本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
編者注：這篇文章最初出現在人類學實踐的原始主頁上。鑑於《大眾科學》的城市專題報道，以及我正在旅行中，分享這篇文章似乎很合適。星期五見！
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當太陽沉入哈德遜河時，紐約市不會斷電。燈光閃爍，很快著名的天際線就被照亮，彷彿無視自然的作息規律。但很少有人停下來思考電力來自哪裡、如何產生，以及當電力消失時意味著什麼。這是一個如此可怕的想法，以至於我們寧願假裝這不可能發生。
紐約市虧欠托馬斯·愛迪生一份感激之情，因為他為夜晚的城市天際線投射出了光輝。他是我們擁有電力，成為這座不夜城的原因。這並不是因為他發明了燈泡——他並沒有。相反，這是因為愛迪生為我們提供了電網，這個電網至今仍是為城市供電的基礎。他看到了大局。但我們上次真正考慮電網滿足我們日益增長的需求的潛力是什麼時候？我們現在有能力看到大局嗎？
喬爾·阿亨巴赫在《國家地理》雜誌上發表的一篇文章中將美國當前的電網描述為“一個笨拙、粗糙但不知何故還能運轉的裝置”。它已經過時了；它不適合滿足我們的電力需求。而我們確實是一個電力飢渴的社會，擁有無窮無盡的小玩意，這些小玩意需要電流來供養。我們帶著充電器四處走動，為筆記型電腦和手機充電——我的包裡就有這兩個，我承認我經常使用它們。當我們的裝置沒電時，我們就會因為電力被剝奪而變得焦躁不安，表達出難以置信。我們是一個生產力社會，我們告訴自己。我們需要我們的電力。
2003年，美國東海岸瞭解了電網的弱點是如何被破壞的。我清楚地記得那個八月的下午，部分原因是因為那天晚上它給了我機會看到我以前從未見過的月亮。（它太亮了。我感到敬畏，並且記憶猶新。）我沒有課，正和S一起享用早晚餐，這時空氣中充滿了嗡嗡聲。我們困惑地看著對方，然後一切都關閉了——包括我們用來驅散熱量的風扇。“停電了，”我記得我說。“真奇怪，”S說。他檢查了保險絲盒。沒用。“我想是整個街區都停電了，”我說。“什麼？不可能。”我們走到外面，發現我們的鄰居也在做同樣的事情。“你們有電嗎？”“沒有，我們也沒有。”我們就站在那裡，不知道該做什麼。S和我晚上的一部分時間是在我們家的車庫頂上度過的。我們實際上玩得很開心，但這與重點無關。重點是我們的電網從來沒有打算支援它目前覆蓋的網路。
1882年9月4日下午3點，托馬斯·愛迪生在曼哈頓下城揭幕了一個商業照明和電力系統——美國第一個這樣的系統。他在摩根大通的辦公室裡拉下了開關。良好的營銷：電力對企業有利。這種需求推動了珍珠街電站的建設，並開創了電力公用事業行業。愛迪生找到了一種成功與已建立的燃氣照明競爭的方法。他的計劃的特點是可靠的中央發電來源，可以安全有效地分配電力。
但這絕非易事。愛迪生需要弄清楚如何產生足夠的電力。他想使用發電機（一種發電機），但當時，沒有任何發電機強大到足以滿足他的需求。愛迪生做了他知道如何做的事情：他開發了“巨型”發電機，這臺27噸重的機器產生了100千瓦的電力，足以為1200盞燈供電。珍珠街電廠為曼哈頓下城一平方英里的區域供電，需要六臺這樣的發電機。
人們渴望獲得電力
到1882年10月1日，在電站開放不到一個月後，愛迪生電力公司就擁有了59位客戶。到12月1日，客戶數量增加到203位，一年後，達到513位。
今天，紐約的電網非常龐大。跨越10,775英里，為超過1900萬居民提供服務。但愛迪生面臨的問題仍然困擾著我們。產生足夠的電力仍然至關重要。根據阿亨巴赫的說法，我們仍然沒有有效的儲能手段。電力必須在生產出來時就被消耗掉，因此創造足夠的電力來滿足需求——尤其是在炎熱的夏天——是一個挑戰。但愛迪生還必須處理實際向客戶提供他們想要的電力的問題。他設法說服市長允許他安裝10萬英尺的電線。這是一項昂貴的冒險，而且現在仍然如此。文章引用了構成東部電網的區域運營商之一的公司發言人雷·多特的觀點，他認為除了最城市化的地區外，沒有人願意考慮埋設線路的成本：“需要建設新的線路。但無論你建議在哪裡建設，人們都不希望在那裡建設。”
然後是測量使用量。19世紀使用了不精確的儀器，沒有一種能夠跟蹤一段時間內的使用情況。1882年春天，電錶問世，它是一種我們今天仍在使用的模型——不是那個模型，而是這個想法本身。但想想它現在是如何在我們的生活方式中運作的：必須有人到你家抄表。阿亨巴赫指出了其他困難：電力公司只有在你打電話說有問題時才知道有問題。等式中缺少的是即時反饋，而更綠色、更智慧的電網或許能夠提供這種反饋。（哦，以防你想知道，第一張電費賬單于1883年1月18日寄給了安索尼亞黃銅和銅業公司，金額為50.44美元。這和你現在的賬單相比如何？）
阿亨巴赫寫道，智慧電網需要更加自動化、自我修復，並且能夠容忍綠色倡議。它將告知我們用電量，並允許我們就與成本相關的消費做出選擇。就像珍珠街系統一樣，我們的電網儘管存在問題，但仍在運作，但這些問題是一個潛伏的擔憂。
信不信由你，紐約市能源消耗中只有不到百分之一來自可再生資源。那麼，障礙是什麼？問得好。更好、更智慧、更清潔的能源並不便宜。公用事業公司高管擔心如果風不吹或太陽不照會發生什麼——他們喜歡穩定，但它提供的舒適似乎相當脆弱。
隨著電力需求的增長，珍珠街試圖擴充套件以提供所需的供應。對於愛迪生來說，遠距離輸送能源是一個問題，因為他使用的是直流電（DC）。他的競爭對手特斯拉和威斯汀豪斯是交流電（AC）的倡導者，他們認為交流電可以滿足這些需求，以及企業對更高電壓的需求。儘管愛迪生不願讓步，但交流電最終勝出。儘管如此，珍珠街電站仍在曼哈頓市中心成功運營，直到1890年發生火災。電站被重建，並繼續為城市供電，直到1912年最終退役，但它為我們指明瞭方向。它照亮了我們的天際線。但就像從直流電到交流電的電力轉變一樣，現在是時候為城市地區尋找其他替代方案了。
你們的城市和城鎮在如何管理用電量？
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