图解美国能源系统

时间: 2023-09-16 来源:乐鱼体育在线地址

  美国是一个能源消费大国,那么,其能源基础设施究竟如何?如发电厂、煤矿、油井还有输电线路是怎样布局,以满足需求的呢?

  2012年,美国有557座煤电厂,其发电量占国内发电总量的37%,是美国最主要的发电来源之一。

  但是,煤炭在近年来也渐渐失去优势。一方面,来自水力压裂作业的过剩廉价天然气已经挤压了煤炭的市场占比,迫使发电厂主关闭很多老旧低效的电厂。2010到2012年间,电力企业淘汰了145台发电机,它们的平均常规使用的寿命是55年。

  还有污染和气候变化问题是需要考虑。煤炭燃烧的时候释放大量污染物,包括全球变暖的元凶温室气体。美国环保署颁布了有关汞、二氧化硫和二氧化碳排放的各类新规则。未来,这可能给燃煤电厂带来更大的淘汰压力。不过,美国环保署还是预计,到2030年,煤炭发电还会占国内发电总量的30%。

  燃气发电厂相比煤电厂而言规模更小,建设相对容易,释放的污染物也更少,所以发展步伐较快。截至2012年,美国有1714座燃气发电厂,供应了全国30%的电力。

  天然气仍属于化石燃料,但它在燃烧发电的时候比煤炭更清洁,排放更少的传统污染物如二氧化硫,且排放的温室气体二氧化碳也只有煤炭的一半。

  过去,天然气的一个主要缺点是价格浮动大。但是,随着近年水力压裂技术的急速发展,许多分析师预测,几十年内会有充足的低价天然气,因此它会在电力领域扮演更重要的角色。

  现在一共有62家核电厂在运行,包括了100座反应堆。这些反应堆供给全美19%的电力,且不排放任何温室气体。

  近年来,在廉价天然气和风能的竞争压力下,加上不断上涨的维护费用,一些反应堆开始关闭。与此同时,许多核能运营商榨取现有反应堆的剩余价值提高发电量(被称为“提高额定值”),来帮助核电维持市场份额。

  现阶段基本上没有建设新的反应堆,只有田纳西州、乔治亚州和南卡罗来纳州的五座在建。一般而言,核电厂的高成本是一种障碍(这五座反应堆都是在公共事业能够最终靠提高利率来收回成本而高度管制的州内建设的)。

  关键问题是,现存的核电站未来会多快被淘汰。环保署近期的气候标准激励各州将核电厂保留更长时间。

  迄今为止,水电是美国最大的可再次生产的能源发电来源。截至2012年,一共有1426座水电站,供给了全美7%的电力。

  但不是所有水电站都是平衡发展的。西部大量的水电站供给不成比例的电量,华盛顿是Grand Coulee Dam水电站的所在地,提供国内大概三分之一的水电量。但是国内也有很多小水电站发电量较小。

  美国不太可能再大量建设更多的水电站,大多数好位置已经被利用了,而且建设水电站也可能引发争议。然而,最近有研究显示,国家可以通过给现存水坝加设发电机来努力获得更多的水电。

  风能发展迅速,尽管起点较低。2008年,风电只占全国发电总量的1%左右,2012年上涨至3.6%,并且在2013年达到4.1%。

  快速发展的两大原因见下:联邦政府提供税收抵免和补贴(2009年经济刺激计划的大力促进);还有现在各州有关规定法律要求公共事业中必须有特殊的比例的电力来自可再次生产的能源(有必要注意一下的是东南部例外)。

  联邦政府可能会撤销一部分支持政策,未来国会是否会更新对风能的税收抵免还不明朗。然而,近年来风能利用成本一下子就下降,一些分析师预计在中西部和中央大平原风电还会继续壮大(尽管速度变慢)。

  下图展现了国内大型太阳能发电站的分布(并没有标出每个新建屋顶太阳能面板系统):

  太阳能在美国能源系统中还是占有特殊的比例,2012年供应了约0.11%的电力。

  另一方面,太阳能电池板价格正直线下降。确实一些公共公司担心慢慢的变多的人在屋顶安装光伏系统,会不利于能源销售。NRG Energy的首席执行官David Crane把这种趋势称之为“对现有公共系统的致命威胁”。