Innehåll
- Introduktion
- Historisk användning av förnybar energi i USA
- En lätt uppvaknande för förnybar energi
- Högre fossila bränslenergipriser
- Fossila bränsleresurser håller på att tömmas
- Klimatförändring
- Regeringens stöd för förnybar energi
- Teknologiförbättringar och lägre kostnader
- Kommersialisering och infrastruktur
- Nya trender för förnybar energi
- Trender för framtiden
- Var kommer nya förnybara projekt placeras?
Förnybara energikällor: Förnybara energikällor kan användas utan att minska mängden som kan produceras i framtiden. Vind- och solenergi är exempel på förnybara energikällor. Bild copyright / Fernando Alonso Herrero.
Introduktion
"Förnybar energi" är energi som produceras från en källa som inte tappas permanent. Solljus, vind, strömmande vatten, geotermisk värme och växter är exempel på förnybara energikällor. De kan produceras idag utan att skada deras förmåga att produceras i framtiden.
Under det senaste decenniet blir användningen av förnybar energi viktigare för människor, industri och regeringar. Varför? Förnybara energikällor tappas inte ut, de blir billigare och de har en mjukare miljöpåverkan.
Statistik över förnybar energi: 2009 stod förnybar energi för cirka åtta procent av USA: s energiproduktion / -förbrukning. Av den mängden svarade sol-, geotermisk, vindkraft, vattenkraft och biomassa minst 1% av det totala. Källa: Energy Information Administration.
Förnybar energiförbrukning: Trender inom produktion / konsumtion av förnybar energi från 1950 till 2009. Mängden energi som produceras från förnybara energikällor har ökat stadigt med tiden. Mest betydande är den snabba tillväxten av biodrivmedel och vind under det senaste decenniet. Källa: Energy Information Administration.
Historisk användning av förnybar energi i USA
Två viktiga källor till förnybar energi i USA har alltid varit trä- och vattenkraft. Djurkraft kan också betraktas som en viktig tidig källa för förnybar energi. Dessa stod för nästan all energi producerad i USA tills kolbrytningen började i mitten av 1700-talet och borrning efter olja och gas började i mitten av 1800-talet.
När produktionen av fossila bränslen kommersialiserades ersattes trä och vatten gradvis som primära bränslen. Det blev billigare och bekvämare att tillhandahålla energibehovet i ett hem eller en fabrik från fossila bränslen än från trä eller vatten. Fossila bränslen blev de nya primära bränslena. Idag - över 100 år senare - befinner de sig fortfarande i den dominerande positionen.
Förnybar energiförbrukning per sektor: Trender inom produktion och konsumtion av förnybar energi per sektor från 1950 till 2009. Användningen av förnybar energi inom elkraft och industri har ökat stadigt. En explosion i transportsektorn har inträffat under det senaste decenniet. Källa: Energy Information Administration.
Förenta staternas miljöskyddsbyrå har utarbetat den här kartan för produktion av vindkraftsproduktion. Mörkaste blå områden har en watt / kvadratmeter potential över 800. Image EPA.
Solenergi potentiell karta: National Renewable Energy Laboratory har publicerat ett antal kartor över solenergipotential. De sydvästra USA har den största potentialen för solenergiprojekt. Mer detaljerad information.
En lätt uppvaknande för förnybar energi
Fossila bränslen möjliggjorde USA: s industrialisering, men deras användning samlades huvudsakligen kring gruvor och brunnar tills effektiva transportmetoder utvecklades. I områden bort från kol, olja och gasavlagringar fortsatte vatten, ved och ibland vind att driva nationen.
Sedan ungefär 1970 har förnybara energikällor endast gett cirka 5% till 7% av energiförbrukningen i USA. De senaste tio åren har dock förnybar energi fått större uppmärksamhet. Skälen till denna ökade uppmärksamhet inkluderar:
Högre fossila bränslenergipriser
Priserna på olja, naturgas och kol har stigit stadigt, och priserna på fossila bränslen kan vara flyktiga och oförutsägbara. Även om förnybar energi historiskt sett har varit dyrare, minskar kostnadsskillnaden när priserna på fossila bränslen ökar.
Fossila bränsleresurser håller på att tömmas
När kolbrytningen påbörjades i mitten av 1700-talet var kolfogarna nära ytan de första som utnyttjades. Med tiden bryts snabbt ut de enklaste att bryta och kol av högsta kvalitet. Det som kvarstår idag är oftast mer utmanande att bryta eller har en lägre kvalitet.
Prospektering efter olja och gas hittade snabbt de största, grundaste depositionerna. Idag är undersökningsmålen ofta mindre, djupare och ligger i svåra miljöer som djuphavet eller Arktis.
Klimatförändring
Fossila bränslen som olja, naturgas och kol är rika kolutlagringar som ligger begravda djupt i jorden. De samlades långsamt där över hundratals miljoner år.
När fossila bränslen förbränns återförs deras kol till atmosfären i form av koldioxid - en växthusgas som bidrar till den globala uppvärmningen och klimatförändringarna. På cirka tvåhundra år har människor producerat och bränt en betydande del av jordens fossila bränsleresurs och skickat den in i atmosfären nästan en miljon gånger snabbare än den togs bort för att bilda fossila bränslen.
Regeringens stöd för förnybar energi
Idag accepterar regeringar över hela världen det faktum att förbränning av fossila bränslen snabbt modifierar jordens atmosfär, vilket leder till klimatförändringar som har många oönskade effekter. I ett försök att bromsa utsläppet av koldioxid i miljön erbjuder regeringar bidrag, skatteincitament och andra program för att stödja utveckling av förnybar energi.
Teknologiförbättringar och lägre kostnader
Medan priserna på fossila bränslen stiger faller kostnaden för tillverkning av solpaneler, geotermiska system, vindkraftverk och annan förnybar energiutrustning på en kostnad per BTU-bas. Samtidigt som kostnaden för förnybar energi fortfarande är hög är prisutvecklingen i en gynnsam riktning. Det är då statligt stöd kan göra en stor skillnad.
Kommersialisering och infrastruktur
När fler förnybara energiprojekt slutförs förbättras deras förmåga att smidigt integreras med byggnader, fordon och primära energikällor. Massproduktion sänker priserna och en växande antagningsgrad ökar tillgängligheten till pålitlig utrustning, delar och servicekompetens.
Samtidigt som allt ovanstående antyder att vi är i utkanten av en explosion av förnybar energi, har vi fortfarande inte korsat viktiga prispunkter och marknadspenetrationer för att göra förnybar energi självstartande och självhållande. Det är därför regeringarna försöker stödja antagandet och förbättringen av system för förnybar energi.
Geotermisk energipotentialkarta: National Geothermal Data System publicerade en geotermisk potentialkarta för USA. Det visar att geotermiska värmepumpinstallationer kan vara framgångsrika i hela landet (ljusbrun), områden med direktanvändning vid låg temperatur (under 100 grader C) finns rikligt i västra USA (orange) och några få stater har potentiella platser för elektriska kraftproduktion där temperaturen under vatten är över 100 grader (röd). Inte varje plats som visas i dessa färger är lämplig på grund av lokala markförhållanden, markanvändningsbestämmelser och andra faktorer. Mer detaljerad information.
Nya trender för förnybar energi
Förnybar energi står för närvarande för cirka 8,20% av USA: s energiförbrukning. Det mesta kommer från biomassa och hydroelektriska källor. Sedan 1995 har mängden energi som produceras av förnybara källor ökat med 15,9%. Om Förenta staterna hoppas att få 25% av sin energi producerad från förnybara källor fram till 2025 kommer ett enormt tryck att behövas.
Den snabbast växande förnybara energikällan sedan 1995 har varit vindkraft. Implementeringen av vindkraft har exploderat med en ökning med över 2000%. Även om detta är en spektakulär tillväxt, bidrar vind mindre än 3/4% av nationernas energiförsörjning.
Solen har vuxit över 55% sedan 1995, och det snabba fallet i priset per kilowatt på solpaneler borde stödja framtida tillväxt. Geotermisk har vuxit nästan 27%. Ny teknik och högre priser på fossilt bränsle gör att geotermiska rymduppvärmningsprojekt kostar konkurrenskraftiga enheter med fossila bränslen.
Vattenkraftens potentiella karta: Det amerikanska energidepartementet har publicerat kartor som visar den nuvarande användningen och framtida utvecklingspotentialen för vattenkraft i USA. De flesta områden är belägna där bäckar rinner över områden med minst måttlig lokal befrielse. Mer detaljerad information.
Trender för framtiden
Framtiden för förnybar energi är mycket ljus. Kostnaden per BTU har sjunkit. Metoderna för att integrera dem smidigt i byggnader, fordon och primära energikällor förbättras. Rädsla för klimatförändringar motiverar regeringar att stödja projekt för förnybar energi med bidrag, skattelättnader och andra incitament.
Projekt med förnybar energi hjälper nästan alltid USA att bli mer energioberoende. Detta beror på att projekt för förnybar energi vanligtvis ligger nära där energin kommer att förbrukas. Detta minskar deras miljöpåverkan, minskar kostnaderna och ger regeringarna incitament att minska utländskt beroende.
Var kommer nya förnybara projekt placeras?
Möjligheter för projekt för förnybar energi finns på platser i USA. Geotermiska värmepumpar kan ge ekonomisk mening på nästan vilken plats som helst i USA där mark- och lokala utvecklingsförhållanden är lämpliga. Västra USA är särskilt välsignade med breda områden med stor potential för vind-, hydro-, sol- och geotermiska projekt (se kartor på denna sida).
Användningen av förnybar energi bör växa snabbt under det kommande decenniet när deras teknik blir effektivare och kostnadskonkurrenskraftigare med fossilt bränsle. Kostnader, klimatskyddsmål och ideal om energioberoende hjälper dem att lyckas.