況下進行，特別是當你可以保持塔架不變，只是更換導體時，你可以獲得2倍或3倍的容量，例如，使用TS Conductor。這也是為我們的電網獲取更多容量的最快、最便宜的方法。所以這裏面也有經濟因素。想想看。例如，在美國，如果你建設新線路，導體的成本非常低。你知道，1%、2%、3%是相當典型的。在結構相關的成本上，它們可能高達30%。所以當你進行重新導線時，你只是在處理那1%、2%、3%的成本。現在你突然間翻倍或三倍了結果，容量。沒有比重新導線更好的方式來獲得更好的回報了。所以這是前進的方向。

阿克沙特·拉提00:23:18

所以公用事業現在在敲你的門，他們想要這些電纜。你們是如何製造它們的，如何擴大生產的？

傑森·黃00:23:28

是的，我們在加利福尼亞有一個現有的製造運營。我們已經在擴展。我們剛剛租了另一棟建築，並且正在增加額外的機器。我們還在考慮在東海岸建立一個大型設施。我們將在大約一個月內決定在哪裏建立這個大型設施。即便如此，這可能只是我們所需的導體制造能力的小部分，僅僅是為了美國的長期需求。

阿克沙特·拉提00:23:59

這些設施有多大？它們每年能生產多少英里電纜？

傑森·黃00:24:05

是的，在加利福尼亞，我們可以生產3000英里的完整導體，以及2000到3000英里的封裝核心，這就是你知道的，裏面最重要的元素，我們可以利用它，與其他做導體絞合的公司合作，製造完整的導體。我們正在考慮的東海岸擴展，我們的產能是加利福尼亞運營的10倍。

阿克沙特·拉提00:24:35

現在，很少有人告訴我他們在美國建立製造工廠，那裏土地更貴，勞動力更貴，許可更難。他們通常去亞洲。你們為什麼沒有？

傑森·黃00:24:47

好吧，你還有一些其他的地緣政治因素。美國的製造業正在迴流，即使在美國，當你看到電網升級時，整個行業也受到供應鏈限制的困擾。一個變壓器可能需要四年，開關設備也需要同樣長的時間。導體的交貨時間是50到70周。而更好的交付導體的方式是它們在美國製造，這樣就不依賴於外國。當發生一些壞事時，你仍然有一個安全的供應鏈。

阿克沙特·拉提00:25:29

但這難道不會使你的產品更貴嗎？

傑森·黃00:25:33

是的，也不是。你知道，產品本身，相對於傳統導體，它有一個適度的溢價。然而，當你從項目成本的角度來看，我們提供的價值優於所有其他選項，無論你是新建線路還是重新導線。所以這是一個我們可以管理的情況。而且美國的一些公用事業公司要求在美國製造。這使得我們在美國製造導體變得至關重要。

阿克沙特·拉提00:26:04

但是隨着來自歐洲的需求，你是否考慮在歐洲建廠？

傑森·黃00:26:09

當然，因為我們需要全球範圍內的氣候變化解決方案。你知道，你不能僅僅在美國或西歐解決這個問題。你還必須解決非洲、亞洲的需求。因此，我們將在全球範圍內建立更多的製造設施，以支持能源轉型。

阿克沙特·拉提 00:26:30

有什麼可能讓你不成功呢？

傑森·黃 00:26:34

嗯，我認為有幾件事。首先是執行。當你在管理一家成長型公司時，你必須具備執行增長戰略的人才。我認為，擁有合適的人來執行是非常重要的。另一個方面是我們始終要考慮我們的客户。這些客户依賴於你。我們需要確保在產品質量、產品交付時間上滿足他們的期望，並能夠繼續為他們提供比其他所有可用選項更好的價值。

阿克沙特·拉提 00:27:13

謝謝你，傑森。

傑森·黃 00:27:15

非常感謝。真的很感激能有機會在這裏。

阿克沙特·拉提 00:27:27

感謝您收聽《零》。如果您喜歡這一集，請花一點時間在Apple Podcasts和Spotify上對節目進行評分或評論。與朋友或喜歡梯形的人分享這一集。

如果您還沒有聽過網格系列的其他集數，我建議您查看前兩集，我們 與蘇格蘭電力首席執行官基思·安德森進行了交談，以及 國家電網的桑吉特·桑赫拉。

現在是本週的聲音。這是桑吉特推薦的，他對這個聲音非常熟悉。

[嗡嗡聲和 crackling 聲]

那是變電站緊急斷路器的聲音。電壓如此之高，以至於即使金屬連接斷開，電流也會利用空氣本身來完成電路，導致所有的 crackling 聲。幸運的是，這種情況只持續很短時間，這些斷路器對於安全供電至關重要。

如果你有本週聲音的建議，或者有評論或問題，請通過 [email protected] 聯繫我們。Zero 的製作人是 Mythili Rao。彭博社的播客負責人是 Sage Bauman，談話節目的負責人是 Brendan Newnam。我們的主題音樂由 Wonderly 作曲。感謝 Breakthrough Energy 團隊為本集提供錄音空間。特別感謝 Kira Bindrim、Matthew Griffin 和 Anna Mazarakis。我是 Akshat Rathi。很快再見。