Содержание
В США альтернативная энергетика теснит традиционную. Лоббист-конгрессмен из штата Колорадо Голосовать!
Несмотря на сланцевую революцию, в США конгрессмены ратуют за ВИЭ в надежде получить респект от избирателей. Голосовать!
Вашингтон, 4 авг — ИА Neftegaz.RU. В США традиционные энергоносители уступают возобновляемым источникам энергии (ВИЭ).
Об этом говорится в отчетах некоммерческих организаций, это муссируется в газетах.
Согласно статистике Управления энергетической информации (EIA) Минэнерго США, в 50% штатов ВИЭ (биотопливо, гидроэлектростанции, солнечные и ветряные электростанции, а также геотермальная энергия) производят больше энергии, чем атомные электростанции.
В 30% штатов ВИЭ обгоняет по генерации электричества угольные электростанции.
В целом, по данным Федеральной комиссии по регулированию в области энергетики США (FERC), ВИЭ обеспечивают 20,66% от общего энергопотребления страны.
ВИЭ существенно опережают атомные электростанции (9,12%) и вскоре догонят угольные (23,04%).
Основным источником электроэнергии в США по-прежнему остаются угольные тепловые электростанции (ТЭС), но их доля в общей генерации стремительно падает.
В ближайшие 3 года их суммарная мощность сократится почти на 16 ГВт.
Уже сейчас чистые источники опережают по производительности угольные электростанции в 17 штатах.
А в Род-Айленде, Вермонте и г Вашингтон угольных электростанций нет вообще.
АЭС через 3 года прибавят лишь 756 МВт, в то время как ВИЭ обещают рекордный рост до 156,981 ГВт.
От использования АЭС уже отказались шт Колорадо, Мэн, Орегон и Вермонт.
Среди ВИЭ в ближайшие 3 года наиболее сильный прирост покажут солнечные электростанции (90,981 ГВт) и ветряные (52,216 ГВт).
На данный момент, солнечная энергетика опережает ядерную в 21 штате, а ветряная — в 22 штатах и быстро сокращает отрыв в других.
Еще в 6 штатах, которые используют ядерную энергию (Калифорния, Айова, Канзас, Миннесота, Техас и Вашингтон), возобновляемые источники генерируют больше электричества.
Причем здесь не учитываются домашние солнечные электростанции (обычно размещаемые на крышах домов) и системы хранения, которые опосредованно обеспечат еще 30% прибавки к мощности солнечных электростанций.
Между тем администрация президента США Д. Трампа поддерживает именно угольные ТЭС и атомные АЭС.
Такую политику многие в США считают лишенной смысла.
Эксперты говорят об удешевлении оборудования для использования ВИЭ и экономической целесообразности поддержки традиционных электростанций.
Но нынешняя администрация думает о вопросах национальной безопасности и надежности энергосети.
ВИЭ очень хороши с точки зрения экологичности и инновационности, но не стабильности энергосистемы.
Высокая доля ВИЭ в энергосистеме требует строительства высокоманевренных балансирующих мощностей.
США это надо?
Вы слышали, чтобы в Совете Федерации кто-нибудь лоббировал ВИЭ вместо тепловой генерации на газе?
В США, несмотря на сланцевую революцию, 4 августа 2018 г представитель штата Колорадо в Конгрессе США С. Типтон ( Scott Tipton) в недавно подготовленном исследовании о газовой отрасли промышленности в Штате Колорадо, озаглавленном: Мы должны использовать обширные природные ресурсы Колорадо, — дерзко ополчился на ископаемое топливо, отметив, что необходимость ответственного развития энергетики и сохранение штата Колорадо не должны быть взаимоисключающими.
Тезисы от С. Типтона:
— в дополнение к природному газу, шт Колорадо также имеет обширные ресурсы в солнечной энергии и энергии ветра. Причем ВИЭ фактически растут быстрее и производят больше новых рабочих мест и доходов, чем сектор ископаемого топлива, при гораздо меньшем вреде для окружающей среды;
— Xcel Energy Colorado переходит на генерацию электроэнергии как от природного газа в качестве топлива, так и использовании ВИЭ, причем ВИЭ в балансе составляет уже более 50%;
— более высокий % ВИЭ помогает уменьшить парниковые газы, которые делают наш мир более трудным местом для жизни;
— нужно форсировать дальнейшее развитие всех возможностей в секторе экологически чистой энергии, что позволит обеспечить экономический рост и процветание, используя огромные ресурсы Колорадо, защищая окружающую среду и минимизируя загрязнение.
— природный газ будет оставаться частью энергетики в течение некоторого времени, но важно помнить перспективы ВИЭ, которые становятся дешевле день ото дня;
— предложен план развития ВИЭ, включающий: плату за источники выбросов углекислого газа (СО2) и дивиденды от этой платы. Весь сбор, минус минимальные административные издержки, должен быть возвращен домашним хозяйствам США в качестве ежемесячного дивиденда по энергии;
— эволюция роли ВИЭ в энергетическом балансе не должна быть предметом разногласий между партиями, но может и должна быть тенденцией, которую все партии поддерживают и облегчают.
— самым важным ресурсом Колорадо являются люди, которые живут здесь, в Колорадо. Мы все в этом вместе. Вместе мы можем это сделать.
Хотя тезисы колорадского конгрессмена С. Типтона выдержаны в откровенно коммунистической трактовке, он, конечно, не коммунист.
Вот те самые отечества отцы, которых наши сенаторы могли бы взять за образцы!
Любопытно, что и Европа трепетно относится к ВИЭ:
— в апреле 2018 г Нидерланды начали отгрузку компонентов оборудования для очередной немецкой ВЭС Hohe See;
— в сентябре 2018 г на шельфе Германии проведут сейсмику для выбора места для новых кластеров ветровых парков;
— в августе 2018 г Евросоюз ввел в эксплуатацию крупнейшую солнечную электростанцию (СЭС) в полуавтономном палестинском секторе Газа.
Укажите неверное утверждение1. 1) 40% прироста населения США обеспечивается за счет
СветлыйАртем
СветлыйАртем
География
10 — 11 классы
ответ дан • проверенный экспертом
2. Какой тип электростанций преобладает в сша?
1)АЭС
2)ТЭС
3)ГЭС
4)ГеоЭС
Geograph89
Geograph89
Укажите неверное
утверждение
1.
1) 40% прироста населения США обеспечивается за счет иммиграции
2) Сша находится на третьем этапе демографического перехода
3)в конце XX в. снизилось число иммигрантов из Европы, но увеличилось — из
Латинской Америки.
4) в США доля афроамериканцев составляет более 50%
Неверный ответ — 4) в США доля афроамериканцев составляет
более 50%;
2. Какой тип
электростанций преобладает в сша?
1)АЭС
2)ТЭС
3)ГЭС
4)ГеоЭС
Правильный
ответ: 2)ТЭС
Новые вопросы в География
ПРАКТИЧНА РОБОТА № 6НА ТЕМУ: Складання та аналіз схеми системи течій у Світовому океані;порівняння впливу холодної та теплої океанічних течії на кліма
…
т одного зматериків.
Завдання 1. (2 бали). Відомо, що із загальної площі поверхні Землі (510, 1 млнкм2 ) дві третини припадає на Світовий океан – 360, 7 млн км2 . Визначте, площі такихокеанів а) Тихий – … млн. км2 ; б) Атлантичний – …млн. км 2 ; в) Індійський – … млн.км2 ; г) Північний Льодовитий – …млн. км2 . Зробіть короткий висновок по даномузавданню.Завдання 2. (2 бали ). Порівняйте максимальні глибини океанів. Запишіть назвимаксимальних глибин. Тихий океан – … м, Маріанський жолоб. Атлантичний океан –а, … м, жолоб Пуерто-Ріко. Індійський океан – … м, Зондський жолоб. ПівнічнийЛьодовитий океан – … м. Зробіть короткий висновок по даному завданню.Завдання 3. (2 бали). У якому з океанів шельф займає близько 40% площі йогодна? Назвіть шельфові моря цього океану. Пригадайте, яку частину дна океануназивають шельфом?Завдання 5. (6 балів) Заповніть таблицю, у якій написати всі океани світу, тазробити їхню коротку характеристику.Заповніть таблицю.План характеристики Назви океанів та їх характеристикаІ. Географічне положення1.
Межі океану2. Розміри океану3.Положення океану щодоекватора4. Розміщення угеографічних поясах5. Моря:а) окраїнніб) внутрішні
підготувати повідомлення про сучасні відносини Польші та України
2. Про яку країну йдеться? Напівострівна країна, що розвивається, Федерація, на території якої розташоване найвологіше місце на Землi; столиця держави
…
не найбiльше місто в країні. Є батьківщиною чаю, рису, цитрусо- вих. Один зі світових лідерів з вирощування бавовни, джуту і розведення великої рогатої худоби:
які екологічні проблеми існують в Південній Америці?
Егер атмосфералық қысым тау етегінде 780 мм- сынап бағанына, ал тау шынында 580мм сынап бағанына тен болса, онда шынның биіктігі… .метр. A. 1000 B.
…
2000 С. 3000 D. 4000 Е. 5000
Предыдущий
Следующий
Нанесено на карту: Как США производят электроэнергию
ИНФОГРАФИКА | 10 октября 2017.
17:22
На карте: как США производят электроэнергию
Электросистему США часто называют самой большой машиной в мире. Он также невероятно разнообразен, отражая политические предпочтения, потребности и доступные природные ресурсы каждого государства.
Компания Carbon Brief нанесла электростанции страны на интерактивную карту (выше), чтобы показать, как и где вырабатывается электроэнергия в США.
Несколько ключевых сообщений можно почерпнуть из карты и соответствующих интерактивных данных ниже:
- Электроэнергетическая система США быстро менялась за последнее десятилетие.
- Это отражает не только федеральную политику, но и технологии, географию, рынки и мандаты штатов.
- Среднестатистической угольной электростанции в США 40 лет, и она работает вдвое меньше времени. Около 15% из них старше 50 лет, тогда как средний пенсионный возраст составляет 52 года9.0010
- Запланированные новые электростанции будут почти исключительно газовыми, ветровыми или солнечными.
Чтение карты
Обеспечение электроэнергией жилых домов, бизнеса и промышленности страны — это практически исключительно сложная задача. На данный момент электроэнергия либо дорога, либо неудобна для хранения, а это означает, что спрос и предложение должны быть сбалансированы в режиме реального времени.
Также легче производить электроэнергию рядом с домом, чем транспортировать ее на большие расстояния.
Способ производства электроэнергии в основном зависит от доступных видов топлива и технологий. Марш прогресса означает, что это сочетание меняется, но природные ресурсы и географическое положение остаются неизменными. Более того, штаты США обладают широкими полномочиями влиять на электроэнергетические системы в пределах своих границ.
Нанесение на карту системы электроснабжения США дает наглядное подтверждение важности этих факторов. Почему солнечная энергия так распространена, например, в Северной Каролине? Или уголь в Западной Вирджинии?
Вы можете использовать интерактивную карту Carbon Brief, приведенную выше, для просмотра всех электростанций в США и их относительных мощностей по выработке электроэнергии, которые пропорциональны размеру пузырей. Динамическая диаграмма на боковой панели обобщает структуру структуры мощностей. (Подробнее о том, как была создана карта, см.
в примечаниях ниже.)
Глоссарий
Коэффициент нагрузки: Мера средней мощности электростанции по отношению к ее установленной мощности. Это зависит от технических и экономических факторов. Для отдельных газовых, угольных или атомных электростанций коэффициент нагрузки… Подробнее
Важно отметить, что карта и соответствующие диаграммы ниже основаны на мощности по выработке электроэнергии. Электроэнергия, вырабатываемая каждый год каждым блоком, варьируется в зависимости от его коэффициента нагрузки. Коэффициент нагрузки ветра в США составляет около 35%, а солнечной — около 27%. Это более низкие коэффициенты нагрузки, чем для ядерной энергетики, около 9.0%. Уголь и газ теоретически могут иметь одинаково высокие коэффициенты нагрузки, но на практике оба они составляют около 50% в США. (См. ниже цифры по выработке электроэнергии.)
Вернувшись к карте, вы можете оставить ночной фон по умолчанию или переключиться на дневные спутниковые изображения, чтобы увидеть электростанции крупным планом и в контексте их окружения.
Ночной вид со спутника показывает сетку по отношению к городам, которые освещают ночное небо. Также есть фон в оттенках серого, если вы предпочитаете простые карты.
Вы также можете отфильтровать вид карты, чтобы увеличить масштаб каждого штата, от Алабамы до Вайоминга, или сосредоточиться на каждом типе топлива по очереди. Существует фильтр для «высокоуглеродистых» источников, включая уголь, нефть и газ. Вы найдете ядерные и возобновляемые источники энергии в разделе «низкоуглеродный».
Угольные заводы преобладают в горнодобывающих районах бассейна Паудер-Ривер и Аппалачей. Газ почти вездесущ, но особенно распространен вблизи крупных газовых месторождений, таких как Мексиканский залив. Ядерная промышленность сосредоточена в густонаселенных восточных и среднезападных штатах.
Одна географическая причуда заключается в том, что крупные тепловые электростанции часто располагаются вдоль государственных границ. Это потому, что им нужна вода для охлаждения, взятая из рек, которые обозначают границы штатов.
Огромные плотины обеспечивают основную часть электроэнергии на северо-западе Тихого океана. Ветер сконцентрирован в центральной части Великих равнин, в то время как солнечная энергия расцвела там, где государственная политика поддерживает ее принятие. Между тем отдаленные жители Аляски и Гавайев часто полагаются на нефть, которую легко транспортировать и хранить.
Эпоха возобновляемых источников энергии
Эта картина не статична, она сильно изменилась за последнее десятилетие. Тысячи старых единиц были выведены из эксплуатации из-за старости, поскольку рынки потрясены революцией сланцевого газа и взволнованы изменением государственной и федеральной политики.
По мере того, как сотни старых угольных и нефтяных установок были выведены из эксплуатации, ветряные и солнечные технологии достигли совершеннолетия, и по всей стране возникли тысячи площадок. Тем не менее, уголь, наряду с расширяющимся газовым парком, по-прежнему обеспечивает большую часть электроэнергии в стране.
Углерод Краткий анализ данных Управления энергетической информации США (EIA) показывает, что за последние 10 лет 501 угольная установка была закрыта, а 45 открылись. (Каждая электростанция может состоять из нескольких блоков, которые могут использовать разные виды топлива).
Всего количество угольных установок сократилось на 35% (черные линии на графиках ниже). Поскольку старые электростанции были меньше, мощность угля снизилась только на 11% (36 гигаватт, ГВт). Аналогичная история с нефтью, где 757 единиц выведены из эксплуатации, 385 открыты, а чистая мощность упала на 21% (11 ГВт).
Несмотря на эти списания, среднее нефтяное или угольное предприятие остается старым, а это означает, что многие другие должны закрыться просто потому, что они старые. Ниже это рассматривается более подробно.
Слева: количество электростанций в США с разбивкой по видам топлива 10 лет назад и сегодня. Справа: электрогенерирующие мощности 10 лет назад и сегодня.
Наведите указатель мыши на точки данных, чтобы увидеть чистое изменение количества единиц и емкости. Источник: Углеродный краткий анализ данных EIA США. Диаграмма Carbon Brief с использованием Highcharts.
Напротив, 878 в основном небольших газовых установок, выведенных из эксплуатации с 2007 года, были заменены 978 более крупными установками. Это означает, что чистая мощность по газу увеличилась на 9% (44 ГВт).
Между тем, ветряная и солнечная энергия пережила беспрецедентный рост, добавив более 3000 единиц и увеличив чистую мощность в семь раз до 122 ГВт, тем самым затмив атомную, гидро- и нефтяную.
Вы можете увидеть, как электросеть США выглядела 10 лет назад — в начале 2008 года — на анимированном графике ниже. Обратите внимание, в частности, на относительное отсутствие ветра и солнца по сравнению с сегодняшним днем.
Электроэнергетическая мощность США 10 лет назад и сегодня. Розамунд Пирс для Carbon Brief
Игра по выработке газа
Общий объем производства электроэнергии достиг пика в 2007 г.
и составил 4 165 тераватт-часов (ТВтч), после чего снизился после финансового кризиса. Он остается ниже пикового уровня 2007 года, несмотря на экономический рост и рост населения, во многом благодаря повышению энергоэффективности.
Как и мощность, структура производства электроэнергии также сильно изменилась за последние 10 лет. Производство угля достигло своего пика в 2007 году, а затем за десятилетие упало на 38% (см. диаграмму ниже). Впервые в 2016 году газ был заменен газом в качестве основного источника электроэнергии в США9.0004
Добыча газа продолжает расти, начавшись задолго до сланцевой революции конца 2000-х. (Это обсуждается более подробно ниже). Выработка электроэнергии на мазуте сократилась на две трети за 10 лет, а совокупная выработка всех трех ископаемых видов топлива теперь на 14% ниже пикового уровня 2007 года.
Между тем, ветряная и солнечная энергия обогнала гидроэнергетику и стала четвертым по величине источником электроэнергии в США, производя почти в четыре раза больше энергии, чем десять лет назад.
Ядерная энергетика остается стабильной и по-прежнему производит немного больше электроэнергии, чем все возобновляемые источники энергии вместе взятые.
Производство электроэнергии в США по видам топлива в 1960-2017 гг. (верхняя панель) и доли выработки за тот же период (нижняя панель). Источник: анализ Carbon Brief и ОВОС США. Дополнительные сведения см. в примечаниях ниже. Диаграмма Carbon Brief с использованием Highcharts.
Доля ископаемых видов топлива в структуре производства электроэнергии в США снизилась на 9 процентных пунктов за 10 лет до 64%, что является низким показателем для современной эпохи. На низкоуглеродные источники приходится 36%, а доля возобновляемых источников энергии удваивается до 17%.
(Обратите внимание, что, хотя доля низкоуглеродных источников энергии находится на рекордно высоком уровне, доля возобновляемых источников энергии остается немного ниже, чем она была в 1960. Это связано с ростом общего спроса на электроэнергию).
Углеродный бриф. Хотя на производство электроэнергии приходится менее трети общих выбросов в США, в других секторах, таких как теплоснабжение и транспорт, сокращение выбросов CO2 было минимальным.
Этот анализ также показал, что выбросы CO2 в секторе электроэнергетики в 2016 году были на 46% ниже, чем они были бы, если бы структура потребления электроэнергии на душу населения и структура топливного баланса остались прежними.
В результате краткосрочные изменения, ожидаемые в электроэнергетическом секторе США, в значительной степени определят продвижение страны к выполнению невыполненных обязательств по Парижскому соглашению об изменении климата.
Флагманский план президента Обамы по чистой энергии должен был укрепить и расширить траекторию прошлого десятилетия. Теперь ему грозит отмена администрации Трампа.
И это несмотря на то, что США находятся на пути к достижению основной национальной цели плана по сокращению выбросов на 32% по сравнению с уровнем 2005 года к 2030 году, согласно аналитикам Rhodium Group.
По данным New York Times, усилия по отмене могут занять месяцы и могут закончиться в Верховном суде.
Старый королевский уголь
В этом контексте стоит более внимательно изучить характер генерирующего парка США и то, что это может означать для будущего — с или без Плана чистой энергии или альтернативы команды Трампа.
Сегодня средней угольной электростанции в США 40 лет, и она работает только половину времени. Это старо, особенно когда средний возраст выхода на пенсию для угольных предприятий составляет 52 года. Около 44 ГВт угольных мощностей в США имеют возраст не менее 50 лет, что эквивалентно 15% от общего числа работающих сегодня. Еще 109GW (38%) составляет не менее 40 лет, а 86% старше 30 лет.
Это говорит о том, что многие другие закрытия угольных предприятий неизбежны, независимо от рыночных условий или государственной политики.
(Министерство энергетики США пытается заставить те части США, которые управляют конкурентными рынками электроэнергии, субсидировать угольную и ядерную генерацию.
Это «взорвет» оптовые рынки электроэнергии, говорят эксперты Utility Dive и «несовместимо с «здоровая рыночная экономика», по мнению консервативного аналитического центра R Street Institute. Это позволит даже самым старым угольным предприятиям получать гарантированную норму прибыли на инвестиции, необходимые для того, чтобы оставаться открытыми. занять много месяцев и столкнуться с юридическими препятствиями).
Возрастное распределение угольных и других электростанций отражено в диаграммах ниже, которые показывают количество новых мощностей, строящихся или выводимых из эксплуатации каждый год. Диаграммы охватывают почти 60 лет до 1960 года, хотя обратите внимание, что данные о выходе на пенсию доступны только до 2002 года.
Электрогенерирующие мощности США с разбивкой по топливу и по году открытия. Мощности, которые все еще работают сегодня, показаны сплошным цветом, тогда как закрытые и запланированные мощности затемнены. Вертикальная шкала одинакова на всех диаграммах, что позволяет напрямую сравнивать относительные мощности в ГВт.
Обратите внимание, что мощность не равна генерации. Источник: ОВОС США, Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) и анализ Carbon Brief. Дополнительные сведения см. в примечаниях ниже. Диаграмма Carbon Brief с использованием Highcharts
Глядя на верхнюю панель для угля выше, вы можете видеть, что большинство самых старых электростанций, построенных в 1960-х годах или раньше, сейчас выведены из эксплуатации. Эти единицы показаны серым цветом.
Вы также можете понять, почему ситуация с углем ухудшилась с 2007 года, когда средний возраст угольной установки составлял 34 года, потому что новых угольных электростанций было построено меньше, чем выведенных из эксплуатации. Однако в 2010 году наблюдается заметный скачок новых угольных мощностей. Как это произошло?
В начале 2000-х, после избрания Джорджа Буша-младшего, возник всплеск интереса к строительству новых угольных электростанций. Это было основано на нескольких драйверах, которые держат уроки на будущее.
Во-первых, ожидалось, что администрация будет медленно или вовсе не будет ужесточать экологические нормы. Фактически были приняты новые правила. Во-вторых, преобладающее мнение в то время заключалось в том, что сильный экономический рост приводит к значительному увеличению спроса на электроэнергию.
Это, в сочетании с выводом из эксплуатации старых электростанций, означало, что потребуются новые мощности, поэтому было запланировано около 240 новых угольных электростанций. Лишь несколько из них были когда-либо построены.
Как показано на приведенной выше диаграмме, ожидаемая волна изъятия угля действительно наступила, отчасти из-за старости, отчасти из-за новых правил, в частности Стандарта по ртути и токсичным веществам в воздухе (MATS), вступившего в силу в 2015 г.
Однако, вопреки ожиданиям, растущий спрос не оправдался. Одна из причин этого заключается в том, что 30 штатов внедрили свои собственные цели, политику или стандарты в области энергоэффективности.
(Это смесь обязательных и добровольных целей).
Начало 2000-х: ожидалось, что спрос на электроэнергию в США вырастет примерно на 20% в течение десятилетия. Этого не произошло. https://t.co/9ayLVzykbe pic.twitter.com/ZAhHxsgah3
— Саймон Эванс (@DrSimEvans) 7 сентября 2017 г.
Более того, сланцевая революция привела к падению цен на газ (вместе с оптовыми ценами на электроэнергию), а возобновляемые источники энергии росли быстрее, чем ожидалось, что привело к сокращению доли угля в более -предоставленный рынок.
Сегодня несколько новых угольных электростанций теоретически находятся в стадии разработки (см. диаграмму вверху и карту планируемых новых мощностей внизу).
Блок мощностью 320 МВт на электростанции Two Elk в Вайоминге, согласно данным EIA, находится в стадии строительства и должен быть открыт в 2020 году. Он был остановлен в течение двух десятилетий, была построена только бетонная площадка, и его разрешение было отозвано.
Разработчик признал себя виновным в мошенничестве на сумму более 8 миллионов долларов из федеральных фондов стимулирования, предназначенных для исследований по улавливанию и хранению углерода, но потраченных на другие расходы, по сообщениям местных СМИ.
Между тем, электростанция мощностью 850 МВт в штате Джорджия, которая также строилась в течение многих лет, пропустила сроки начала строительства, установленные ее разрешением. Его планировали открыть в 2022 году, но до сих пор не строят.
Обе схемы «сталкиваются с большими трудностями», сообщает Climatewire в статье, посвященной тому, будут ли США когда-либо строить еще одну крупную угольную электростанцию.
Никакого возрождения ядерной энергетики
Возвращаясь к приведенной выше диаграмме мощностей, также становится ясно, почему ядерная энергетика в США должна прийти в упадок, поскольку почти все действующие в настоящее время реакторы были построены в 1970-х и 1980-х годов.
Развитие ядерной энергетики в этот период сопровождалось введением новых правил безопасности, которые замедляли строительство и повышали затраты, когда они были введены после Три-Майл-Айленда (1979 г.
) и Чернобыля (1986 г.).
Это ярко иллюстрируется атомной электростанцией Watts Bar 2 мощностью 1200 МВт в Теннесси, строительство которой началось в 1973 году. Более 40 лет спустя она открылась в октябре 2016 года, после еще одной задержки, чтобы соответствовать новым правилам безопасности, введенным после 2011 года. Катастрофа на Фукусиме.
Две атомные электростанции находятся в стадии строительства общей мощностью 4400 МВт (бледно-розовые на диаграмме выше). Однако после банкротства Westinghouse, фирмы, которая строила реакторы, завод VC Summer в Южной Каролине был закрыт в середине строительства. Завод Vogtle в Джорджии, также находящийся под угрозой, получил новые гарантии по федеральному кредиту на сумму 3,7 миллиарда долларов.
Эти проблемы отражают более широкие проблемы, стоящие перед мировой атомной промышленностью, которая, за пределами контролируемых государством рынков в Китае и Южной Корее, изо всех сил пытается построить новые реакторы вовремя и в рамках бюджета.
EDF, которая строит новый завод Hinkley C в Великобритании, столкнулась с задержками и перерасходом средств на схемах во Франции и Финляндии.
Между тем, 99 ядерным реакторам в США в среднем 36 лет. Хотя 84 из них договорились о продлении срока службы, что позволяет им работать до 60 лет, многие из них могут закрыться задолго до этого из-за тех же неблагоприятных рыночных условий, которые наносят ущерб угольным электростанциям.
Их рентабельность снизилась из-за низких оптовых цен на электроэнергию, в первую очередь из-за дешевого природного газа, в то время как их эксплуатационные расходы могут быть относительно высокими, особенно для площадок с одним реактором. За последние пять лет в США закрылись пять атомных электростанций, и еще несколько планируют это сделать.
План субсидирования Министерства энергетики, если он будет успешно реализован, также может сохранить открытыми ядерные мощности. В качестве альтернативы, больше штатов могли бы принять кредиты с нулевым уровнем выбросов, введенные Нью-Йорком и Иллинойсом, чтобы держать атомные станции открытыми и помочь в достижении целей штата по климату.
Проблемы роста для газа
Для газовых электростанций разброс возрастов и мощностей на диаграмме выше отражает долгую историю добычи на суше в США, а также ряд всплесков роста, вызванных изменениями на рынках и технологии.
Широко доступный газ использовался для выработки электроэнергии в США на протяжении десятилетий. Это отличается от энергосистемы Великобритании, где газ стал доступен только после развития промышленности Северного моря.
В 1960-х годах простые и относительно неэффективные паровые турбины составляли большую часть новых газовых мощностей. В 1970-х годах начали строить газовые установки с комбинированным циклом, использующие отработанное тепло для повышения эффективности. Вы можете увидеть своего рода «s-образную кривую» внедрения технологий на диаграмме ниже.
Однако после ближневосточных нефтяных потрясений конца XIX века строительство новых газовых мощностей прекратилось.В 70-х годах, когда цены на газ выросли, пик добычи нефти (и газа) стал угрожающим, и были введены правила резервирования газа для наиболее важных целей, не включая производство электроэнергии.
В конце 1980-х годов газовая энергетика в некотором роде вернулась, когда ее использование было дерегулировано, и были построены небольшие электростанции с комбинированным циклом и пиковые газовые электростанции. Но в 2000 году произошло нечто примечательное. В течение пяти лет в США было построено около 216 ГВт электростанций, работающих на газе, две трети из которых были крупными установками с комбинированным циклом.
Новые технологии сформировали газовые мощности в США pic.twitter.com/7lAxuSyo8I
— Саймон Эванс (@DrSimEvans) 10 октября 2017 г.
Этот всплеск новых газовых мощностей был вызван появлением новых участников на нерегулируемых рынках электроэнергии, которые получили широкое распространение в конце 1990-х и начале 2000-х годов. Газовые заводы относительно дешевы в строительстве и обеспечивают быструю окупаемость. (Скандал с Enron в Калифорнии — еще один симптом этого периода).
Эти новые участники также гнались за новым спросом на электроэнергию, который, как отмечалось выше, оказался иллюзорным. Что еще хуже, низкие цены на газ сменились повышением, которое росло до 2008 года и привело к тому, что многие из них разорились. Это также означало, что образование газа росло очень медленно.
Когда цены упали, в связи с глобальным финансовым кризисом и революцией сланцевого газа, эта огромная и недоиспользованная газовая генерация была готова и ждала, чтобы отобрать долю рынка у угля.
Сегодня баланс между выработкой газа и угля зависит от цен на газ, поэтому в первой половине 2017 года выработка угля выросла, а газа упала. Однако, в отличие от предыдущих циклов, обилие месторождений сланцевого газа в США и их короткие циклы разработки закрывает этот ценовой диапазон.
С точки зрения климата переход от угля к газу был неоднозначным благом. Хотя это помогло сократить выбросы CO2 в энергетическом секторе, это может быть в некоторой степени компенсировано утечками метана во время производства и транспортировки.
Это также обязывает США продолжать использовать ископаемое топливо.
Действительно, львиная доля запланированных новых энергетических мощностей в США приходится на газ, как показано на карте ниже.
Из 114 ГВт запланированной мощности коммунального хозяйства, указанной EIA, 63% приходится на газ, 10% на солнечную энергию и 20% на ветровую. Четверть газовых проектов находится в Техасе и еще пятая часть в Пенсильвании. Обратите внимание, что это исключает маломасштабные проекты мощностью менее 1 МВт и поэтому, вероятно, занижает солнечную энергию, как обсуждается ниже.
Портфели возобновляемых источников энергии
В развитии мощностей возобновляемых источников энергии в США было несколько этапов, показанных на приведенной выше диаграмме голубыми (гидро), зелеными (ветер) и желтыми (солнечными) столбцами.
1960-е и 1970-е годы стали кульминацией так называемого периода «больших плотин», когда на крупных реках США были построены огромные сооружения. (Плотина Гранд-Кули мощностью 6,5 ГВт в штате Вашингтон, а не знаменитая плотина Гувера мощностью 1 ГВт в Аризоне, имеет на сегодняшний день самую большую мощность среди всех одиночных электростанций в США).
После нефтяного кризиса 1970-х годов федеральное правительство начало предлагать налоговые льготы для ветроэнергетики. Это вызвало «ветряной порыв» и строительство ветряных электростанций, таких как Альтамонт-Пасс в Калифорнии.
(В какой-то момент в этом районе находились тысячи 100-киловаттных турбин, и она стала полем битвы из-за путей миграции и гибели птиц, связанных с турбинами. Старые турбины, которые отключались в определенное время года для защиты находящихся под угрозой исчезновения птиц, сейчас демонтированы и заменены меньшим количеством современных устройств мощностью не менее 2000 киловатт каждое. Эти турбинные башни расположены более широко, а их лопасти вращаются медленнее. Первоначальные исследования показывают, что это снижает смертность птиц).
Позже штаты начали принимать Стандарты портфеля возобновляемых источников энергии (RPS), требующие от коммунальных предприятий получать фиксированное количество или долю электроэнергии, которую они поставляют, из возобновляемых источников энергии.
Удивительно, но именно Айова ввела первый ПСР, приняв в 1983 году Закон об альтернативном производстве энергии.
К 2000 г. 12 штатов ввели RPS, и это начало проявляться в заметном росте строящихся новых ветровых мощностей.
Калифорния не принимала RPS до 2002 года, хотя теперь у нее есть одна из самых амбициозных целей — 50% возобновляемой электроэнергии к 2030 году. Попытка принять стандарт 100% к 2045 году провалилась в сенате Калифорнии в сентябре. Это означает, что Гавайи сохраняют самые высокие амбиции с целью достижения 100% к 2045 году. Всего 29из 50 штатов США приняли RPS (см. карту ниже).
Стандарты портфеля возобновляемых источников энергии в США. Источник: База данных государственных стимулов для возобновляемых источников энергии и эффективности (DSIRE).
На федеральном уровне налоговые льготы для ветровой и солнечной энергии оказали заметное влияние на уровень принятия. Например, в 2013 году срок действия налоговых льгот на ветроэнергетику временно истек, и количество установок упало на 92%.
Для ветра эти налоговые льготы теперь со временем будут уменьшаться.
Ряд других государственных и федеральных правил влияет на использование возобновляемых источников энергии. К ним относятся правила «чистого измерения», начиная с конца 1990-х годов, которые требовали от коммунальных служб покупать электроэнергию у домов с солнечными панелями по розничной цене на электроэнергию.
Чистые измерения, наряду с инновационными схемами финансирования, внедренными такими компаниями, как Solar City, поддержали широкое и растущее внедрение домашних солнечных систем на крыше. Другое, более эзотерическое правило, привело к принятию солнечной энергии в Северной Каролине, несмотря на относительно низкий уровень инсоляции.
Помимо всего этого, стоимость энергии ветра и солнца резко упала. В 2011 году Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) поставила цель сделать солнечную энергетику конкурентоспособной по стоимости к 2020 году. В сентябре она объявила, что ее цель была достигнута на три года раньше, после снижения затрат на 30% за один год.
По данным Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли, стоимость ветра также резко снизилась. По данным Bloomberg New Energy Finance, лучшие наземные ветровые электростанции теперь дешевле газа в расчете на мегаватт-час нового поколения, а в начале 2020-х годов к ним присоединится солнечная энергия.
Взгляд в будущее
Нынешняя администрация надеется сдержать волну перемен, прокатившуюся по карте электроэнергетических мощностей США. Но изменения, которые уже произошли за последнее десятилетие, были вызваны многими факторами, только одним из которых является федеральное правительство.
Государства обладают широкими полномочиями влиять на структуру производства электроэнергии в пределах своих границ, и многие из них объединились в Климатический альянс США, стремясь достичь целей США в области климата, несмотря на Трампа.
Примечательно, что угольные электростанции страны устарели и стареют. Их средний возраст 40 лет (при 44 ГВт старше 50 лет) указывает на большие изменения в будущем.
EIA перечисляет 20 ГВт угля, которые планируется вывести из эксплуатации, в то время как другие, такие как природоохранная неправительственная организация CoalSwarm, оценивают цифру в 48 ГВт к 2030 году9.0004
Как сказал Bloomberg в июне один из руководителей энергетики: «Администрация не может превратить 70-летнюю угольную электростанцию в 20-летнюю угольную электростанцию». Более того, администрация Трампа может потерпеть неудачу в своих попытках повернуть время вспять в системе электроснабжения.
Его шаг по отмене Плана чистой энергии сталкивается с «юридическим и нормативным процессом, который будет длиться много лет, вероятно, дольше, чем первый срок Трампа», — объясняет Дэвид Робертс в Vox в статье, в которой усилия сравниваются с текущим здравоохранением. отменить фиаско.
Даже в случае успеха это может быть отменено последующим администрированием. Для коммунальных предприятий, решающих, куда вложить свои деньги в течение следующих нескольких десятилетий, эта неопределенность вряд ли будет благоприятна для инвестиций в уголь, который сталкивается с наибольшими рисками из-за климатического законодательства.
Это помогает объяснить, почему 35% запланированных новых мощностей приходится на низкоуглеродные предприятия, а еще 63% — на газ.
Примечания
Карта основана на данных, опубликованных Управлением энергетической информации США в июле 2017 года и содержащих данные по май 2017 года. меньшие единицы расположены на одном сайте.
Данные охватывают в общей сложности 1183 гигаватт (ГВт), из которых 26 ГВт в настоящее время не используются или используются только для резервного копирования. Это «паспортная мощность» растений. EIA также перечисляет «чистую летнюю» и «чистую зимнюю» мощность, которые учитывают доступность растений в эти сезоны.
EIA перечисляет заводы, используя подробный набор кодов источников энергии. Они были объединены, например, «уголь» включает битуминозный уголь, лигнит, синтетическое топливо, полубитуминозный уголь и отходы угля (BIT, LIG, SC, SUB и WC).
Для карты агрегаты агрегировались, если у них был общий «идентификатор завода» и один и тот же тип технологии.
Например, на карте есть три кружка для завода Барри в Алабаме: один для угля, один для газового комбинированного цикла и один для пикового газа
диапазон от первого до последнего открываемого блока.
Размеры пузырей примерно пропорциональны мощности установки в МВт. Существует восемь размеров пузырьков, каждый из которых представляет диапазон мощностей, с пороговыми значениями, при которых емкость удваивается. Это означает, что нет прямой зависимости между площадью или диаметром пузырьков и вместимостью площадки.
В дополнение к конкретным объектам мощностью более 1 МВт, на карте показана общая мощность малых солнечных электростанций в каждом штате, взятая из второго набора данных EIA. Опять же, эти данные актуальны на май 2017 года. Общая пропускная способность для каждого штата показана с центром в географическом центре штата. Обратите внимание, что эти мелкомасштабные солнечные цифры являются оценочными.
Карта планируемой мощности включает все объекты, перечисленные в данных ОВОС.
При этом не учитываются небольшие объекты мощностью менее 1 МВт, что будет особенно важно для солнечной энергетики. Это также исключает несколько объектов, которые перечислены без данных о местоположении, включая 450 МВт ветра, 260 МВт газа и 1,2 МВт гидроэнергии.
Карта пропускной способности на начало 2008 г. представляет собой набор данных, объединяющих действующие в настоящее время и выведенные из эксплуатации сайты, которые уже были открыты на тот момент. Он исключает объекты мощностью менее 1 МВт, как и карта выбывших мощностей, которая основана на тех же данных EIA.
Данные о выработке электроэнергии взяты из Ежегодного обзора энергетики EIA за 2012 г. для данных до 2007 г. и Ежемесячного отчета по электроэнергии за сентябрь 2017 г. для данных по июль 2017 г. Обратите внимание, что до 1989 г. данные не включают выработку независимыми производителями электроэнергии, коммерческими и промышленными объектами. . Это создает разрыв во временном ряду, особенно для других видов топлива, кроме угля и атомной энергии.
Данные о поколениях, показанные как 2017, охватывают самые последние 12 месяцев до июля 2017 года на момент написания. «Прочие» включают небиоразлагаемые бытовые отходы, отработанные шины и отработанные газы, образующиеся в промышленных процессах. «Нефть» включает нефтяные жидкости и нефтяной кокс.
Sharelines from this article
Комментарии
Просмотреть комментарии (16)Закрыть комментарии
Поэтапный отказ от угля в электроэнергетике США становится все более региональной проблемой
24 мая 2021 г.
Производство электроэнергии из угля в Соединенных Штатах упало на 20 процентов в 2020 году, доведя его до самого низкого уровня с 1972 года. Тем не менее, уголь вырабатывает 19,3 процента электроэнергии в стране, примерно столько же, сколько атомная энергетика (19,7 процента), и почти в два раза больше электроэнергии, вырабатываемой ветром и солнцем. Добыча угля в Соединенных Штатах еще далека от завершения, даже если его снижение является устойчивым и необратимым.
Но поэтапный отказ от угля все больше становится региональной проблемой: задача состоит не в том, чтобы сократить использование угля в целом, а в том, чтобы поэтапно отказаться от него там, где он все еще царит.
За последнее десятилетие производство электроэнергии на угле сократилось по всей стране, но оно по-прежнему обеспечивает более половины электроэнергии в восьми штатах: Западной Вирджинии, Вайоминге, Миссури, Кентукки, Юте, Северной Дакоте, Индиане и Небраске. На эти восемь штатов приходилось всего 11 процентов производства электроэнергии в США в 2020 году, но 38 процентов производства электроэнергии на угле. В совокупности выработка угля в этих штатах составила 293 тераватт-часа (ТВтч) в 2020 году. Для сравнения, ветряная энергия произвела 337 ТВтч в Соединенных Штатах в 2020 году. То, что происходит с углем в этих штатах, является ключевым элементом того, что происходит с углем в США. США в целом.
Угольная страна также обычно является нетто-экспортером электроэнергии.
Около 57 процентов электроэнергии, произведенной в Вайоминге, было продано за пределы штата в 2019 году; Северная Дакота и Западная Вирджиния экспортировали 45 процентов и 44 процента соответственно. Юта и Небраска также являются нетто-экспортерами, но в меньших масштабах (около 13-14 процентов). Три штата — Миссури, Кентукки и Индиана — являются незначительными нетто-импортерами электроэнергии (менее 10 процентов). Таким образом, штаты с высоким уровнем добычи угля дебетуют выбросы за электроэнергию, используемую в других местах, в то время как государства-получатели часто заявляют, что сокращают выбросы, когда они просто передают их на аутсорсинг.
Уголь определенно потерял позиции даже в угольной стране. В Западной Вирджинии в 2020 году на уголь приходилось 88 процентов от общего объема генерации по сравнению с 97 процентами в 2010 году. В Вайоминге доля угля выросла с 89 до 80 процентов, и в Миссури произошел аналогичный сдвиг. В других странах спад был более резким: десятилетие назад система Индианы на 90 процентов зависела от угля; в 2020 году всего 53 процента.
В Кентукки зависимость от угля упала с 93 до 69 процентов. Движение движется в сторону декарбонизации, но темпы неравномерны и зачастую недостаточно быстры.
Природный газ сыграл важную роль в сокращении использования угля в этих штатах. В Индиане и Кентукки к концу 2020 года произошло почти полное переключение между углем и газом, хотя ветер также оказал влияние на Индиану. В Западной Вирджинии, Миссури и Юте газ обеспечивает около половины переключений на топливо — остальное приходится на ветер в Западной Вирджинии и Миссури и солнечную энергию в Юте. В других местах газ играл скромную роль — в Вайоминге, Северной Дакоте и Небраске уголь вытеснялся ветром, а не газом.
Несмотря на эти изменения, углеродоемкость производства электроэнергии остается одной из самых высоких в стране, точно отслеживая зависимость штата от угля. Северная Дакота занимает пятое место в стране по проникновению ветра, но по углеродоемкости занимает 44-е место. Небраска занимает седьмое место по ветру, но 43-е по интенсивности выбросов углерода.
В Вайоминге зависимость от ветра выше среднего — 16 процентов, но самая низкая углеродоемкость в стране (2046 фунтов на мегаватт-час). По проникновению солнечной энергии Юта занимает седьмое место в стране, но по интенсивности выбросов углерода она занимает 45-е место. Сильная зависимость от угля сводит на нет некоторые преимущества от использования других низкоуглеродных источников электроэнергии, что приводит к более углеродоемким смесям с меньшим использованием угля.
Что это означает для будущего угля? Во-первых, это напоминание о том, что общенациональные тенденции могут скрывать различия в показателях на уровне штатов. Угольная генерация может сокращаться в Соединенных Штатах, но не везде. Государственная система, которая более чем на 50 процентов использует уголь, потребует значительных преобразований на пути к углеродной нейтральности. Газ часто играл важную роль в сокращении потребления угля, но газ может сделать лишь немного для обезуглероживания. Каждое из этих состояний находится на крайнем конце распределения углеродоемкости для производства электроэнергии, а это означает, что необходимо много изменений.
Общественный дискурс имеет естественную тенденцию фокусироваться на государствах, лидирующих в энергетическом переходе. Но не менее важно обсудить места, где переход происходит слишком медленно. Угольная страна, как правило, попадает в эту последнюю категорию — уголь по-прежнему велик, а углеродоемкость производства электроэнергии слишком высока. В Конгрессе есть ряд идей о том, чтобы направить больше ресурсов в эти штаты — либо для производства низкоуглеродной энергии, либо для развертывания. У Белого дома есть собственная инициатива для этих энергетических сообществ. Эти предложения заслуживают серьезного внимания. Во всяком случае, опыт последних 10 лет показывает, что угольной стране потребуется дополнительный толчок, чтобы отказаться от угольной энергетики. От этого зависит декарбонизация страны.
Никос Цафос, исполняющий обязанности директора и старший научный сотрудник Программы энергетической безопасности и изменения климата Центра стратегических и международных исследований в Вашингтоне, округ Колумбия
Комментарий подготовлен Центром стратегических и международных исследований (CSIS), частным, освобожденным от налогов учреждением, занимающимся вопросами международной государственной политики.