美國電力行業的碳排放量為零

美國電力行業的碳排放量為零到目前為止,有17個州以及華盛頓特區和波多黎各通過了法律或行政命令,設定了到100年或更早達到2050%清潔電力的目標。 懷俄明州格倫羅克附近的風力渦輪機。 美聯社照片/馬特·楊

可再生能源的快速發展正在加速全國向無碳電力系統的轉變。

到目前為止 17狀態 加上華盛頓特區和波多黎各已通過法律或行政命令,設定了到100年或更早達到2050%清潔電力的目標。 美國有46家公用事業公司 承諾去無碳。 現在,拜登政府和一些國會議員正在提議 使電力部門脫碳 2035。

儘管15年間的這一巨大變化似乎是雄心勃勃的,但我們的新報告“歸零”,回顧過去15年,發現電力部門的排放量僅為預計排放量的一半。

我們分析了美國能源與環境部發布的2005年度能源展望中的“一切照舊”預測。 能源信息管理,這是美國政府用於數據收集和分析的官方機構。 它預計,從2,400年到3,000年,電力部門的二氧化碳年度排放量將從2005億噸增加到2020億噸。

美國電力行業的碳排放量為零

相反,它們降至1,450億噸,比預期水平低52%。 簡而言之,在短短15年內,美國電力部門已成功邁向零。 今天,美國使用的低碳和無碳電力比2005年的預測要多得多。 勞倫斯伯克利實驗室, CC BY-ND

更清潔的燃料和更高效的設備

下降的原因是政策,市場和技術驅動力。

2020年的總體電力需求與2005年幾乎完全相同,比聯邦能源預測機構的預測低24%。 這部分是由於經濟變化,例如兩次衰退造成的經濟增長下降和人口增長略有下降。

自2005年以來,美國還提高了能源效率 政策和技術改進。 許多為我們的生活提供動力的設備,例如 LED燈與15年前相比,現在通過千瓦時電獲得的性能更高。

風能和太陽能大大超過了預期,實現了 13年發電量比預期多2020倍。 無排放核發電基本保持穩定。

最後,在天然氣的驅動下,天然氣的生產迅速增長 頁岩氣革命 和低油價。 這將大部分煤炭(碳排放量最大的電力來源)推向了市場。

這些轉變帶來了許多好處。 到18年,消費者的總電費比美國能源情報署(Energy Information Administration)先前的預測低2020%, 每年為家庭節省86億美元.

減少的硫和氮排放,尤其是減少了煤的產生,導致呼吸系統疾病等健康影響急劇下降。 電力部門空氣污染導致的過早死亡 從38,000跌至3,100 每年。 煤炭行業的就業下降是 大於偏移 其他領域的就業增長,尤其是太陽能。

其他50%

許多評估 能量躍遷 主張社會要從一種能源完全轉移到另一種能源需要數十年的時間。 但是我們的研究表明,排放量的急劇變化可以更快地發生。

但是,這並不能保證輕鬆實現為零。

風能,太陽能和電池技術將成為進一步脫碳的關鍵。 加快部署速度將需要全力以赴,通過新的傳輸線以及對電力系統規劃和運營的更改來保持可靠性。 它還將要求對生態影響和對氣候變化的敏感性提高重視。 對工人和社區的影響.

幸運的是,實現零碳目標所需的大部分發電和存儲已經在開發中。 開發人員有 請求的訪問 到輸電網,可獲得660吉瓦的新風能和太陽能發電容量以及200吉瓦的存儲容量。 這代表了可能需要的一半以上。 並非所有擬議的項目都會建設,但規模表明巨大的商業興趣。

使用如此多的風和太陽能引發了一個問題,即如何在多雲或無風的日子裡滿足需求的最後一部分。 許多技術可以填補這一空白,例如較長時間的存儲,氫或合成燃料,具有碳捕獲功能的化石或生物質發電,先進的核能以及地熱能。 所有這些都需要更多的研究。

隨著國家的前進,我們的研究提供了兩個中心課程。 首先,政策和技術都是減少排放的關鍵。 其次,我們預測未來的能力是有限的。 隨著政府機構和電力公司獲得政策經驗以及技術以意想不到的方式發展,適應至關重要。

關於作者

邊沁保羅(Bentham Paulos),會員,電力市場與政策小組, 勞倫斯伯克利國家實驗室; 戴維·米爾斯坦(Dev Millstein),研究科學家, 勞倫斯伯克利國家實驗室; 約瑟夫·蘭德,高級科學工程助理, 勞倫斯伯克利國家實驗室瑞安·威瑟(Ryan Wiser),資深科學家, 勞倫斯伯克利國家實驗室

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