《科學美國人》網站發表署名Benjamin Storrow的文章,題目是The U.S. Energy Transition Explained in 8 Numbers(用八個數字解讀美國能源轉型)。
電力部門是美國本十年減少全球溫室氣體排放關鍵。根據深度脫碳研究,風能和太陽能發電技術有望比電動汽車和熱泵更快地發展。這一點在2023年很明顯,因為大型太陽能裝機飆升至美國前所未有的水平。但也有跡象表明,向清潔能源的過渡并不像一些分析師預測的那樣順利。例如,風能項目受挫,天然氣繼續飆升。
這里有八個數字來說明美國電力行業轉型趨勢。
148太瓦時:公用事業規模太陽能發電量
這是一個太陽能的繁榮之年。根據初步評估數據,2023年大型太陽能項目的發電量比美國五年前多130%,比2022年多16%。這足以為近1400萬戶家庭供電,占總發電量的4%。
20.8吉瓦:2023年公用事業規模的太陽能裝機容量
為什么太陽能發電增長如此之快?因為美國正在安裝更多的光伏設備。2020年美國新增10.7吉瓦太陽能,2021年新增13.6吉瓦,2022年新增11.1吉瓦。
截至2023年11月,電力公司已安裝了近12吉瓦的新太陽能發電量,計劃在12月再上網8.8吉瓦。太陽能新增裝機將超過天然氣,后者在新增產能方面排名第二,去年上線了8.7吉瓦。
這對美國到2030年將碳排放量減半的努力意味著什么?這還不夠。如果美國在2023年至2025年間平均每年安裝37吉瓦的太陽能,美國的排放量將下降42%。
3.86億噸:2023年電力公司的煤炭消費量
煤炭產量的急劇下降要歸功于煤礦廠不斷退役。十年前,美國煤炭發電的總容量為302吉瓦。截至2023年10月,這一數字已降至181吉瓦。去年,煤炭發電量為690太瓦時,低于2021年的902太瓦時。去年,燃煤電廠的發電量也首次低于核電。
41%:美國電力來自天然氣的百分比
受廉價價格和煤炭留下的巨大缺口的推動,美國的天然氣發電量繼續增長。2023年,天然氣發電量為1659太瓦時,占全年發電量的41%(2019年天然氣占電力產量的37%)。核能位居第二,占19%。
5吉瓦:截至2023年11月的儲能裝機量
美國在2023年的前11個月里安裝了4.1吉瓦儲能裝機,比2022年全年新增儲能裝機還多。另有2.4吉瓦的存儲容量計劃在2023年最后一個月上線。
絕大多數儲能裝機位于加利福尼亞州和得克薩斯州。根據EIA的數據,2023年1月至11月,加州的新增裝機容量為3.5吉瓦,全國累計安裝的14吉瓦裝機容量中有10.5吉瓦在加州。
負4%:2023年風力發電量下降
2023年風力較弱。整個夏季大部分時間(8月除外)風速較低,這意味著風力發電量從2022年的436太瓦時降至2023年的419太瓦小時。
新增風電速度的放緩加劇了風能的困境。2023年新增的6.9吉瓦陸上風電是自2018年以來的最低年度量。相比之下,該行業在2020年和2021年分別建造了超過14吉瓦的發電量。這一趨勢看起來不會很快逆轉。目前,開發商每年計劃在2024年、2025年和2026年每年新建約5吉瓦的陸上項目。
39%:零碳能源的發電量比例
這一數字與2019年相比沒有變化。在過去五年中,風能和太陽能發電量占發電量的比例從8%增長到14%,但核能和水力發電量有所下降。這些下降的原因各不相同。水力輸出通常因年份和氣象條件而異。相比之下,核電的產量隨著一些核電站的關閉而下降。去年,隨著喬治亞州Vogtle核電站的一個新反應堆上線,核能發電量略有上升。但底線是:近年來,零排放電力一直保持平穩。
48億噸:2023年美國能源相關二氧化碳排放量
與2022年的水平相比,這一數字下降了3%,比2012年至2021年間美國平均每年下降約1%的幅度還要大。這一下降歸因于煤炭消費量的下降,因為石油和天然氣排放量大致持平。2023年煤炭排放量為7.74億噸,低于2022年的9.39億噸。美國需要每年減排6%,以實現《巴黎協定》規定的氣候目標。