美国的可再生能源生产和消费

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作者: Laura McKinney
创建日期: 9 四月 2021
更新日期: 2 七月 2024
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内容


可再生能源: 可以利用可再生能源,而不会减少将来的产量。风能和太阳能是可再生能源的例子。图片版权iStockphoto /费尔南多·阿隆索·埃雷罗。


介绍

“可再生能源”是指从未永久耗尽的能源所产生的能源。阳光,风,流动的水,地热和植物都是可再生能源的例子。它们可以在不损害其未来生产能力的情况下进行生产。

在过去的十年中,可再生能源的使用对人,行业和政府变得越来越重要。为什么?可再生能源并未耗尽,它们变得越来越便宜,并且对环境的影响也较小。



可再生能源统计: 2009年,可再生能源约占美国能源生产/消费的8%。其中太阳能,地热,风能,水力发电和生物质分别占总量的至少1%。资料来源:能源信息管理局。

可再生能源消耗: 从1950年到2009年,可再生能源的生产/消费趋势。随着时间的推移,可再生能源生产的能源数量稳步增长。最重要的是过去十年中生物燃料和风能的快速增长。资料来源:能源信息管理局。

美国可再生能源的历史使用

在美国,可再生能源的两个重要来源一直是木材和水力发电。动物的力量也可能被认为是重要的早期可再生能源。直到美国在1700年代中期开始采煤并在1800年代中期开始开采石油和天然气之前,这些能源几乎占了美国生产的所有能源。

一旦化石燃料的生产商业化,木材和水就逐渐取代为主要燃料。与使用木材或水相比,用化石燃料满足家庭或工厂的能源需求变得更便宜,更方便。化石燃料成为新的主要燃料。今天-超过100年后-他们仍然处于这一主导地位。




各部门可再生能源消费量: 从1950年到2009年按部门划分的可再生能源生产/消费趋势。电力和工业部门中的可再生能源使用一直在稳定增长。在过去的十年中,运输行业发生了爆炸式增长。资料来源:能源信息管理局。

美国环境保护局已准备了该公用事业规模的风能发电潜力图。最暗的蓝色区域的瓦特/平方米的电势超过800。Image EPA。

太阳能潜力图: 国家可再生能源实验室已经发布了许多太阳能潜力图。美国西南部具有最大的太阳能项目潜力。更详细的信息。

可再生能源的微醒

化石燃料使美国工业化,但其使用主要集中在矿井周围,直到开发出有效的运输方法为止。在远离煤炭,石油和天然气沉积的地区,水,木材以及有时的风力继续为国家提供动力。

自大约1970年以来,可再生能源仅提供了美国电力消耗的5%至7%。但是,在过去的十年中,可再生能源受到了越来越多的关注。引起更多关注的原因包括:

化石燃料能源价格上涨

石油,天然气和煤炭的价格一直在稳步上涨,化石燃料的价格可能会波动且难以预测。尽管历史上可再生能源价格更高,但随着化石燃料价格上涨,成本差异减小。

化石燃料资源正在枯竭

1700年代中期开始采煤时,首先开采表层附近的煤层。随着时间的流逝,最容易开采和质量最高的煤炭迅速被开采出来。今天剩下的通常对采矿更具挑战性或质量较低。

勘探石油和天然气很快发现了最大,最浅的矿床。如今,勘探目标通常更小,更深,并且位于诸如深海或北极等困难的环境中。

气候变化

石油,天然气和煤炭等化石燃料是深埋在地球深处的碳的丰富沉积物。他们在这里慢慢积累了数亿年。


当化石燃料燃烧时,它们的碳以二氧化碳的形式返回到大气中,二氧化碳是一种导致全球变暖和气候变化的温室气体。在大约200年的时间里,人类已经生产并燃烧了地球上相当大一部分的化石燃料资源,将其传送到大气中的速度比将其转化成化石燃料的速度快了近一百万倍。

政府对可再生能源的支持

今天,全世界的政府都接受这样一个事实,即燃烧化石燃料正在迅速改变地球的大气层,导致气候变化产生许多不良影响。为了减缓二氧化碳向环境中的释放,政府正在提供赠款,税收优惠和其他旨在支持可再生能源发展的计划。

技术进步和成本降低

在化石燃料价格上涨的同时,太阳能电池板,地热系统,风力涡轮机和其他可再生能源设备的制造成本却以每BTU成本为基础下降。尽管可再生能源的成本仍然很高,但价格趋势却朝着有利的方向发展。这是政府支持可以发挥重大作用的时候。

商业化和基础设施

随着更多可再生能源项目的完成,它们与建筑物,车辆和主要能源的平稳融合能力正在提高。批量生产降低了价格,并且采用率的提高提高了可靠设备,零件和服务专业知识的可用性。

尽管以上所有内容都表明我们正处于可再生能源爆炸的边缘,但我们仍未跨越重要的价格点和市场渗透率来使可再生能源能够自我启动和自我维持。这就是政府试图支持采用和改进可再生能源系统的原因。


地热能势图: 国家地热数据系统发布了美国的地热潜力图。它表明,地热热泵的安装在全国范围内都是成功的(浅棕褐色),美国西部(橙色)的低温直接使用区域(100摄氏度以下)丰富,并且有几个州拥有潜在的电力生产地。地下水温超过100摄氏度(红色)的发电。由于当地的地面条件,土地使用法规和其他因素,并非所有以这些颜色显示的位置都适合。更详细的信息。

最近的可再生能源趋势

目前,可再生能源约占美国能源消耗的8.20%。其中大部分来自生物质和水力发电。自1995年以来,可再生能源生产的能源量增加了15.9%。如果美国希望到2025年将其25%的能源来自可再生能源,那么将需要大力推动。

自1995年以来增长最快的可再生能源一直是风能。风力发电的实现呈爆炸式增长,增幅超过2000%。尽管这是惊人的增长,但风能在美国能源供应中所占比例不到3/4%。

自1995年以来,太阳能的增长超过了55%,太阳能电池板每千瓦价格的快速下跌将为未来的增长提供支持。地热增长了近27%。新技术和更高的化石燃料价格现在使地热空间供热项目的成本与化石燃料单元相比具有竞争力。

水电能源潜力图: 美国能源部发布了地图,显示了美国水电的当前使用和未来发展潜力。大多数地区位于河流流过区域的地方,局部起伏不大。更详细的信息。

未来趋势

可再生能源的未来非常光明。每个BTU的成本一直在下降。将它们平稳地集成到建筑物,车辆和一次能源中的方法正在改进。对气候变化的担忧促使政府通过赠款,税收减免和其他激励措施支持可再生能源项目。

可再生能源项目几乎总是帮助美国变得更加独立于能源。这是因为可再生能源项目通常位于将要消耗能源的地方。这减少了它们对环境的影响,降低了成本,并为政府提供了减少外国依赖的激励措施。

新的可再生项目将放置在哪里?

美国各地都有可再生能源项目的机会。地热热泵在美国几乎适合地面和当地开发条件的任何位置都具有经济意义。美国西部特别有广阔的地区,具有很大的风能,水力,太阳能和地热项目潜力(请参见本页上的地图)。

随着可再生能源技术的发展与化石燃料相比更加高效和具有成本竞争力,可再生能源的使用将在未来十年迅速增长。成本,气候保护目标和能源独立理想将帮助他们成功。