未来的电网需要能够承载更多电力的电缆 - 彭博社

TS Conductor Corp. 的首席执行官杰森·黄在加利福尼亚州亨廷顿海滩的公司生产设施。

摄影师：凯尔·格里洛特/彭博社为了实现净零世界，升级电网不仅仅是建设新的基础设施。是的，需要额外的电缆，更多的变压器，更多的变电站和技术人员。但许多现有技术也需要改造。

这就是 TS Conductor 的用武之地。这家位于加利福尼亚州亨廷顿海滩的公司（2024 年的 彭博新能源财经先锋）开发了一种电力电缆，其强度与使用超过一个世纪的标准电线一样，但重量更轻，关键是可以承载多达三倍的电力。

彭博社绿色四个世纪以来最热的海洋对大堡礁构成威胁中国的“核旅游”向公众开放核裂变工厂香港的清洁能源未来将主要依赖核能环保署调查生物柴油供应链，因欺诈担忧加剧“从根本上说，导体的进步依赖于材料科学的进步，”TS Conductor 的创始人杰森·黄在 零的电网系列第三集中告诉阿克沙特·拉提。但黄表示，这种进步本身并不足够。与公用事业和政府合作还需要满足关于安全、可靠性和耐久性等因素的长清单要求。

拉提与黄坐下来谈论导致他创办TS Conductor的技术突破，以及将他的产品接入电网所面临的市场挑战。

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## 承载双倍电力的电缆展示未来电网

29:05

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阿克沙特·拉提00:00:00

欢迎来到零。我是阿克沙特·拉提。本周：电网的突破。

如果你跟上了最近几集的零，我们一直在谈论电网。它是如何神奇地将电力带入我们的家中。以及在我们越来越多地电气化世界时，更新和升级电网需要什么。

电网的很大一部分是可见的。你见过数英里长的电缆为你提供电力。实际上超过3000万英里。但还有很多你看不见的。你看不到或听不到那些通过劳动和创意使电网更好的人的故事。因此，在我们第三集，也是目前电网系列的最后一集，我们关注这样一种创新。如果我们不是铺设新电缆，而是给旧电缆进行高科技改造呢？

阿克沙特·拉提 00:01:06

我不知道是否有——我——这——我肯定我漏掉了什么。对我来说，这根本没有意义，为什么它不能弯曲。

杰森·黄 00:01:12

如果这里有一个锋利的边缘，它会断裂。这一直是老一代产品的问题。当铝保护碳芯时，现在你可以弯曲它。它会屈服，但不会断裂。

阿克沙特·拉提 00:01:29

那是杰森·黄。他拥有材料科学的博士学位，并利用他的专业知识创办了一家专注于为电网提供新一代极其耐用电缆的初创公司。

因为我们将在这一集中谈论很多关于电缆的内容，所以让我先试着多告诉你一些。用于高压传输的电缆，基本上就是那些悬挂在电塔之间的电缆，根本不像普通的电线。它不仅仅是一个更大的圆柱形铜线，外面包裹着绝缘层，像你用来充电的手机充电器那种。相反，它是一根钢缆，为一堆绝缘铝线提供强度，这些铝线缠绕在钢缆周围，所有这些都被绝缘层包裹着。

TS导体的主要创新是用碳纤维芯替代钢缆芯，并使圆形铝电缆呈梯形。这意味着他们可以更有效地利用空间。黄告诉我，这些新电缆可以承载多达三倍的电力，这是一个游戏规则的改变，也许是电网上许多重大创新的第一步，这些创新将累积产生巨大的影响。

我在六月的突破能源峰会上与杰森坐下来，想了解更多。

阿克沙特·拉提 00:03:11

杰森，欢迎来到节目。

杰森·黄 00:03:13

非常感谢。感谢您给我这个机会。

阿克沙特·拉提 00:03:16

现在有一个术语我知道你非常熟悉，但听众可能不太熟悉：重新导线。这是指用坚固的新高容量导体替换旧的输电线路。一个原因是为了使线路更强大，足够强大以承受强风，耐用到几乎没有下垂，因为下垂的线路可能引发野火。但还有另一个原因，涉及到能源转型。你能解释一下什么是重新导线吗？

杰森·黄 00:03:48

是的。重新导线通常指的是需要使用不同于当前导体的导体。这涉及到两种情况。一种是你不需要对任何结构进行改造。另一种是你可能需要对结构进行改造，使其更高，因为有更多的下垂，或者这些塔的横臂需要加固，因为你使用的是更重的导体。我还应该补充一下关于重新导线的评论，为什么公用事业公司会进行重新导线。这实际上主要是由容量驱动的。他们面临容量限制，例如瓶颈。因此，他们正在寻找更高容量的导体来消除电网的瓶颈。

阿克沙特·拉提00:04:36

好吧，但在我们探讨TS导体如何解决这个问题之前，让我们先了解一下今天的电缆是什么样子的。大多数人认为是铜在传输电力，但实际上是铝。现在，我手里拿着一根TS导体电线的样子，它由多层铝组成，并且它们并不是全部都是圆形的。有些是扁平的。那么，为什么我们今天会有这种结构，为什么不是铜呢？

杰森·黄00:05:11

这是个很好的问题。铜实在是太贵且太重了。当你将铜与铝进行比较时，铜的重量是铝的三倍，而铜的每磅成本是铝的三倍。所以你在比较铜和铝时，成本是9倍，而连接性却不到2倍，因此在使用铜作为架空线路时，这是一种糟糕的权衡。

在传统导体方面，为什么我们通常使用圆形铝绞线，以及钢也为圆形——传统导体中的钢丝——简单来说，圆形更容易制造。但你在这些圆形绞线之间留了很多空间，因为里面有很多间隙。这是对导体空间的糟糕利用。在TS配置中，我们使用梯形电线，梯形电线提供了更高的密度。我们可以轻松实现93%或更高的密度。而圆形的可能只有73%。所以你能够用梯形电线整合更多的铝。因此，这是一种更好的设计，更好的构建导体的方法。

阿克沙特·拉提00:06:32

现在，当我第一次听说你的公司——你们从事重新导线的业务，你们在制造能够承载比今天的电缆多两到三倍电力的电缆——当我第一次听到这个时，我很惊讶这竟然是可以做到的。你知道，我理解你可以在导电性上有所提高，但两倍、三倍？这种惊讶是正常的吗，还是这是一个从未被行业外泄露的行业秘密？

杰森·黄00:07:02

我认为两倍的容量，实际上有其他技术可以实现。挑战在于你能否在不改造结构的情况下做到这一点？这很重要。TS技术的独特之处在于，它实际上反映在名称中：T和S。T代表技术。它实际上是关于材料科学和技术。我们只是将今天材料科学所能提供的最佳材料整合到导体的构建中，而不是100年前可用的材料。

在TS中，我们使用最具导电性的铝。我们还使用碳纤维复合材料作为强度构件。这是可能的最轻或最强的核心材料。同时，它没有夏季膨胀。这使得这个导体能够在高温下运行而不会出现下垂问题。为什么？因为碳核心没有夏季膨胀。它使我们能够在导体中添加更多的铝而不会增加重量惩罚。为什么？因为当钢被碳核心替代时，我们节省了约80%的钢重量。因此，你在打包更好的导电铝，而不会造成重量惩罚。最后，退火铝更具导电性，但它们没有强度。然而，使用碳复合材料，它的强度是钢的两倍。你最终得到的导体更强，即使铝的强度相比其他铝选项较低。

阿克沙特·拉提 00:08:49

现在，您将要做两件事来更换旧电缆。您将增加铝线的密度，您将改变所使用的铝的类型，以便它可以承载更多的电力。然后最重要的是，您将把核心，从钢材更换为碳纤维，这个东西将所有这些结合在一起。所有这些听起来都很有趣，显然如果您能让这项技术成功，所有电网公司都会希望您提供这些电缆。您在商业规模部署这项技术的阶段是什么时候？

杰森·黄 00:09:23

我们一直在进行TS导体的大规模生产，并且自2021年以来一直在进行商业部署。我们在美国的第一次商业部署是在2021年初与蒙大拿达科他公用事业公司合作。这是一条230 kV的线路。我们能够为公用事业节省约40%的总项目资本支出。从那时起，我们还与公用事业公司合作新传输线路，因为我们能够实现更少和更短的结构，建设新线路，只要我们在设计阶段被纳入，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年以来一直在部署。到目前为止，您部署的电缆总里程是多少？

杰森·黄 00:10:13

是的，按公里或英里计算，已经有数千公里。我们得到了公用事业的支持，但并不是所有公用事业都急于采用新技术。当您查看美国的公用事业时，这是一个目标丰富的环境。您有超过一百家投资者拥有的公用事业公司，还有数千家市政公用事业和合作社。因此，有很多灵活、积极主动的公用事业公司。我们得到了更具进取心的公用事业公司的支持。

阿克沙特·拉提00:10:49

但我最近看到一个统计数据，它让我感到震惊，因为它说世界需要将电网几乎翻倍，达到1.11亿公里。这几乎是到太阳的四分之三的距离。所以我们在谈论自1880年以来铺设的所有电网基础工作——140年前——而现在所有这些在未来25年内都需要翻倍。你是什么时候意识到电网挑战是你想要从事的工作？

杰森·黄00:11:29

首先，这是为人类、为世界做出改变的机会，特别是当你谈论气候变化、能源转型时。这是对人类的生存威胁，同时也是为了保护未来几代人的环境。因此，这是一个值得的努力。我们非常幸运拥有伟大的技术，时机也非常完美，同时我们也得到了与我们观点一致的投资者。顺便说一下，我们在美国是一家公共利益公司，我们的公共利益重点是可持续发展和温室气体减排。我们对此非常认真。

阿克沙特·拉提00:12:12

现在正在使用的电力线，带有这些圆形电缆的设计可以追溯到1900年代，早期的1900年代，它们确实需要升级。但为什么像TS导体这样的人花了这么长时间才想到新的设计？我真的很困惑，直到现在我们才想到这种效率提升，仅仅是在包装设计上，如果不是在碳纤维材料上。

杰森·黄 00:12:45

这是个好问题。我认为我们必须认识到，电网公用事业公司是按设计形成的垄断。他们不需要像私营行业那样进行创新或竞争。而且他们也很规避风险。他们非常关注其传输资产的安全性、可靠性和耐用性。考虑到这一切，电网对新技术的采用非常缓慢且具有挑战性。

是的，一方面，有些技术利用了梯形紧密堆积。即使是传统导体，我也见过制造商提供的导体来实现这一点。但从根本上讲，导体的进步依赖于材料科学的进步。当你拥有更好的材料时，你就有了更好的导体选择。但当你拥有更好的导体时，你还必须满足公用事业在实用性、安全性、可靠性、耐用性和易于操作方面的关注。这并不容易。有些老一代的先进导体在这一类别中失败了。这正是TS的优势所在。TS这个名字，字母S的第二部分，代表安全。它是关于安全性和可靠性设计融入产品中。这是通过对碳复合核心进行铝封装保护来实现的，而这一点在前一代产品中是缺失的。

阿克沙特·拉提00:14:31

所以你说有材料科学的发展是你们今天能够制造TS导体电缆所需要的。具体来说，材料科学的发展是什么？

杰森·黄00:14:43

是的，当你观察导体的发展时，你知道我们曾经使用钢材。一百年前，钢材并没有那么强，后来钢铁工业能够提供更高强度的钢材。因此，钢材的下垂问题和腐蚀问题必须解决。这就是复合核心出现的原因，它减少了夏季膨胀，这也是一种下垂，同时减轻了重量，使你能够建造更轻更短的塔，并且跨越更远的距离。

复合材料最初是用玻璃碳混合核心来替代钢材。这并不是理想的选择，因为你不能在重冰地区、跨度很长或风力很大的地区使用这些导体。当涉及到TS时，我们不需要使用玻璃纤维，因为我们可以使用铝封装作为防止电化学腐蚀的屏障。因此，我们可以去掉玻璃纤维，允许更多的铝融入我们的导体中，并且你可以从碳复合材料中获得更好的性能。此外，我们还有铝封装保护的保护层。这就是使技术有效的原因。这一切都是材料科学的演变。

阿克沙特·拉提00:16:07

你给我带来了复合核心的样品，我手里拿着一个一英尺长的黑色塑料看起来的东西。它很硬。我不想弯曲它。我觉得我可能会把它弄断。一个电缆，看起来像一个稍微拉长的U形，怎么会来自这个，看起来像一个如果我试着让它下垂就可能会断的硬东西呢？

杰森·黄00:16:38

这是一个很好的问题，因为这也是使这项技术可以申请专利的原因。当这个概念最初被开发时，最初的想法是“这是否实际可行？”，因为你必须将导体卷绕在卷轴上并运送到工地，对吧？他们能够在初始概念试验中将其包裹在卷轴中。这就是这项技术特别之处，因为它违背了传统智慧。这就是为什么发明者并不来自导体行业，因为任何在导体行业工作的人都希望导体是灵活的。而当它像那样僵硬时，它是无法工作的。然而，复合核心，特别是带有铝封装保护的复合核心，实际上更具可弯曲性。它需要更多的力量，但可以弯曲成更小的半径。这就是为什么它在现场是坚固的，当在现场处理不当时，你不会破坏复合材料。

阿克沙特·拉提00:17:49

所以如果我试着弯曲它，它会断。

杰森·黄00:17:51

如果没有保护的话，如果半径太小，它可能会断。但如果你有铝封装，首先，你不会有足够的力量去弯曲它。其次，如果你确实弯曲了，它比未保护的复合核心更能适应弯曲。

阿克沙特·拉提00:18:14

现在，你提到美国有数千英里，但我假设全球各地都需要进行重新导线。电网已经相当老旧，尤其是在发达国家。那么你们在世界其他地方对重新导线感兴趣吗？

杰森·黄00:18:32

是的。我实际上在周一在波兰，他们对我们的技术非常感兴趣。我将飞往罗马尼亚，然后是土耳其。因此，我们看到TS正在被国际公用事业公司认可和了解。这一直是我们的挑战之一，因为我们是一家美国公司。我们一直专注于执行和支持美国客户。因此，我们的知名度不高。我们常常被归类为老一代先进导体，或者与老一代产品相关的问题——这些问题在TS上被自动假定。我们必须更好地阐明为什么TS是不同的，我们如何为公用事业解决问题，包括技术性能、可负担性以及在现场的工艺实用性。还有，是否存在耐久性、可靠性和安全性的问题？我们都能满足这些要求。

阿克沙特·拉提00:19:39

是否有以前一代先进导体导致公用事业变得更加保守的事件？

杰森·黄00:19:48

是的，确实如此。这就是为什么对老一代先进导体存在不良看法的原因：它们很脆弱，难以处理，容易破损。

阿克沙特·拉提00:20:01

你能给我一些例子吗？

杰森·黄00:20:03

我宁愿避免这样做，因为这些在某种程度上是我们的竞争对手，有时候最好还是不提，因为我不想贬低我们所谓的竞争对手。

阿克沙特·拉提 20:24

杰森对抨击他的竞争对手感到犹豫。这并不奇怪，但也有点道理，因为在这个行业中，风险很大——没有双关的意思。今年七月，TS Conductor 筹集了6000万美元。如今，筹集这样的资金是一件大事。

杰森确实告诉我一些其他人尝试过的失败科学努力，这一切变得有点技术性，但归根结底是要解决制作一个能够承受整个电缆所承受的压力的核心电缆的挑战。有些人尝试用陶瓷或玻璃制作复合核心，但这两者都没有证明足够耐用。

休息后，杰森和我谈论了重新导线的市场现实。顺便说一下，如果你喜欢这一集，请花一点时间在苹果播客和Spotify上给节目评分和评论。这有助于其他听众找到这个节目。

阿克沙特·拉提 00:21:28

重新导线之所以至关重要的一个原因是，获得新输电线路的规划和许可几乎在任何地方都变得越来越困难，尤其是在美国和欧洲等发达国家。因此，如果你能够用更高的容量替换现有输电线路的相同电缆，你就可以在一定程度上避免建设新的输电线路。这是否是目前推动重新导线需求的原因，还是还有其他原因在推动需求？

杰森·黄 00:22:03

这正是原因，因为如你所说，建设新线路在许可方面变得越来越困难。重新导线，通常你可以在没有太多许可工作的情况下进行，特别是当你可以保持塔架不变，只是更换导体时，你可以获得2倍或3倍的容量，例如，使用TS Conductor。这也是为我们的电网获取更多容量的最快、最便宜的方法。所以这里面也有经济因素。想想看。例如，在美国，如果你建设新线路，导体的成本非常低。你知道，1%、2%、3%是相当典型的。在结构相关的成本上，它们可能高达30%。所以当你进行重新导线时，你只是在处理那1%、2%、3%的成本。现在你突然间翻倍或三倍了结果，容量。没有比重新导线更好的方式来获得更好的回报了。所以这是前进的方向。

阿克沙特·拉提00:23:18

所以公用事业现在在敲你的门，他们想要这些电缆。你们是如何制造它们的，如何扩大生产的？

杰森·黄00:23:28

是的，我们在加利福尼亚有一个现有的制造运营。我们已经在扩展。我们刚刚租了另一栋建筑，并且正在增加额外的机器。我们还在考虑在东海岸建立一个大型设施。我们将在大约一个月内决定在哪里建立这个大型设施。即便如此，这可能只是我们所需的导体制造能力的小部分，仅仅是为了美国的长期需求。

阿克沙特·拉提00:23:59

这些设施有多大？它们每年能生产多少英里电缆？

杰森·黄00:24:05

是的，在加利福尼亚，我们可以生产3000英里的完整导体，以及2000到3000英里的封装核心，这就是你知道的，里面最重要的元素，我们可以利用它，与其他做导体绞合的公司合作，制造完整的导体。我们正在考虑的东海岸扩展，我们的产能是加利福尼亚运营的10倍。

阿克沙特·拉提00:24:35

现在，很少有人告诉我他们在美国建立制造工厂，那里土地更贵，劳动力更贵，许可更难。他们通常去亚洲。你们为什么没有？

杰森·黄00:24:47

好吧，你还有一些其他的地缘政治因素。美国的制造业正在回流，即使在美国，当你看到电网升级时，整个行业也受到供应链限制的困扰。一个变压器可能需要四年，开关设备也需要同样长的时间。导体的交货时间是50到70周。而更好的交付导体的方式是它们在美国制造，这样就不依赖于外国。当发生一些坏事时，你仍然有一个安全的供应链。

阿克沙特·拉提00:25:29

但这难道不会使你的产品更贵吗？

杰森·黄00:25:33

是的，也不是。你知道，产品本身，相对于传统导体，它有一个适度的溢价。然而，当你从项目成本的角度来看，我们提供的价值优于所有其他选项，无论你是新建线路还是重新导线。所以这是一个我们可以管理的情况。而且美国的一些公用事业公司要求在美国制造。这使得我们在美国制造导体变得至关重要。

阿克沙特·拉提00:26:04

但是随着来自欧洲的需求，你是否考虑在欧洲建厂？

杰森·黄00:26:09

当然，因为我们需要全球范围内的气候变化解决方案。你知道，你不能仅仅在美国或西欧解决这个问题。你还必须解决非洲、亚洲的需求。因此，我们将在全球范围内建立更多的制造设施，以支持能源转型。

阿克沙特·拉提 00:26:30

有什么可能让你不成功呢？

杰森·黄 00:26:34

嗯，我认为有几件事。首先是执行。当你在管理一家成长型公司时，你必须具备执行增长战略的人才。我认为，拥有合适的人来执行是非常重要的。另一个方面是我们始终要考虑我们的客户。这些客户依赖于你。我们需要确保在产品质量、产品交付时间上满足他们的期望，并能够继续为他们提供比其他所有可用选项更好的价值。

阿克沙特·拉提 00:27:13

谢谢你，杰森。

杰森·黄 00:27:15

非常感谢。真的很感激能有机会在这里。

阿克沙特·拉提 00:27:27

感谢您收听《零》。如果您喜欢这一集，请花一点时间在Apple Podcasts和Spotify上对节目进行评分或评论。与朋友或喜欢梯形的人分享这一集。

如果您还没有听过网格系列的其他集数，我建议您查看前两集，我们 与苏格兰电力首席执行官基思·安德森进行了交谈，以及 国家电网的桑吉特·桑赫拉。

现在是本周的声音。这是桑吉特推荐的，他对这个声音非常熟悉。

[嗡嗡声和 crackling 声]

那是变电站紧急断路器的声音。电压如此之高，以至于即使金属连接断开，电流也会利用空气本身来完成电路，导致所有的 crackling 声。幸运的是，这种情况只持续很短时间，这些断路器对于安全供电至关重要。

如果你有本周声音的建议，或者有评论或问题，请通过 [email protected] 联系我们。Zero 的制作人是 Mythili Rao。彭博社的播客负责人是 Sage Bauman，谈话节目的负责人是 Brendan Newnam。我们的主题音乐由 Wonderly 作曲。感谢 Breakthrough Energy 团队为本集提供录音空间。特别感谢 Kira Bindrim、Matthew Griffin 和 Anna Mazarakis。我是 Akshat Rathi。很快再见。