Энергия в США - Energy in the United States

Общее потребление первичной энергии в США в разбивке по видам топлива в 2020 г.

  Нефть (35%)
  Природный газ (34%)
  Уголь (10%)
  Ядерная (9%)
  Возобновляемая энергия (12%)

Энергия в Соединенных Штатах поступает в основном из ископаемого топлива : в 2020 году данные показали, что 35% энергии в стране производится из нефти , 10% из угля и 34% из природного газа . Ядерная энергия обеспечивала 9%, а возобновляемая энергия - 12%, в основном за счет плотин гидроэлектростанций и биомассы ; однако сюда входят и другие возобновляемые источники, такие как ветер , геотермальная энергия и солнце .

США был вторым по величине потребителем энергии в 2010 году после того, как Китай. Страна занимает седьмое место по потреблению энергии на душу населения после Канады и нескольких небольших стран. По состоянию на 2006 год потребление энергии в стране росло быстрее, чем внутреннее производство энергии в стране за последние 50 лет (когда они были примерно равны). Эта разница была в основном покрыта за счет импорта. Не учитывается значительное количество энергии, используемой за границей для производства розничных и промышленных товаров, потребляемых в Соединенных Штатах.

Согласно статистике Управления энергетической информации, потребление энергии на душу населения в США с 1970-х годов до настоящего времени было в некоторой степени постоянным. В среднем с 1980 по 2010 год средний показатель составлял около 334 миллионов британских тепловых единиц (БТЕ) ​​(352  ГДж ) на человека. Согласно одному из объяснений, энергия, необходимая для увеличения национального потребления промышленного оборудования, автомобилей и других товаров, была перемещена в другие страны. производство и транспортировка этих товаров в США с соответствующим перемещением парниковых газов и загрязнения окружающей среды. Для сравнения, в период с 1980 по 2008 год средний мировой показатель увеличился с 63,7 до 75 миллионов БТЕ (с 67,2 до 79,1 ГДж) на человека.

История

Потребление первичной энергии в США по источникам, 1776–2020 гг. Эта диаграмма соответствует определению первичной энергии EIA «эквивалент ископаемого топлива» , которое умножает количество электроэнергии, произведенной солнечными, ветровыми, гидро- и геотермальными источниками, с использованием средней тепловой мощности электростанций, работающих на ископаемом топливе, за этот год. Это определение, традиционно используемое в EIA.
Производство электроэнергии в США по источникам, 1950–2020 гг.

С момента основания до конца 19 века Соединенные Штаты были преимущественно аграрной страной с густыми лесами. В этот период потребление энергии в основном было сосредоточено на легкодоступных дровах . Быстрая индустриализация экономики, урбанизация и рост железных дорог привели к увеличению использования угля , и к 1885 году он вытеснил древесину в качестве основного источника энергии в стране .

Уголь оставался доминирующим в течение следующих семи десятилетий, но к 1950 году его, в свою очередь, превзошли как нефть, так и природный газ. 1973 нефтяного эмбарго осажденного энергетический кризиса в Соединенных Штатах. В 2007 году потребление угля было самым высоким за всю историю, поскольку он в основном использовался для выработки электроэнергии . Природный газ заменил уголь в качестве предпочтительного источника отопления в домах, на предприятиях и промышленных печах, который горит чище и его легче транспортировать.

Хотя общее потребление энергии увеличилось примерно в 50 раз между 1850 и 2000 годами, потребление энергии на душу населения увеличилось только в четыре раза. По состоянию на 2009 год потребление энергии на душу населения в Соединенных Штатах снизилось до 7,075 тонн нефтяного эквивалента (296,2 ГДж), что на 12% меньше, чем в 2000 году, а в 2010 году - до уровней, невиданных с 1960-х годов. В начале 20 века нефть была второстепенным ресурсом, используемым для производства смазочных материалов и топлива для керосина и масляных ламп . Спустя сто лет он стал важнейшим источником энергии для Соединенных Штатов и остального мира. Этот подъем тесно связан с появлением автомобиля как главной силы в американской культуре и экономике.

Хотя нефть также используется в качестве источника пластмасс и других химикатов , а также в различных промышленных процессах, сегодня две трети потребления нефти в США приходится на получаемое из нее транспортное топливо. Уникальные качества нефти в качестве транспортного топлива с точки зрения содержания энергии, стоимости производства и скорости заправки способствовали тому, что она использовалась по сравнению с другими видами топлива.

В июне 2010 года Американский совет по инновациям в энергетике , в которую входят Билл Гейтс , основатель Microsoft; Джеффри Р. Иммельт , генеральный директор General Electric; и Джон Дорр призвал правительство более чем в три раза увеличить расходы на исследования и разработки в области энергетики - до 16 миллиардов долларов в год. Гейтс поддержал цель администрации сократить выбросы парниковых газов на 80% к 2050 году, но сказал, что это невозможно с сегодняшними технологиями или политикой. Он сказал, что единственный способ найти такую ​​революционную новую технологию - это вложить большие деньги в решение этой проблемы. Группа отмечает, что федеральное правительство тратит менее 5 миллиардов долларов в год на исследования и разработки в области энергетики, не считая одноразовых стимулирующих проектов. Около 30 миллиардов долларов ежегодно тратится на исследования в области здравоохранения и более 80 миллиардов долларов на военные исследования и разработки. Они выступают за резкое увеличение расходов на фундаментальные исследования в области энергетики.

Резюме

Энергия в США
Население
(млн.)
Prim. энергия
( ПДж )
Производство
(ПДж)
Импорт
(ПДж)
Электричество
(ПДж)
Выбросы CO 2
(Мт)
2004 г. 294,0 97 380 68 706 29 916 14 116 5 800
2007 г. 302,1 97 970 69 718 29 891 14 807 5769
2008 г. 304,5 95 616 71 428 26 564 14 962 5 596
2009 г. 307,5 90 558 70 607 23 404 14 263 5,195
2010 г. 310,1 92 794 72 202 22 338 14 915 5 369
2012 г. 312,0 91 742 74 725 19 159 14 857 5 287
2012R 314,3 89 622 75 632 15,696 14 648 5 074
2013 316,5 91 624 78 754 12 910 14 796 5 120
Изменение 2004–2010 гг. 5,5% -4,7% 5,1% -25,3% 5,7% -7,4%
Мтнэ = 41868 ТДж>, прим. энергия включает потери энергии, которые составляют 2/3 для ядерной энергетики.

2012R = критерии расчета CO2 изменены, числа обновлены

Потребление первичной энергии в США по источникам и секторам (2019 г.)
Источники поставки Процент источника Секторы спроса Процент сектора
Нефть
36,2%
70% Транспорт
24% Промышленность
5% Жилой и коммерческий сектор
1% Электроэнергия
Транспорт
28,1%
91% Нефть
3% Природный газ
5% Возобновляемые источники энергии

<1% электроэнергии

Природный газ
28,0%
3% Транспорт
33% Промышленность
27% Жилой и коммерческий
сектор 36% Электроэнергетика
Промышленное
21,9%
34% Нефть
40% Природный газ
4% Уголь
9% Возобновляемые источники энергии

12% электроэнергии

Уголь
13,9%
10% Промышленность
<1% Жилое и коммерческое строительство
91% Электроэнергия
Жилой и коммерческий
10,4%
8,5% Нефть
41,5% Природный газ
<1% Уголь
5% Возобновляемые источники энергии

45% электроэнергии

Возобновляемая энергия
11,0%
12% Транспорт
22% Промышленность
9% Жилой и коммерческий
сектор 56% Электроэнергия
Электроэнергия
37,2%
1% Нефть
38% Природный газ
23% Уголь
17% Возобновляемая энергия
20% Атомная электроэнергия
Атомная электроэнергетика
8,4%
100% электрическая мощность

Примечание: сумма компонентов может не равняться 100% из-за независимого округления.

Потребление первичной энергии

Энергетический поток в США, 2019 год. Квадрат составляет 10 15 БТЕ , или 1,055 × 10 18 джоулей (1,055 ЭДж). Обратите внимание на распределение полезной и ненужной энергии в каждом секторе (темно-серый по сравнению со светло-серым) из-за природы тепловых двигателей , которые не могут преобразовать всю тепловую энергию в полезную работу и, следовательно, теряют часть своего тепла в окружающую среду.
Потребление первичной энергии в США по источникам и секторам, 2017 г. Из Управления энергетической информации США (Министерство энергетики).

Первичное потребление энергии в США составило 90 558 петаджоулей [ ПДж ] (25 155  ТВт-ч ) или около 294 480 мегаджоулей [МДж] (81 800 кВт-ч ) на человека в 2009 году. Потребление  первичной энергии в США было на 3960 ПДж (1100 ТВт-ч) меньше, чем в США. Китай в 2009 году. Доля импорта энергии составила 26% от потребления первичной энергии. Импорт энергии снизился примерно на 22%, а годовой объем выбросов CO
2
выбросы около 10% в 2009 г. по сравнению с 2004 г.

Общее потребление первичной энергии ( Мтнэ )
1990 г. 1991 г. 1992 г. 1993 г. 1994 г. 1995 г. 1996 г. 1997 г. 1998 г. 1999 г. 2000 г.
1 914 1 929,6 1 967,5 2 000,9 2 041,3 2 067,3 2 118,4 2140,7 2 167,2 2 215,9 2,269
2001 г. 2002 г. 2003 г. 2004 г. 2005 г. 2006 г. 2007 г. 2008 г. 2009 г. 2010 г. 2011 г. 2010–2011 гг. CAGR 2001-11
2226 2,256 2 261 2 308 2319 2,297 2338 2,278 2165 2,218 2192 -1,1% -0,04%
2012 г. 2013 2014 г. 2015 г. 2016 г. 2017 г. 2018 г.
2152 2 196 2,217 2,194 2 172 2180 2,258

Энергопотребление по источникам

Энергопотребление по источникам в 2006 г. ( ПДж )
Тип топлива Соединенные Штаты Мир
Масло 42 156 181 180
Газ 23 400 113 940
Каменный уголь 23 760 134 568
Гидроэлектростанции 3024 31 356
Ядерная 8 676 29 304
Геотермальная, ветровая,
солнечная, древесина, отходы
3,420 4968
Общий 105 336 498 276

Нефть

Насосная установка на скважине сержант-майор в округе Маккензи, Северная Дакота

Нефть - один из крупнейших источников энергии в США. Соединенные Штаты влияют на мировые запасы нефти как для роста, так и для развития. По мере развития 20-го века нефть приобретала все большее значение, обеспечивая отопление и электричество коммерческому и промышленному секторам. Нефть также использовалась на транспорте; сначала для железных дорог, а затем для автомобилей.

По мере того, как автомобили становились более доступными, спрос на масло быстро рос. С появлением автомобильной промышленности цена на нефть, спрос и производство также выросли. Между 1900 и 1980 годами топливо напрямую коррелировало с валовым национальным продуктом (ВНП) . Более того, нефтяные шоки часто совпадали с рецессиями , и правительство реагировало на нефтяные шоки по-разному. В 1920-е годы цены на нефть достигли пика, и многие комментаторы полагали, что запасы нефти на исходе. Конгресс столкнулся с просьбами об увеличении запасов, поэтому в 1926 году для производителей была введена щедрая надбавка на истощение запасов , что существенно увеличило отдачу от инвестиций. Это изменение вызвало дополнительные геологоразведочные работы, а впоследствии и открытие новых крупных нефтяных резервуаров .

В следующем десятилетии ситуация изменилась, и цены стали падать ниже и ниже. Это привело к требованиям более «упорядоченной» конкуренции и установлению минимальных цен на нефть. Вместо того, чтобы отменить предыдущую политику, принятую в 1920-х годах, Конгресс ввел систему поддержки цен. Подобные циклы имели место в 1950-х и 1970-х годах.

Газ

Добыча природного газа, 1900–2013 гг.

В 2016 году природный газ был крупнейшим источником производства энергии в Соединенных Штатах, составляя 33% всей энергии, производимой в стране. С июля 2015 года природный газ является крупнейшим источником выработки электроэнергии в Соединенных Штатах.

Соединенные Штаты были крупнейшим производителем природного газа в мире с 2009 года, когда они обогнали Россию. С 2011 по 2015 год добыча природного газа в США достигла новых рекордных максимумов за каждый год. Добыча природного газа на рынке в 2015 году составила 28,8 триллионов кубических футов (820 миллиардов кубических метров), что на 5,4% больше, чем в 2014 году, и на 52% больше, чем добыча природного газа. 18,9 триллиона кубических футов (540 миллиардов м 3 ) в сутки в 2005 году.

Из-за увеличения предложения потребительские цены на природный газ в США значительно ниже, чем в Европе и Японии. Низкая цена на природный газ вместе с меньшим углеродным следом по сравнению с углем способствовали быстрому росту производства электроэнергии из природного газа.

В период с 2005 по 2014 год добыча сжиженного природного газа (ШФЛУ) в США увеличилась на 70%, с 1,74 миллиона баррелей нефтяного эквивалента (10,6 ПДж) в день в 2005 году до 2,96 миллиона баррелей нефтяного эквивалента (18,1 ПДж) в день в 2014 году. США являются ведущим производителем сжиженного природного газа в мире с 2010 года, когда объем добычи ШФЛУ в США превысил объем добычи в Саудовской Аравии.

Хотя Соединенные Штаты лидируют в мире по добыче природного газа, они занимают только пятое место по доказанным запасам природного газа после России, Ирана, Катара и Туркменистана.

Каменный уголь

Производство электроэнергии является крупнейшим потребителем угля, хотя его использование сокращается. Около 50% электроэнергии было произведено из угля в 2005 г., снизившись до 30% в 2016 г. и 23% в 2019 г. Электроэнергетические компании покупают более 90% угля, потребляемого в США.

Соединенные Штаты являются чистым экспортером угля. Экспорт угля, крупнейшим покупателем которого является Европа, достиг своего пика в 2012 году и с тех пор сократился. В 2015 году США экспортировали 7,0% добытого угля.

Уголь использовался для выработки электроэнергии в Соединенных Штатах с тех пор, как в 1882 году в Нью-Йорке был построен завод Эдисона. Первая электростанция переменного тока была открыта General Electric в Эренфельде, штат Пенсильвания, в 1902 году, обслуживая Webster Coal and Coke Company. К середине 20-го века уголь стал основным топливом для производства электроэнергии в США. Длительный и устойчивый рост производства электроэнергии с использованием угля сменился спадом после 2007 года. Спад был связан с увеличением доступности природного газа. , снижение потребления, возобновляемые источники электроэнергии и более строгие экологические нормы. Агентство по охране окружающей среды имеет дополнительные ограничения на угол , чтобы противодействовать загрязнение ртути , смог и глобальное потепление .

Гидроэлектроэнергия

Гидроэлектроэнергия в основном используется для производства электроэнергии в Соединенных Штатах, и в 2019 году насчитывалось 1460 гидроэнергетических объектов коммунального масштаба. Они произвели 274 миллиарда киловатт-часов. В 2019 году на его долю приходилось 6,6% от общего производства электроэнергии и 38% от возобновляемой электроэнергии . Количество электроэнергии в Соединенных Штатах от гидроэнергетики остается относительно неизменным с 70-х годов, однако его процентная доля снизилась из-за увеличения производства из других источников. В 1950 году 30% от общего объема производства электроэнергии приходилось на гидроэнергетику, несмотря на то, что было произведено всего 101 миллиард киловатт-часов.

Гидроэнергетика использовалась для производства электроэнергии в Соединенных Штатах с 1880 года, когда она использовалась для питания фабрики стульев Росомахи в Гранд-Рапидс, штат Мичиган .

В 2019 году пять крупнейших государств-производителей гидроэлектроэнергии произвели 65% от общего объема гидроэлектроэнергии США. Сюда входят штат Вашингтон с 24%, Калифорния с 15%, Нью-Йорк с 11%, Орегон с 11% и Алабама с 4%. Самая большая гидроэлектростанция в Соединенных Штатах , которая также является самой крупной электростанцией, - это плотина Гранд-Кули, построенная в штате Вашингтон в 1942 году, с генерирующей мощностью 6 809 мегаватт .

Ядерная

Прочие возобновляемые источники энергии

Конечное потребление энергии

Потребление по секторам

Департамент энергетики США отслеживает национальное потребление энергии в четырех секторов: широких промышленности, транспорт, жилой и коммерческий. Промышленный сектор долгое время был крупнейшим потребителем энергии в стране, в настоящее время составляя около 33% от общего объема. Следующим по важности является транспортный сектор, за которым следуют жилой и коммерческий секторы.

Резюме сектора
Название сектора Описание Основные виды использования
Промышленные Объекты и оборудование, используемые для производства и обработки товаров. 22% химическое производство
16% переработка нефти
14% выплавка / рафинирование металлов
Транспорт Транспортные средства, которые перевозят людей / товары по земле, воздуху или воде. 61% бензин
21% дизельное топливо
12% авиация
Жилой Жилые помещения для частных домовладений. 32% отопление помещений
13% водяное отопление
12% освещение
11% кондиционирование воздуха
8% охлаждение
5% электроника
5% влажная чистка (в основном сушилки для одежды)
Коммерческий Объекты и оборудование, предоставляющие услуги (предприятия, правительство, другие учреждения). 25% освещение
13% отопление
11% охлаждение
6% охлаждение
6% водяное отопление
6% вентиляция
6% электроника

Региональные вариации

Оценка цен на энергию в жилищном секторе на 2017 год ( долларов США за миллион британских тепловых единиц ), предоставленная Управлением энергетической информации . Штаты, в которых цены на энергию в жилом секторе оцениваются выше, чем в Соединенных Штатах в целом, отмечены темно-зеленым цветом.
Потребление энергии в жилищах на душу населения по штатам
Использование энергии в домах США.png
Среднегодовое потребление электроэнергии в жилищах по городам, 2000–2005 гг. Измеряется в кВтч на одного клиента.

Энергопотребление в домашних хозяйствах значительно различается по территории Соединенных Штатов. Средний дом в Тихоокеанском регионе (состоящем из Калифорнии , Орегона и Вашингтона ) потребляет на 35% меньше энергии, чем дом в Южно-Центральном регионе. Некоторые региональные различия можно объяснить климатом. В густонаселенных прибрежных районах тихоокеанских государств обычно мягкая зима и лето, что снижает потребность как в домашнем отоплении, так и в кондиционировании воздуха . Теплый влажный климат южно-центральных и южно-атлантических регионов приводит к более высокому потреблению электроэнергии, в то время как холодные зимы в северо-восточных и северных центральных регионах приводят к гораздо более высокому потреблению природного газа и мазута . Штат с самым низким потреблением энергии на душу населения - Нью-Йорк, 205 миллионов БТЕ (216 ГДж; 60 МВтч) в год, а самый высокий - Вайоминг, чуть более 1 миллиарда БТЕ (1100 ГДж; 290 МВтч) в год.

Другие региональные различия связаны с мерами по энергоэффективности, принятыми на местном и государственном уровнях. В Калифорнии действуют одни из самых строгих экологических законов и строительных норм и правил в стране, в результате чего потребление энергии на домохозяйство ниже, чем во всех других штатах, кроме Гавайев.

Решения о землепользовании в городах также объясняют некоторые региональные различия в использовании энергии. Таунхаусы более энергоэффективны, чем дома на одну семью, потому что, например, на человека расходуется меньше тепла. Точно так же районы с большим количеством домов в компактном районе поощряют пешие прогулки, езду на велосипеде и транзит, тем самым снижая потребление энергии при транспортировке. Исследование Агентства по охране окружающей среды США 2011 года показало, что в многоквартирных домах в городских кварталах, с хорошо изолированными зданиями и экономичными автомобилями используется менее двух третей энергии, используемой традиционными односемейными домами в пригородных районах (со стандартными автомобилями). ).

Электричество

Соединенные Штаты являются вторым по величине производителем и потребителем электроэнергии в мире. Он потребляет около 20% мировой электроэнергии. В этом разделе представлена ​​сводная информация о потреблении и выработке электроэнергии в национальной электроэнергетической отрасли на основе данных, полученных из файлов Управления энергетической информации США Министерства энергетики США / Годовой отчет по электроэнергии за 2018 год. Данные были получены из самых последних файлов Агентства энергетической информации Министерства энергетики США (EIA). Потребление детализировано от жилых, коммерческих, промышленных и других сообществ пользователей. Генерация подробно для основных источников топлива из угля , природного газа , ядерного , нефти , гидро- и других возобновляемых источников энергии от ветра , древесины , другой биомассы , геотермальной и солнечной . Выявлены изменения в топливном балансе электроэнергетики и другие тенденции. Рассматривается прогресс в использовании энергии ветра и солнца в структуре энергобаланса .

Потребление

Потребление электроэнергии в этом разделе основано на данных, полученных из файлов Управления энергетической информации США / Годовой отчет по электроэнергии за 2018 год. В 2018 году общее потребление электроэнергии в США составило 4222,5 тераватт-часов (ТВтч) или 15201 ПДж. Потребление выросло по сравнению с 2017 годом на 131,9 ТВтч (475 ПДж) или + 3,2%. Это разбито как:

  • Бытовые потребители (133,89 миллиона) напрямую потребили 1 469,09 ТВтч (5289 ПДж), или 34,74% от общего количества. Это на 90,5 ТВтч (326 ПДж), или на 6,5%, по сравнению с 2017 годом. Средний бытовой потребитель использовал 914 кВтч (3290 МДж) в месяц, а средняя стоимость бытового потребления в США составила 0,1287 доллара США / кВтч (0,03575 доллара США / МДж) в среднем за электроэнергию. будет 117,67 доллара, что немного больше, чем в 2017 году.
  • Коммерческие клиенты (18,605 млн) напрямую потребили 1 381,76 ТВт-ч (4974 ПДж) или 32,72% от общего объема. Это было больше (28,86 ТВтч или 104 ПДж), чем в 2017 году, когда было зарегистрировано более 246 тысяч новых клиентов. Средний коммерческий потребитель использовал 6 189 кВтч (22 280 МДж) в месяц, а при средней коммерческой стоимости электроэнергии в США 0,1067 долл. США / кВтч (0,0296 долл. США / МДж) среднемесячный счет за электроэнергию составил бы 660,36 долл. США.
  • Промышленные потребители (840 321, без изменений на 2017 год) напрямую потребили 1000,7 ТВтч (3603 ПДж) или 23,70% от общего количества. Это было немного больше (16,4 ТВтч или 59 ПДж), чем в 2017 году (+ 1,6%).
  • Потребители транспортных услуг (83) напрямую потребили 7,665 ТВтч (27 594 МДж) или 0,18% от общего объема. Это было немного выше (0,14 ТВт-ч или 1 ПДж), чем в 2017 году.
  • Потери системы во всей инфраструктуре электросети за счет прямого использования поставщиков (144,1 ТВтч или 519 ПДж) и для передачи и других системных потерь и неучтенных нагрузок (219,2 ТВтч или 789 ПДж) составляют 363,3 ТВтч (1308 ПДж) или 8,6 % от общего количества, что на 0,4% меньше, чем в 2017 году. Таким образом, эффективность системы распределения электроэнергии в США составляет 91,4%, а эффективность несколько улучшилась за последний год.

Профиль потребления электроэнергии за 2018 год показан на одном из приведенных выше графиков. Апрельский минимум 304 ТВтч (1090 ПДж) до июльского пика 416 ТВтч (1500 ПДж) показывает месячный диапазон колебаний потребления.

В дополнение к потреблению от электросети американские потребители потребили дополнительно примерно 35,04 ТВт-ч от небольших солнечных систем. Это будет включено в приведенные ниже данные на душу населения.

Потребление электроэнергии на душу населения основано на данных, полученных из файлов Управления энергетической информации США / Годовой отчет по электроэнергии за 2018 год. Данные о населении взяты из Демографической статистики США . Потребление на душу населения в 2018 году составляет 13 004 кВтч (46 810 МДж). Это на 372 кВтч (1340 МДж) больше, чем в 2017 году, на 4,6% меньше, чем десять лет назад, и на 6,4% по сравнению с пиковым значением 2007 года. В следующей таблице показано годовое потребление на душу населения в США с 2013 по 2019 год.

Электроэнергия на душу населения в США, 2013–2019 гг.
Год Население (в тысячах) Потребление на душу населения (кВтч)
2019 г. 328 940 12 772
2018 г. 326 980 13 004
2017 г. 325 719 12 632
2016 г. 323 128 12 861
2015 г. 320 897 12 915
2014 г. 318 857 13 005
2013 316 129 13 010

Поколение

Карта электростанций

Установленная мощность производства электроэнергии в летний период в США составила 1084,37 ГВт в 2018 году, что на 11,91 ГВт больше, чем в 2017 году. В 2018 году выработка электроэнергии в США составила 4 178,08 ТВтч (15041,1 ПДж). США также импортировали 58,26 ТВтч (209,7 ПДж) и экспортировали 13,805 ТВтч. (49,70 ПДж), что в общей сложности составляет 4 222,5 ТВт-ч (15 201 ПДж) использования электроэнергии в США. Электроэнергия, произведенная из угля, составила 1 149,49 ТВт-ч или 4 138,2 ПДж (27,22%); природный и прочие газы - 1 482,20 ТВтч (35,11%); ядерная, 807,08 ТВтч или 2905,5 ПДж (19,11%); гидро, 292,52 ТВтч или 1053,1 ПДж (6,93%); Возобновляемые источники энергии (кроме гидроэнергетики), 413,30 ТВтч или 1 487,9 ПДж (9,81%); импорт за вычетом экспорта - 44,465 ТВтч или 160,07 ПДж (1,05%); нефть, 25,23 ТВтч или 90,8 ПДж (0,60%); и прочее (включая гидроаккумулятор), 7,07 ТВтч или 25,5 ПДж (0,17%). К возобновляемым источникам США (гидроэнергетика сообщается отдельно) относятся ветер, 272,67 ТВт-ч или 981,6 ПДж (6,46%); древесина, 40,94 ТВтч или 147,4 ПДж (0,97%); прочая биомасса, 20,90 ТВтч или 75,2 ПДж (0,49%); геотермальные, 15,97 ТВтч или 57,5 ​​ПДж (0,38%) и солнечные, 63,83 ТВтч или 229,8 ПДж (1,51%). По оценкам, мелкомасштабная солнечная энергия произвела дополнительно 29,54 ТВт-ч (106,3 ПДж). Производство электроэнергии на природном газе впервые превысило выработку из угля в 2016 году и продолжило рост в 2018 году.

В следующих таблицах обобщена электрическая энергия, вырабатываемая источником топлива для Соединенных Штатов. В оставшейся части этого раздела использовались предварительные данные журнала Electric Power Monthly за 2019 год.

Производство электроэнергии в США в 2019 году
Источник питания Растения Летняя мощность (ГВт) % от общей мощности Коэффициент мощности Годовая энергия (млрд кВтч) % от общей суммы в США
Каменный уголь 336 229,24 20,83% 0,481 966,15 23,24%
Нат Газ + 1900 г. 479,14 43,54% 0,380 1595,45 38,38%
Ядерная 60 98,07 8,91% 0,942 809,41 19,47%
Гидро 1458 79,75 7,25% 0,392 273,71 6,58%
Прочие возобновляемые источники энергии 4667 156,82 14,25% 0,325 446,73 10,75%
Нефть 1087 32 2,91% 0,066 18,57 0,45%
Другой 171 2,56 0,23% 0,593 13.30 0,32%
Место хранения 40 22,88 2,08% -0,026 -5,26 -0,13%
Чистый импорт 39,04 0,94%
Общий 9719 1100,46 100,00% 0,432 4157,09 100,00%


Производство электроэнергии за счет возобновляемых источников энергии в 2019 году
Источник питания Летняя мощность (ГВт) % возобновляемой мощности % от общей мощности Фактор емкости Годовая энергия (млрд кВтч) % возобновляемой энергии % генерации в США
Ветер 103,58 43,78% 9,41% 0,331 300,07 41,65% 7,22%
Гидро 79,75 33,71% 7,25% 0,392 273,71 37,99% 6,58%
Солнечная 37,33 15,78% 3,39% 0,221 72,23 10,03% 1,74%
Биомасса 13,45 5,69% 1,22% 0,496 58,41 8,11% 1,41%
Геотермальный 2,46 1,04% 0,22% 0,743 16.01 2,22% 0,39%
Общий 236,57 100% 21,50% 0,348 720,43 100% 17,33%

Примечание. Биомасса включает древесину и древесное топливо, свалочный газ, биогенные твердые бытовые отходы и другие отходы биомассы.

Производство электроэнергии по источникам

Профиль производства электроэнергии в 2018 г.
Профиль производства электроэнергии в США на 2020-2018 гг.
Производство электроэнергии по источникам (ТВтч в год)
Год Ископаемое топливо Ядерная Возобновляемый Разное 5 Всего 6
Каменный уголь Масло Газ 1 Промежуточный итог Hydro 2 Геотермальный Солнечная 3 Ветер Древесина Bio 4
другое
Промежуточный итог
2020 7 773,805 17,495 1 627 930 2,419,230 789 919 291,111 16,930 90,891 337,510 37,249 18,805 792,496 54,674 4 050,998
Доля 2020 7 19,10% 0,43% 40,19% 59,72% 19,50% 7,19% 0,42% 2,24% 8,33% 0,92% 0,46% 19,56% 1,35% 100,0%
2019 г. 964.957 18,341 1 598,405 2 581,703 809,409 287 874 15 473 71,937 295,882 38 543 18,964 728,673 47,114 4 166 900
Доля 2019 23,24% 0,45% 38,38% 62,07% 19,47% 6,58% 0,39% 1,74% 7,22% 0,96% 0,45% 17,33% 1,13% 100,0%
2018 г. 1 149,49 25,23 1 482,40 2 657,11 807,08 292,52 15,97 63,83 272,67 40,94 20,90 706,82 51,53 4222,532
Доля 2018 27,22% 0,60% 35,11% 62,93% 19,11% 6,93% 0,38% 1,51% 6,46% 0,97% 0,49% 16,74% 1,22% 100,0%
2017 г. 1 205,84 21,39 1 308,89 2 536,12 804,95 300,33 15,93 53,29 254,30 41,15 21,61 686,61 62,90 4 090,58
Доля 2017 29,48% 0,52% 32,00% 62,00% 19,68% 7,34% 0,39% 1,30% 6,22% 1,01% 0,53% 16,79% 1,54% 100,0%
2016 г. 1 239,15 24.20 1 391,11 2 654,47 805,69 267,81 15,83 36,05 226,99 40,95 21,81 609,45 67,49 4137,10
Доля 2016 29,95% 0,59% 33,63% 64,16% 19,47% 6,47% 0,38% 0,87% 5,49% 0,99% 0,53% 14,73% 1,63% 100,0%
2015 г. 1 352,40 28,25 1,346,60 2 727,25 797,18 249,08 15,92 24,89 190,72 41,93 21,70 544,24 75,61 4 144,27
Доля 2015 32,63% 0,68% 32,49% 65,81% 19,24% 6,01% 0,38% 0,60% 4,6% 01.01% 0,52% 13,13% 1,82% 100,0%
2014 г. 1 581,71 30,23 1 138,63 2 750,57 797,17 259,37 15,88 17,69 181,655 42,34 21,65 538,58 60,50 4 146,2
2013 1 581,12 27,16 1137,69 2 745,97 789,02 268,57 15,78 9,04 167,84 40 20,83 522,07 55,64 4 112,7
2012 г. 1 514,04 23,19 1 237,79 2 775,02 769,33 276,24 15,56 4,33 140,82 37,8 19,82 494,57 56,1 4095
2011 г. 1 733,4 30,2 1 025,3 2 788,9 790,2 319,4 15.3 1,82 120,2 37,4 19,2 513,32 46 4138,4
2010 г. 1847,3 37,1 999,0 2 883,4 807,0 260,2 15,2 1,21 94,7 37,2 18,9 427,4 33,3 4 151,0
Доля 2010 44,5% 0,9% 24,1% 69,5% 19,4% 6,3% 0,37% 0,029% 2,3% 0,9% 0,5% 10,3% 0,8% 100,0%
2009 г. 1,755,9 38,9 931,6 2 726,5 798,9 273,4 15.0 0,89 73,9 36,1 18,4 417,7 41,4 3 984,4
2008 г. 1 985,8 46,2 894,7 2 926,7 806,2 254,8 14,8 0,86 55,4 37,3 17,7 380,9 38,3 4 152,2
2007 г. 2,016,5 65,7 910,0 2 992,2 806,4 247,5 14,6 0,61 34,5 39,0 16,5 352,7 36,6 4 188,0
2000 г. 1 966 111 615 2 692 754 260 14 0,49 5,6 37,6 23 318,7 38,6 3 836
Доля 2000 51,3% 2,9% 16,0% 70,2% 19,7% 7,2% 0,37% 0,013% 0,15% 1,0% 0,6% 9,3% 0,9% 100,0%
1999 г. 1881 118 57л 2,570 728 319,5 14,8 0,50 4.5 37 22,6 392,8 55 3 723,8

Примечания: 1 Газ включает природный газ и другие газы. 2 Hydro не включает гидроаккумулятор (не источник энергии, используемый всеми источниками, кроме гидро ). 3 Solar включает фотоэлектрические и тепловые. 4 Био прочее включает отходы, свалочный газ и прочее. 5 Разное. включает разное. производство, гидроаккумулирование и чистый импорт. 6 Итого включает чистый импорт. 7 Данные за 2020 год взяты из журнала Electric Power Monthly и являются предварительными.

Государственные электрические характеристики

В отдельных штатах системы производства электроэнергии очень разнообразны, и их новые инициативы по расширению базы генерации столь же разнообразны. В сочетании с пренебрежением к потреблению это приводит к смешению состояний «иметь» и «не иметь» в отношении электроэнергии. На основе данных из файлов US DOE Energy Information Administration / Electric Power Annual 2017. Данные были получены из самых последних файлов Агентства энергетической информации Министерства энергетики США (EIA) за полный год. Полноценное использование превосходного браузера данных EIA обеспечивает легкий доступ к множеству имеющихся данных.

Государственная электроэнергетика

Топ-10 штатов по источникам топлива

Импорт состояний

Государства, которым пришлось импортировать электроэнергию в 2018 году

В следующей таблице, составленной на основе данных, полученных из журнала Electric Power Annual, указаны те штаты, которые должны импортировать электроэнергию из соседних штатов для удовлетворения своих потребностей в потреблении. Общее производство электроэнергии каждым штатом в 2018 году сравнивается с потреблением штата, и его доля в системных потерях и разница между произведенной электроэнергией и ее общим потреблением (включая ее долю в системных потерях) - это количество энергии, которое он импортирует. Для Гавайев общее потребление равно произведенной энергии. Для других штатов умножение их прямого потребления на 1,082712997 (4168280574/3849848100) дает в результате предложение Соединенных Штатов (включая чистый импорт), равное их общему потреблению.

Количество нетто-импортеров в 2018 г.
Состояние Потребление Поколение Государственный импорт
Розничные продажи (МВтч) Общее использование (МВтч) МВтч % 2018 % 2017 Изменять
CA 255 224 272 276 334 636 195 265 638 81 068 998 41,52% 37,12%
ОЙ 152 915 167 165 563 239 126 184 610 39 378 629 31,21% 34,77%
VA 118 166 348 127 940 241 95 509 121 32 431 120 33,96% 35,53%
MA 53 285 029 57 692 393 27 172 882 30 519 511 112,32% 79,16%
TN 102 911 183 111 423 275 81 554 917 29 868 358 36,62% 35,16%
Нью-Йорк 149 929 851 162 330 998 132 520 501 29 810 497 22,50% 24,40%
Доктор медицины 62 086 455 67 221 812 43 809 648 23 412 164 53,44% 91,06%
GA 139 866 074 151 434 816 129 239 371 22 195 445 17,17% 15,05%
NC 138 287 404 149 725 570 134 249 497 15 476 073 11,53% 12,40%
FL 238 565 391 258 297 849 244 252 035 14 045 814 5,75% 7,45%
MN 68 708 382 74 391 458 61 517 441 12 874 017 20,93% 25,59%
ОКРУГ КОЛУМБИЯ 11 357 910 12 297 357 79 331 12 218 026 15401,33% 17836,59%
WI 70 959 549 76 828 826 65 936 803 10 892 023 16,52% 16,58%
Я БЫ 23 753 508 25 718 232 18 172 120 7 546 112 41,53% 50,28%
Нью-Джерси 76 016 762 82 304 336 75 033 600 7 270 736 9,69% 6,59%
DE 11 773 100 12 746 888 6 240 644 6 506 244 104,26% 63,12%
CO 56 450 480 61 119 668 55 386 279 5 733 389 10,35% 11,89%
KY 76 610 636 82 947 331 78 804 497 4 142 834 5,26% 9,06%
VT 5 530 948 5 988 429 2 178 915 3 809 514 174,84% 178,29%
МО 82 055 835 88 842 919 85 095 384 3 747 535 4,40% 0,70% *
МЕНЯ 12 354 819 13 376 723 | 11 280 700 2,096,023 18,58% 9,38%
SD 12 856 938 13 920 374 12 616 396 1 303 978 10,34% 23,72%
NV 37 780 263 40 905 182 39 640 241 1,264,941 3,19% 5,43%
АК 5 972 467 6 466 468 6 247 359 219 109 3,51% 4,60%
СУММ 1 963 418 771 2 125 819 022 1,727,987,930 397 831 092 * = Экспорт

Экспортные состояния

В следующей таблице, составленной на основе данных, полученных из журнала Electric Power Annual, указаны те штаты, которые производят больше электроэнергии, чем им необходимо для удовлетворения своих потребностей в потреблении. Они снабжают тех, кому нужна дополнительная энергия. Общее производство электроэнергии каждым штатом в 2018 году сравнивается с потреблением штата, и его доля в системе проигрывает, а разница между произведенной электроэнергией и ее общим потреблением (включая долю в системных потерях) представляет собой количество энергии, которое он экспортирует. Для Гавайев общее потребление равно произведенной энергии. Для других штатов умножение их прямого потребления на 1,082712997 (4168280574/3849848100) приводит к тому, что предложение Соединенных Штатов (включая чистый импорт) равно их общему потреблению. Экспортируемая энергия штата определяется путем вычитания общего потребления штата из ее генерации.

Государства, ЭКСПОРТИРУЮЩИЕ электроэнергию в 2018 г.
Количество нетто-экспортеров в 2018 г.
Состояние Поколение Потребление Государственный экспорт
Розничные продажи (МВтч) Общее использование (МВтч) МВтч % 2018 % 2017 Изменять
PA 215 385 830 148 976 731 161 299 043 54 086 787 25,11% 26,46%
AL 145 057 994 90 280 456 97 747 823 47 310 171 32,61% 32,30%
Иллинойс 188 003 357 142 654 808 154 454 215 33 549 142 17,84% 17,89%
WV 67 249 025 33 646 813 36 429 842 30 819 183 45,83% 52,51%
WY 46 112 136 16 864 678 18 259 606 27 852 530 60,40% 60,56%
Аризона 111 925 144 78 346 302 84 826 559 27 098 585 24,21% 19,40%
ND 42 615 321 20 669 506 22 379 143 20 236 178 47,49% 46,68%
WA 116 756 729 90 005 791 97 450 440 19 306 289 16,54% 12,84%
Техас 477 352 425 424 418 628 459 523 565 17 828 860 3,73% 2,48%
Ok 86 223 721 64 575 316 69 916 534 16 307 187 18,91% 9,86%
AR 67 999 352 49 602 708 53 705 497 14 293 855 21,02% 16,68%
MT 28 212 831 14 838 845 16 066 210 12 146 621 43,05% 42,73%
SC 99 364 088 81 641 138 88 393 921 10 970 167 11,04% 7,81%
ИЛИ 64,113,560 49 325 904 53 405 797 10 707 763 16,70% 12,32%
РС 63 473 771 50 390 068 54 557 982 8 915 789 14,05% 12,01%
CT 39 453 552 28 833 925 31 218 865 8 234 687 20,87% 10,56%
Я 63 380 569 51 210 655 55 446 442 7 934 127 12,52% 7,18%
НМ 32 673 682 24 048 611 26 037 744 6 635 938 20,31% 24,75%
KS 51 710 213 42 036 979 45 513 984 6 196 229 11,98% 13,09%
UT 39 375 424 31 242 408 33 826 561 5 548 863 14,09% 10,16%
NH 17 087 156 11 046 284 11 959 955 5,127,201 30.01% 32,07%
NE 36 966 216 30 939 492 33 498 590 3 467 626 9,38% 5,79%
MI 115 837 095 104 869 496 113 543 566 2,293,529 1,98% 0,31%
В 113 459 711 104 194 376 112 812 605 647 106 0,57% 9,91% *
RI 8 375 257 7 583 339 8 210 580 164 677 1,97% 6,55% *
ЛА 102 128 485 94 186 072 101 976 484 152 001 0,15% 2,55% *
ПРИВЕТ 9 796 773 9 337 161 9 796 773 0 0,00% 0,00%
ЧИСТЫЙ IMP 44 455 000
СУММ 2,494,544,417 1,895,766,490 2,052,258,325 397 831 092 * = Импорт

Возобновляемая энергия

Источники общей возобновляемой энергии США, 2012 г. (US EIA)

  Биомасса (49,1%)
  Гидроэлектростанции (30,3%)
  Ветер (15,4%)
  Солнечная (2,7%)
  Геотермальный (2,6%)
Пастухи Flat Wind Farm является 845- мегаватта ветропарка в американском штате Орегон

На возобновляемые источники энергии в США в 2014 году приходилось 13,2% электроэнергии, произведенной внутри страны, и 11,2% от общего объема производства энергии. По состоянию на 2014 год более 143000 человек работают в солнечной отрасли, а в 43 штатах используются сетевые системы учета , когда энергетические компании выкупают избыточную энергию, вырабатываемую солнечными батареями .

Возобновляемые источники энергии достигли важной вехи в первом квартале 2011 года, когда на их долю пришлось 11,7% от общего производства энергии в США (2,245 квадриллиона БТЕ или 2,369  ЭДж энергии), превзойдя производство ядерной энергии (2,125 квадриллиона БТЕ или 2,242 ЭДж). 2011 год стал первым годом с 1997 года, когда возобновляемые источники энергии превысили производство ядерной энергии в общем объеме производства энергии в США.

Гидроэнергетика в настоящее время является крупнейшим производителем возобновляемой энергии в США. В 2010 году она произвела около 6,2% от общего объема электроэнергии в стране, что составило 60,2% от общего объема возобновляемой энергии в США. Соединенные Штаты являются четвертым по величине производителем гидроэлектроэнергии в мире. после Китая, Канады и Бразилии. Гранд-Кули являются пятой по величине гидроэлектростанции в мире.

Установленная мощность ветряных электростанций США в настоящее время превышает 65 000 МВт и обеспечивает 4% электроэнергии страны. Техас прочно занимает лидирующие позиции в области развития ветроэнергетики, за ним следуют Айова и Калифорния.

В Соединенных Штатах одни из самых больших солнечных ферм в мире . Solar Star - это ферма мощностью 579 мегаватт ( МВт переменного тока ) недалеко от Розамонда, Калифорния . Desert Sunlight Solar Farm является 550 мегаватт солнечной энергии завода в Риверсайд, штат Калифорния , и Topaz Solar Farm , в 550 МВт фотоэлектрической электростанции, находится в Сан - Луис - Обиспо, штат Калифорния . Группа солнечных тепловых электростанций SEGS в пустыне Мохаве имеет общую генерирующую мощность 354 МВт.

Гейзеры в Северной Калифорнии - крупнейший в мире комплекс по производству геотермальной энергии .

По словам президента Барака Обамы, развитие возобновляемых источников энергии и эффективное использование энергии знаменуют собой «новую эру освоения энергии» в Соединенных Штатах . Исследования показывают, что при наличии достаточной политической воли вполне реально обеспечить все Соединенные Штаты 100% возобновляемой энергией к 2050 году.

Тенденции и прогнозы

В 2015 году потребление электроэнергии в Соединенных Штатах было на 1,6% больше, чем в 2005 году, и на 1% меньше, чем пиковое значение в 2007 году. Потребление на душу населения снизилось примерно на 7% по сравнению с пиком в 2007 году, и с тех пор каждый год наблюдается снижение индивидуальное потребление. Усилия по сохранению помогают. По крайней мере, в течение следующего десятилетия уголь, природный газ и атомная энергия останутся тремя основными видами топлива для производства электроэнергии в Соединенных Штатах. Доля угля будет постоянно уменьшаться, а доля природного газа увеличиваться. У ядерной энергетики будут некоторые спады (снятие с эксплуатации) и взлеты (новые онлайн-заводы), но, вероятно, останутся примерно постоянными. Hydro будет обслуживать. Нефть будет продолжать снижаться. Значение ветра и солнца будет продолжать расти; их комбинированная выработка составила 5,29% от производства электроэнергии в США в 2015 году или 5,20% от общего потребления в США.

Энергопотребление на душу населения в США

С начала Соединенных Штатов до 1973 года общее потребление энергии (включая электрическую) увеличивалось примерно на 3% в год, в то время как население увеличивалось в среднем на 2,2% в год. Потребление энергии на душу населения с 1730 по 1870 год составляло около 100 миллионов БТЕ (110 ГДж) на человека. В 20 веке это увеличилось примерно до 300 миллионов БТЕ или 320 ГДж (332 миллиона БТЕ или 350 ГДж на человека в год в 1981 году).

В 2001 году вице-президент Дик Чейни заявил, что США потребуется «по крайней мере 1300 новых электростанций в течение следующих 20 лет».

Повышение эффективности может привести к значительному снижению энергопотребления.

Концентрирующая солнечная батарея (CSP) с накопителем тепла имеет практический коэффициент мощности 33% и может обеспечивать электроэнергию 24 часа в сутки. До 2012 года в шести юго-западных штатах (Аризона, Калифорния, Колорадо, Невада, Нью-Мексико и Юта) Бюро по управлению земельными ресурсами США (BLM) владело почти 98 миллионами акров или 400000 квадратных километров (площадь больше, чем штат Монтана). ), который был открыт для предложений по установкам солнечной энергии. Чтобы упростить рассмотрение заявок, BLM подготовила Заявление о программном воздействии на окружающую среду (PEIS). В последующем Протоколе решения в октябре 2012 года BLM отозвала 78% своей земли из-под возможного развития солнечной энергетики, в результате чего 19 миллионов акров (77 000 км 2 ) все еще открыты для применения в солнечных установках - площадь почти такая же, как и в Южной Каролине. Из площади, оставшейся открытой для предложений по солнечной энергии, BLM определила 285 000 акров (115 000  га ) в очень благоприятных областях, которые она называет зонами солнечной энергии. В Испании с резервным природным газом CSP достигла коэффициента использования мощности 66%, при этом 75% являются теоретическим максимумом.

Смотрите также

использованная литература

дальнейшее чтение

внешние ссылки