电能生产与未来
你知道你的力量来自哪里,或者它的代价是什么吗?
我们每天都使用电能来开灯、洗澡、做饭和给手机充电。你有没有想过做这些事情的能量是从哪里来的,或者它是如何到达你的灯泡、灶台或墙壁插座的?在本文中,BOB体育密歇根州立大学将探讨目前电力能源的来源和成本。
根据美国能源情报署在美国,2013年美国生产了4058亿千瓦时的电能。化石燃料总共贡献了67%,煤炭是最大的单一电力来源,占39%。可再生能源仅占总发电量的6%,其中风能占4.12%。
2013年美国按来源分类发电量
展望未来,我们需要评估每种技术和燃料来源的财务和环境成本。一个理想的世界是由对环境和气候影响最小的可再生资源产生的低成本能源组成的。化石能源往往会产生更多的温室气体和环境污染,而更清洁和可再生能源的成本更高。这是一种权衡,我们必须仔细评估,并决定什么对我们国家是最好的。
2014年4月,美国能源信息管理局发表了一项名为“2014年度能源展望中的新一代资源成本的平准化和可避免成本的平准化“评估了生产我们所需电力的各种发电技术的财务成本。bob体育登录研究人员使用复杂的建模系统来确定资本成本、固定和可变的运营/维护成本以及当前的补贴,以确定2019年投入使用的工厂的平均电力成本(LCOE)。数据是以美元/兆瓦时(MWh,一种能量单位,相当于连续使用1000千瓦的电力一小时)为单位的。通过评估LCOE,您可以比较不同平台、技术和燃料来源的发电成本。在比较代类型时,这是一种“公平竞争环境”的方法。
2019年投入使用的工厂的美国平均LCOE(2012美元/兆瓦时)
植物类型 |
系统总LCOE |
太阳能热* |
223.6 |
Wind-offshore |
204.1 |
太阳能光伏* |
118.6 |
煤气化综合循环(IGCC) |
115.9 |
天然气(先进燃气轮机) |
103.8 |
生物质 |
102.6 |
传统的煤 |
95.6 |
先进核* |
86.1 |
水力发电 |
84.5 |
风 |
80.3 |
天然气(常规联合循环) |
66.3 |
地热* |
44.5 |
目前用于发电的天然气比煤炭便宜。随着发电公司评估老化的煤炭设施并做出设备升级的决定,很容易理解他们为什么会关注天然气和风能。风能是一种可再生资源,具有每兆瓦时80.30美元的竞争优势。一个阿彻和雅各布森在2012年进行了一项研究得出的结论是,到2030年,大约400万台涡轮机可以满足世界一半的电力需求。对于家庭供暖来说,每兆瓦时44.50美元的地热看起来很有吸引力,但在今天,大规模发电以满足我们的电力需求在技术上是不可行的。
这种经济分析提供了一种比较不同系统的方法,是规划未来扩建和更换老化设施的宝贵工具。然而,这并不是决定采用何种技术来满足未来电力需求的唯一数据。其他东西需要评估,比如核电站的废物。水力发电只能在有充足水源的地方提供电力。自然资源的获取、地方bob体育下载ios分区法和公民接受度都是影响我们未来技术发展的因素。在做决定时,了解每个系统的好处和权衡是很重要的。本文只阐述了这些系统之间的经济差异。
来源
- 2014年度能源展望中的新一代资源成本的平准化和可避免成本的平准化美国能源情报署
- 饱和风力发电潜力及其对风能的影响,雅各布森,马克Z.和阿切尔,克里斯蒂娜L.美国国家科学院院刊
- 美国能源发电美国能源情报署