根据土木与环境工程(CEE)本科生LaurenJanicke和CEE及工程与公共政策助理教授DestenieNock领导的一项研究，对输配电(T&D)系统的投资可以显着减少空气污染。

研究人员将他们的工作发表在《能源》杂志上，测量了因T&D网络效率低下而产生的空气污染，研究了通过跨国和地方层面的监管来减少排放的机会，并将这些潜在减排的成本与投资成本进行了比较再生能源。

Janicke、Nock和他们的合著者指出，“在全球范围内，每年有1020万人过早死亡可归因于化石燃料的产生和相关的PM2.5排放(可吸入的细小颗粒小于百万分之250米)，其中很大一部分来自电力部门。”

当电力系统效率低下时，必须产生更多的能量来补偿，从而导致所谓的“补偿性发电”产生过量排放。已充分探索减少电力消耗和发电方式排放的机会;然而，关于减少从发电机向消费者输送电力过程中产生的空气污染的潜力的研究相对较少。

通过比较特定国家产生的电力与输送给最终用户的电力，Janicke和Nock量化了142个国家补偿性发电产生的排放百分比。他们发现这些变化很大，从新加坡损失的总发电量低至2%，到海地损失的总发电量高达60%，美国则达到5%。这对各国的空气污染影响尤其大依赖碳密集型能源。在全球范围内，由于这些T&D损失，需要大约2100太瓦时的补偿发电。

在分析几种情景时，该团队发现，将T&D效率提高5%至33%将使全球排放中值减少多达40%。不同情景下的减排效果因污染物类型而异，而普遍的发电类型，尤其是煤炭或石油，也与补偿发电带来的减排机会相关。

在美国，有多个地方监管机构，最著名的是北美电力可靠性公司(NERC)，它在联邦监督下开展工作，制定和执行大功率输电系统的可靠性规则。NERC内的不同区域呈现出不同的能源概况，这意味着减少T&D损失的机会不同。

总体而言，雄心勃勃的监管情景(损失上限为5%)可能会将补偿性发电量平均削减约60%——约占美国总发电量的3%。各州产生能源的来源再次影响它们通过提高输配电效率来减少排放的潜力。州政策也起着重要作用，北达科他州(严重依赖煤炭)和德克萨斯州(依赖天然气)等州在州一级有机会显着减少补偿性发电的排放。

“重要的是要认识到，虽然改善T&D损失不会完全弥补对化石燃料的依赖，但它可以在我们转型时减少当前排放，并减少我们需要建设的可再生能源发电总量，”诺克说。

关于T&D损失本身，他们区分了因基础设施效率低下导致的技术损失和因盗窃或错误导致的非技术损失。Janicke和Nock指出，可以通过用更新的高压线路替换旧的T&D基础设施来消除技术损失。同样，减少电力盗窃、部署智能电表和加强账单支付问责制是减少非技术损失的最佳方法。

在每减少一吨二氧化碳(CO2)的成本比较中，他们发现美国智能电表的平均减排成本为每吨CO21,100美元，而风力涡轮机每吨700美元，而风力涡轮机每吨1,280美元太阳能发电厂。然而，大规模部署智能电表的成本估算仍然需要进行，可再生能源取决于天气条件。

Janicke和Nock估计，在美国当前T&D损失上限为33%的适度雄心情景中，风力涡轮机将最具成本效益;然而，在上限为5%的雄心壮志情景中，智能电表变得更具成本效益。结合自动计费，智能电表还可能对世界其他非技术损失较高的地区产生更大的影响。

“我们注意到，各国正在使用多种方法(智能电表、风能和太阳能部署)作为其脱碳战略的一部分，”该团队总结道。“在某些情况下，智能电表可能更便宜，而智能电表、风能和太阳能的正确组合应该基于空间解析分析。虽然可再生能源除了减少碳排放外还有其他好处，即使在可再生能源高的未来，智能电表将是有益的，因为它们将减少电力需求，从而减少对发电能力的投资需求。”