在升级电力和宽带基础设施时,新研究显示,“一次挖掘”方法的成本效益比单独更换它们的成本高出近40%。该研究还发现,最大的好处来自于主动将目前在地面上的线路埋入地下,即使这些线路还没有到达使用寿命的尽头。
在升级电力和宽带基础设施时,马萨诸塞大学阿默斯特分校的新研究显示,“一次挖掘”方法的成本效益比单独更换它们的成本高出近40%。该研究还发现,最大的好处来自于主动将目前在地面上的线路埋入地下,即使这些线路还没有到达使用寿命的尽头。
共同埋设是将电力和宽带互联网线路一起埋入地下的做法。“对我们而言,将电力和宽带一起埋设的主要好处之一是我们可以通过共同部署这些公用设施线路来节省成本,”研究首席作者、马萨诸塞大学阿默斯特分校能源转型研究所(ETI)的ELEVATE研究员Mahsa Arabi说。这种成本节约使得马萨诸塞州的较小城镇也能够进行地下埋设升级。通过对各种基础设施升级场景进行计算模型,研究人员发现共同埋设的成本效益比单独埋设电力和宽带线路高出39%。
该研究的一位作者、ETI的教职主任及马萨诸塞大学阿默斯特分校工程学院的杰出教授Erin Baker解释说,共同埋设线路的做法正变得越来越重要,决策者们在关注基础设施的效率。“与其先挖开路面来做这件事,再过一年再挖一次来做那件事,不如考虑一起做,”她说。
研究人员还询问:城镇应该多积极地转向将线路埋入地下?是否应该等待线路达到使用寿命后再按需更换,还是应主动推进?
为了回答这个问题,研究人员定义了三个主要考虑因素:将线路从地面转为地下的成本、因停电造成的损失以及如果线路埋入地下可以避免的停电时间。
为了量化这些因素,研究人员创建了一个细致的计算模型。“这个问题的一个主要驱动因素是成本,”NARS实验室主任、土木与环境工程助理教授以及该研究的首席研究员Jimi Oke说。“在以前的研究中,人们只是使用基于平均值的估计,但我们基本上尝试对成本与土壤成分、网络类型或其他土地使用变量之间的依赖性进行建模,”他说。
以马萨诸塞州的谢鲁斯伯里市为案例研究,研究团队发现,最具成本效益的解决方案是积极推进共同埋设和替换现有基础设施,只要可以确认将线路埋入地下能使停电减少至少50%。
40年来,在谢鲁斯伯里市进行积极的共同埋设策略的成本为4540万美元,但避免停电的收益为5510万美元。这考虑了诸如食物变质、家用电器损坏、错过远程工作时间和备用电源使用增加等因素。对于停电,估计成本为每人每小时10美元,每家企业每小时205美元,以及每个工业客户每小时15000美元。在马萨诸塞州,每年每个客户的平均停电时间估计为1.38小时,涵盖宽带和电力。研究人员还考虑到由于消除高架线路的美学改善而带来的150万美元的额外财产增值。
总的来说,这创造了11.3百万美元的净收益。
第二高净收益的策略是积极将仅电力线路从地面转为地下。尽管这是一个成本较低的策略,但节省的收益明显减少,净收益比共同埋设的策略低五倍。所有其他策略,包括中等速度的转换,均产生了负净收益。
其中一个最大的问题是确定究竟有多少停电将通过埋设线路得到避免。“有一种直观的想法[认为埋设线路将减少停电],但关于具体减少多少的信息不太一致,因为停电是由于很多不同的原因引起的,”Baker解释说。“这意味着[埋设线路是否值得]要有一半的停电是由天气引起的。如果你的一半以上的停电是由于设备故障造成的,那么你就不应该埋设任何线路。但一旦情况转变,变得足够好去做,那么你就希望能积极推进。”
Oke指出,风暴并不是停电的唯一原因,提到加利福尼亚的野火。加州公用事业公司将会实行计划性停电以防止更多的火灾,但将线路埋入地下可能会防止初始火灾(从而避免停电)。考虑到2018年加州北部的坎普火灾——该州历史上最具破坏性的野火。此火灾是由一个磨损的金属钩在输电塔上失效导致的,使得一根带电线路掉落并击中输电塔。
“我们需要一个框架和一套法规来鼓励公用事业和城镇进行战略性思考,”Baker说。她希望他们的研究结果能够帮助决策者做到这一点。
研究团队希望未来的研究能够量化共同埋设在各种地理位置和场景下的影响。其他相关未来方向包括调查替代地下线路选择,以及其他潜在的停电缓解策略。