การผลิตพลังงานทดแทนและการบริโภคในสหรัฐอเมริกา

เนื้อหา

• บทนำ
• การใช้พลังงานทดแทนในอดีตในสหรัฐอเมริกา
• การตื่นขึ้นเล็กน้อยเพื่อพลังงานทดแทน
• ราคาพลังงานเชื้อเพลิงฟอสซิลที่สูงขึ้น
• ทรัพยากรเชื้อเพลิงฟอสซิลกำลังหมดลง
• อากาศเปลี่ยนแปลง
• การสนับสนุนจากรัฐบาลสำหรับพลังงานทดแทน
• การปรับปรุงเทคโนโลยีและลดต้นทุน
• การค้าและโครงสร้างพื้นฐาน
• แนวโน้มพลังงานทดแทนล่าสุด
• แนวโน้มสำหรับอนาคต
• โครงการทดแทนใหม่จะอยู่ที่ไหน?

แหล่งพลังงานหมุนเวียน: แหล่งพลังงานทดแทนสามารถนำไปใช้โดยไม่ลดปริมาณที่สามารถผลิตได้ในอนาคต พลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์เป็นตัวอย่างของแหล่งพลังงานหมุนเวียน ภาพลิขสิทธิ์ iStockphoto / Fernando Alonso Herrero

บทนำ

"พลังงานทดแทน" เป็นพลังงานที่ผลิตจากแหล่งที่ไม่หมดสิ้นไปอย่างถาวร แสงแดดลมน้ำที่ไหลความร้อนใต้พิภพและพืชเป็นตัวอย่างของแหล่งพลังงานหมุนเวียน พวกเขาสามารถผลิตได้ในวันนี้โดยไม่ทำลายความสามารถในการผลิตในอนาคต

ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมาการใช้พลังงานหมุนเวียนมีความสำคัญต่อผู้คนอุตสาหกรรมและรัฐบาล ทำไม? ทรัพยากรพลังงานทดแทนนั้นไม่ได้หมดลง แต่ก็มีราคาถูกลงและมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยกว่า

สถิติพลังงานทดแทน: ในปี 2009 พลังงานหมุนเวียนคิดเป็นประมาณร้อยละแปดของการผลิต / การใช้พลังงานของสหรัฐอเมริกา จากจำนวนนั้นแสงอาทิตย์ความร้อนใต้พิภพลมพลังน้ำและชีวมวลแต่ละอย่างน้อย 1% ของทั้งหมด ที่มา: การบริหารสารสนเทศด้านพลังงาน

การใช้พลังงานทดแทน: แนวโน้มในการผลิต / บริโภคพลังงานทดแทนตั้งแต่ปี 1950 ถึง 2009 ปริมาณพลังงานที่ผลิตจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเมื่อเวลาผ่านไป สิ่งสำคัญที่สุดคือการเติบโตอย่างรวดเร็วของเชื้อเพลิงชีวภาพและลมในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา ที่มา: การบริหารสารสนเทศด้านพลังงาน

การใช้พลังงานทดแทนในอดีตในสหรัฐอเมริกา

แหล่งพลังงานหมุนเวียนที่สำคัญสองแหล่งในสหรัฐอเมริกาคือพลังงานจากไม้และน้ำ พลังงานของสัตว์อาจถูกพิจารณาว่าเป็นแหล่งพลังงานทดแทนที่สำคัญในช่วงต้น สิ่งเหล่านี้คิดเป็นพลังงานเกือบทั้งหมดที่ผลิตในสหรัฐอเมริกาจนกระทั่งการขุดถ่านหินเริ่มขึ้นในช่วงกลางปี ​​1700 และการขุดเจาะน้ำมันและก๊าซเริ่มขึ้นในช่วงกลางปี ​​1800

เมื่อการผลิตเชื้อเพลิงฟอสซิลเริ่มทำการค้าไม้และน้ำก็ค่อย ๆ ถูกเปลี่ยนเป็นเชื้อเพลิงหลัก มันมีราคาไม่แพงและสะดวกกว่าในการจัดหาความต้องการพลังงานของบ้านหรือโรงงานจากเชื้อเพลิงฟอสซิลมากกว่าจากไม้หรือน้ำ เชื้อเพลิงฟอสซิลกลายเป็นเชื้อเพลิงหลักตัวใหม่ วันนี้ - มากกว่า 100 ปีต่อมา - พวกเขายังคงอยู่ในตำแหน่งที่โดดเด่น

การใช้พลังงานทดแทนโดยภาค: แนวโน้มการผลิต / การใช้พลังงานทดแทนในแต่ละภาคส่วนตั้งแต่ปี 1950 ถึง 2009 การใช้พลังงานทดแทนในภาคพลังงานไฟฟ้าและภาคอุตสาหกรรมมีการเติบโตอย่างต่อเนื่อง การระเบิดในภาคการขนส่งได้เกิดขึ้นในทศวรรษที่ผ่านมา ที่มา: การบริหารสารสนเทศด้านพลังงาน

สำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมของสหรัฐอเมริกาได้จัดทำแผนที่ศักยภาพพลังงานลมรุ่นใหม่นี้ พื้นที่สีฟ้าที่มืดที่สุดมีศักยภาพต่อวัตต์ / ตารางเมตรมากกว่า 800 ภาพ Image EPA

แผนที่ศักยภาพพลังงานแสงอาทิตย์: ห้องปฏิบัติการพลังงานทดแทนแห่งชาติได้เผยแพร่แผนที่พลังงานแสงอาทิตย์จำนวนมาก สหรัฐอเมริกาตะวันตกเฉียงใต้มีศักยภาพสูงสุดสำหรับโครงการพลังงานแสงอาทิตย์ ข้อมูลรายละเอียดเพิ่มเติม

การตื่นขึ้นเล็กน้อยเพื่อพลังงานทดแทน

เชื้อเพลิงฟอสซิลได้รับอนุญาตให้ใช้ในอุตสาหกรรมของสหรัฐอเมริกา แต่ส่วนใหญ่จะใช้กันเป็นกลุ่มรอบเหมืองและบ่อจนกว่าจะมีการพัฒนาวิธีการขนส่งที่มีประสิทธิภาพ ในพื้นที่ห่างจากถ่านหินน้ำมันและก๊าซฝากน้ำไม้และบางครั้งลมยังคงพลังประเทศ

ตั้งแต่ประมาณ 1970 แหล่งพลังงานหมุนเวียนได้ให้เพียงประมาณ 5% ถึง 7% ของการใช้พลังงานในสหรัฐอเมริกา อย่างไรก็ตามในช่วงสิบปีที่ผ่านมาพลังงานหมุนเวียนได้รับความสนใจมากขึ้น สาเหตุของความสนใจที่เพิ่มขึ้นนี้รวมถึง:

ราคาพลังงานเชื้อเพลิงฟอสซิลที่สูงขึ้น

ราคาน้ำมันก๊าซธรรมชาติและถ่านหินปรับตัวสูงขึ้นอย่างต่อเนื่องและราคาเชื้อเพลิงฟอสซิลอาจผันผวนและคาดเดาไม่ได้ แม้ว่าพลังงานหมุนเวียนจะมีราคาแพงกว่าในอดีต แต่ค่าใช้จ่ายจะลดลงเมื่อราคาเชื้อเพลิงฟอสซิลเพิ่มสูงขึ้น

ทรัพยากรเชื้อเพลิงฟอสซิลกำลังหมดลง

เมื่อการขุดถ่านหินเริ่มขึ้นในกลางปี ​​1700 ตะเข็บถ่านหินที่อยู่ใกล้กับผิวดินเป็นคนแรกที่ถูกหาประโยชน์ เมื่อเวลาผ่านไปเหมืองที่ง่ายที่สุดและถ่านหินคุณภาพสูงก็ถูกขุดออกอย่างรวดเร็ว สิ่งที่เหลืออยู่ในทุกวันนี้มักจะเป็นเรื่องท้าทายมากกว่าสำหรับฉันหรือมีคุณภาพต่ำกว่า

การสำรวจน้ำมันและก๊าซพบว่าเป็นแหล่งที่ใหญ่ที่สุดและตื้นที่สุด ทุกวันนี้เป้าหมายการสำรวจมักจะมีขนาดเล็กลงลึกลงและอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ยากลำบากเช่นทะเลลึกหรืออาร์กติก

อากาศเปลี่ยนแปลง

เชื้อเพลิงฟอสซิลเช่นน้ำมันก๊าซธรรมชาติและถ่านหินเป็นแหล่งสะสมของคาร์บอนที่ฝังลึกในโลก พวกเขาสะสมที่นั่นช้ากว่าหลายร้อยล้านปี

เมื่อเชื้อเพลิงฟอสซิลถูกเผาไหม้คาร์บอนจะถูกส่งกลับสู่ชั้นบรรยากาศในรูปของคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งเป็นก๊าซเรือนกระจกที่ก่อให้เกิดภาวะโลกร้อนและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ในประมาณสองร้อยปีที่ผ่านมามนุษย์ได้ผลิตและเผาทรัพยากรเชื้อเพลิงฟอสซิลส่วนสำคัญของโลกส่งมันสู่ชั้นบรรยากาศเร็วกว่าที่มันถูกเอาออกไปเป็นเชื้อเพลิงฟอสซิลเกือบล้านเท่า

การสนับสนุนจากรัฐบาลสำหรับพลังงานทดแทน

วันนี้รัฐบาลทั่วโลกยอมรับความจริงที่ว่าการเผาเชื้อเพลิงฟอสซิลนั้นกำลังแก้ไขบรรยากาศของโลกอย่างรวดเร็วซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่มีผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์มากมาย ในความพยายามที่จะชะลอการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกสู่สิ่งแวดล้อมรัฐบาลกำลังมอบเงินสนับสนุนสิ่งจูงใจด้านภาษีและโครงการอื่น ๆ ที่ออกแบบมาเพื่อสนับสนุนการพัฒนาพลังงานทดแทน

การปรับปรุงเทคโนโลยีและลดต้นทุน

ในขณะที่ราคาเชื้อเพลิงฟอสซิลเพิ่มสูงขึ้นต้นทุนการผลิตแผงโซลาร์เซลล์ระบบความร้อนใต้พิภพกังหันลมและอุปกรณ์พลังงานทดแทนอื่น ๆ ลดลงตามต้นทุนต่อบีทียู ในขณะที่ต้นทุนพลังงานทดแทนยังคงอยู่ในระดับสูงแนวโน้มราคาอยู่ในทิศทางที่ดี นี่คือเมื่อการสนับสนุนจากรัฐบาลสามารถสร้างความแตกต่างใหญ่

การค้าและโครงสร้างพื้นฐาน

เมื่อโครงการพลังงานหมุนเวียนเสร็จสมบูรณ์มากขึ้นความสามารถในการประสานงานอย่างราบรื่นกับอาคารยานพาหนะและแหล่งพลังงานปฐมภูมิก็กำลังดีขึ้น การผลิตจำนวนมากทำให้ราคาลดลงและอัตราการยอมรับที่เพิ่มขึ้นช่วยเพิ่มความพร้อมของอุปกรณ์ชิ้นส่วนและความเชี่ยวชาญด้านการบริการ

ในขณะที่ทุกข้อเสนอแนะเราอยู่บนขอบของการระเบิดพลังงานทดแทนเรายังไม่ข้ามจุดราคาที่สำคัญและการรุกตลาดเพื่อให้พลังงานทดแทนเริ่มต้นด้วยตนเองและยั่งยืน นี่คือเหตุผลที่รัฐบาลพยายามสนับสนุนการยอมรับและปรับปรุงระบบพลังงานหมุนเวียน

แผนที่ศักยภาพพลังงานความร้อนใต้พิภพ: ระบบข้อมูลความร้อนใต้พิภพแห่งชาติเผยแพร่แผนที่ที่มีศักยภาพความร้อนใต้พิภพสำหรับประเทศสหรัฐอเมริกา มันแสดงให้เห็นว่าการติดตั้งปั๊มความร้อนใต้พิภพสามารถประสบความสำเร็จได้ทั่วประเทศ (สีน้ำตาลอ่อน) พื้นที่ใช้งานโดยตรงที่มีอุณหภูมิต่ำ (ต่ำกว่า 100 องศาเซลเซียส) มีความอุดมสมบูรณ์ทางตะวันตกของสหรัฐอเมริกา (สีส้ม) และอีกไม่กี่รัฐ การผลิตกระแสไฟฟ้าที่อุณหภูมิของน้ำใต้ดินมากกว่า 100 องศาเซลเซียส (สีแดง) ไม่ใช่ทุกตำแหน่งที่แสดงด้วยสีเหล่านี้จะเหมาะสมเนื่องจากสภาพพื้นดินในท้องถิ่นกฎการใช้ที่ดินและปัจจัยอื่น ๆ ข้อมูลรายละเอียดเพิ่มเติม

แนวโน้มพลังงานทดแทนล่าสุด

ปัจจุบันพลังงานทดแทนมีสัดส่วนประมาณ 8.20% ของการใช้พลังงานของสหรัฐอเมริกา ส่วนใหญ่นั้นมาจากชีวมวลและแหล่งพลังงานน้ำ ตั้งแต่ปี 1995 ปริมาณพลังงานที่ผลิตโดยแหล่งพลังงานหมุนเวียนเพิ่มขึ้น 15.9% หากสหรัฐอเมริกาหวังว่าจะมีพลังงาน 25% ที่ผลิตจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนภายในปี 2568 จะต้องมีการผลักดันอย่างมหาศาล

แหล่งพลังงานหมุนเวียนที่เติบโตอย่างรวดเร็วที่สุดตั้งแต่ปี 2538 เป็นพลังงานลม การใช้พลังงานลมเพิ่มขึ้นกว่า 2,000% แม้ว่านี่จะเป็นการเติบโตที่น่าตื่นเต้น แต่ลมก็มีส่วนช่วยในการจัดหาพลังงานของประเทศน้อยกว่า 3/4%

พลังงานแสงอาทิตย์เติบโตมากกว่า 55% นับตั้งแต่ปี 2538 และการลดลงอย่างรวดเร็วของราคาแผงโซล่าร์ต่อกิโลวัตต์จะช่วยสนับสนุนการเติบโตในอนาคต ความร้อนใต้พิภพเพิ่มขึ้นเกือบ 27% เทคโนโลยีใหม่และราคาเชื้อเพลิงฟอสซิลที่สูงขึ้นทำให้โครงการพลังงานความร้อนใต้พิภพมีต้นทุนการแข่งขันกับหน่วยเชื้อเพลิงฟอสซิล

แผนที่ศักยภาพพลังงานพลังงานน้ำ: กระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกาได้ตีพิมพ์แผนที่แสดงการใช้งานในปัจจุบันและศักยภาพการพัฒนาในอนาคตของพลังงานน้ำในสหรัฐอเมริกา พื้นที่ส่วนใหญ่ตั้งอยู่ในบริเวณที่มีลำธารไหลผ่านพื้นที่อย่างน้อยก็มีการบรรเทาในระดับปานกลาง ข้อมูลรายละเอียดเพิ่มเติม

แนวโน้มสำหรับอนาคต

อนาคตของพลังงานหมุนเวียนนั้นสดใสมาก ค่าใช้จ่ายต่อ BTU ลดลง วิธีการรวมเข้ากับอาคารยานพาหนะและแหล่งพลังงานปฐมภูมิได้อย่างราบรื่น ความกลัวการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศกำลังกระตุ้นให้รัฐบาลให้การสนับสนุนโครงการพลังงานหมุนเวียนด้วยเงินช่วยเหลือการลดหย่อนภาษีและสิ่งจูงใจอื่น ๆ

โครงการพลังงานทดแทนเกือบตลอดเวลาช่วยให้สหรัฐอเมริกาเป็นอิสระพลังงานมากขึ้น เนื่องจากโครงการพลังงานหมุนเวียนมักจะตั้งอยู่ใกล้กับที่จะใช้พลังงาน สิ่งนี้จะลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมลดต้นทุนและให้แรงจูงใจแก่รัฐบาลในการลดการพึ่งพาจากต่างประเทศ

โครงการทดแทนใหม่จะอยู่ที่ไหน?

โอกาสสำหรับโครงการพลังงานหมุนเวียนมีอยู่ในสถานที่ต่างๆทั่วทั้งสหรัฐอเมริกา ปั๊มความร้อนใต้พิภพสามารถให้ความรู้สึกถึงความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจในเกือบทุกสถานที่ในสหรัฐอเมริกาที่เหมาะสมกับการพัฒนาพื้นดินและท้องถิ่น สหรัฐอเมริกาตะวันตกได้รับพรโดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่กว้างที่มีศักยภาพสูงสำหรับโครงการลมพลังน้ำพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานความร้อนใต้พิภพ (ดูแผนที่ในหน้านี้)

การใช้พลังงานหมุนเวียนควรเติบโตอย่างรวดเร็วในทศวรรษหน้าเนื่องจากเทคโนโลยีของพวกเขามีประสิทธิภาพมากขึ้นและสามารถแข่งขันกับเชื้อเพลิงฟอสซิลได้ ค่าใช้จ่ายเป้าหมายการป้องกันสภาพอากาศและอุดมคติของความเป็นอิสระด้านพลังงานจะช่วยให้พวกเขาประสบความสำเร็จ