NộI Dung
- Giới thiệu
- Sử dụng năng lượng tái tạo trong lịch sử ở Hoa Kỳ
- Một sự thức tỉnh nhẹ cho năng lượng tái tạo
- Giá năng lượng nhiên liệu hóa thạch cao hơn
- Tài nguyên nhiên liệu hóa thạch đang cạn kiệt
- Khí hậu thay đổi
- Hỗ trợ của chính phủ cho năng lượng tái tạo
- Cải tiến công nghệ và chi phí thấp hơn
- Thương mại hóa và cơ sở hạ tầng
- Xu hướng năng lượng tái tạo gần đây
- Xu hướng cho tương lai
- Dự án tái tạo mới sẽ được đặt ở đâu?
Năng lượng tái sinh: Các nguồn năng lượng tái tạo có thể được sử dụng mà không làm giảm số lượng có thể được sản xuất trong tương lai. Gió và năng lượng mặt trời là ví dụ về các nguồn năng lượng tái tạo. Bản quyền hình ảnh iStockphoto / Fernando Alonso Herrero.
Giới thiệu
"Năng lượng tái tạo" là năng lượng được tạo ra từ một nguồn không bị cạn kiệt vĩnh viễn. Ánh sáng mặt trời, gió, nước chảy, nhiệt địa nhiệt và thực vật là những ví dụ về tài nguyên năng lượng tái tạo. Chúng có thể được sản xuất ngay hôm nay mà không làm hỏng khả năng sản xuất trong tương lai.
Trong thập kỷ qua, việc sử dụng năng lượng tái tạo đang trở nên quan trọng hơn đối với người dân, ngành công nghiệp và chính phủ. Tại sao? Các nguồn năng lượng tái tạo không bị cạn kiệt, chúng trở nên ít tốn kém hơn và chúng có tác động môi trường nhẹ nhàng hơn.
Thống kê năng lượng tái tạo: Trong năm 2009, năng lượng tái tạo chiếm khoảng tám phần trăm sản lượng / tiêu thụ năng lượng của Hoa Kỳ. Trong đó, năng lượng mặt trời, địa nhiệt, gió, thủy điện và sinh khối, mỗi loại chiếm ít nhất 1% trong tổng số. Nguồn: Quản trị thông tin năng lượng.
Tiêu thụ năng lượng tái tạo: Xu hướng sản xuất / tiêu thụ năng lượng tái tạo từ năm 1950 đến năm 2009. Lượng năng lượng được sản xuất từ các nguồn tái tạo đã tăng đều đặn theo thời gian. Đáng kể nhất là sự tăng trưởng nhanh chóng trong nhiên liệu sinh học và gió trong thập kỷ qua. Nguồn: Quản trị thông tin năng lượng.
Sử dụng năng lượng tái tạo trong lịch sử ở Hoa Kỳ
Hai nguồn năng lượng tái tạo quan trọng ở Hoa Kỳ luôn là năng lượng gỗ và nước. Sức mạnh động vật cũng có thể được coi là một nguồn năng lượng tái tạo quan trọng ban đầu. Chúng chiếm gần như toàn bộ năng lượng được sản xuất tại Hoa Kỳ cho đến khi việc khai thác than bắt đầu vào giữa những năm 1700 và việc khoan dầu khí bắt đầu vào giữa những năm 1800.
Khi việc sản xuất nhiên liệu hóa thạch được thương mại hóa, gỗ và nước dần được thay thế làm nhiên liệu chính. Nó trở nên ít tốn kém và thuận tiện hơn để cung cấp nhu cầu năng lượng của một ngôi nhà hoặc một nhà máy từ nhiên liệu hóa thạch hơn là từ gỗ hoặc nước. Nhiên liệu hóa thạch trở thành nhiên liệu chính mới. Ngày nay - hơn 100 năm sau - họ vẫn ở vị trí thống trị đó.
Tiêu thụ năng lượng tái tạo theo ngành: Xu hướng sản xuất / tiêu thụ năng lượng tái tạo theo ngành từ năm 1950 đến 2009. Sử dụng năng lượng tái tạo trong ngành điện và công nghiệp đã tăng trưởng đều đặn. Một vụ nổ trong lĩnh vực giao thông đã xảy ra trong thập kỷ qua. Nguồn: Quản trị thông tin năng lượng.
Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ đã chuẩn bị bản đồ tiềm năng phát điện năng lượng gió quy mô tiện ích này. Các khu vực màu xanh đậm nhất có tiềm năng watts / mét vuông trên 800. Image EPA.
Bản đồ tiềm năng năng lượng mặt trời: Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia đã công bố một số bản đồ tiềm năng năng lượng mặt trời. Tây Nam Hoa Kỳ có tiềm năng lớn nhất cho các dự án năng lượng mặt trời. Thông tin chi tiết hơn.
Một sự thức tỉnh nhẹ cho năng lượng tái tạo
Nhiên liệu hóa thạch cho phép công nghiệp hóa của Hoa Kỳ, nhưng việc sử dụng chúng chủ yếu tập trung quanh các mỏ và giếng cho đến khi phương pháp vận chuyển hiệu quả được phát triển. Ở những khu vực cách xa mỏ than, dầu mỏ và khí đốt, nước, gỗ và đôi khi gió tiếp tục cung cấp năng lượng cho quốc gia.
Kể từ khoảng năm 1970, các nguồn năng lượng tái tạo chỉ cung cấp khoảng 5% đến 7% mức tiêu thụ điện ở Hoa Kỳ. Tuy nhiên, trong mười năm qua, năng lượng tái tạo đã nhận được sự quan tâm lớn hơn. Những lý do cho sự chú ý gia tăng này bao gồm:
Giá năng lượng nhiên liệu hóa thạch cao hơn
Giá dầu, khí đốt tự nhiên và than đá đang tăng đều đặn, và giá nhiên liệu hóa thạch có thể biến động và không thể đoán trước. Mặc dù năng lượng tái tạo trong lịch sử đắt hơn, chênh lệch chi phí giảm khi giá nhiên liệu hóa thạch tăng.
Tài nguyên nhiên liệu hóa thạch đang cạn kiệt
Khi việc khai thác than bắt đầu vào giữa những năm 1700, các vỉa than gần bề mặt là nơi đầu tiên được khai thác. Theo thời gian, loại than dễ khai thác nhất và chất lượng cao nhất đã nhanh chóng được khai thác. Những gì còn lại ngày nay thường khó khăn hơn đối với tôi hoặc có chất lượng thấp hơn.
Thăm dò dầu khí nhanh chóng tìm thấy các mỏ lớn nhất, nông nhất. Ngày nay, các mục tiêu thăm dò thường nhỏ hơn, sâu hơn và nằm trong môi trường khó khăn như đại dương sâu thẳm hoặc Bắc Cực.
Khí hậu thay đổi
Các nhiên liệu hóa thạch như dầu mỏ, khí đốt tự nhiên và than đá là những mỏ carbon giàu có chôn sâu trong Trái đất. Họ tích lũy ở đó từ từ trong hàng trăm triệu năm.
Khi nhiên liệu hóa thạch bị đốt cháy, carbon của chúng được đưa trở lại khí quyển dưới dạng carbon dioxide - một loại khí nhà kính góp phần vào sự nóng lên toàn cầu và biến đổi khí hậu. Trong khoảng hai trăm năm, con người đã sản xuất và đốt cháy một phần đáng kể tài nguyên nhiên liệu hóa thạch của Trái đất, đưa nó vào khí quyển nhanh hơn gần một triệu lần so với việc loại bỏ nó để tạo thành nhiên liệu hóa thạch.
Hỗ trợ của chính phủ cho năng lượng tái tạo
Ngày nay, các chính phủ trên toàn thế giới chấp nhận thực tế rằng việc đốt nhiên liệu hóa thạch đang nhanh chóng sửa đổi bầu khí quyển Trái đất, dẫn đến biến đổi khí hậu có nhiều tác động không mong muốn. Trong nỗ lực làm chậm quá trình thải carbon dioxide vào môi trường, các chính phủ đang cung cấp các khoản tài trợ, ưu đãi thuế và các chương trình khác được thiết kế để hỗ trợ phát triển năng lượng tái tạo.
Cải tiến công nghệ và chi phí thấp hơn
Trong khi giá nhiên liệu hóa thạch đang tăng lên, chi phí sản xuất các tấm pin mặt trời, hệ thống địa nhiệt, tua-bin gió và các thiết bị năng lượng tái tạo khác đang giảm trên cơ sở chi phí cho mỗi BTU. Trong khi chi phí năng lượng tái tạo vẫn còn cao, xu hướng giá là theo hướng thuận lợi. Đây là khi hỗ trợ của chính phủ có thể tạo ra một sự khác biệt lớn.
Thương mại hóa và cơ sở hạ tầng
Khi nhiều dự án năng lượng tái tạo được hoàn thành, khả năng tích hợp trơn tru với các tòa nhà, phương tiện và các nguồn năng lượng chính đang được cải thiện. Sản xuất hàng loạt làm giảm giá, và tỷ lệ chấp nhận ngày càng tăng làm tăng tính sẵn có của thiết bị, bộ phận và chuyên môn dịch vụ đáng tin cậy.
Mặc dù tất cả những điều trên cho thấy chúng ta đang ở bên cạnh một vụ nổ năng lượng tái tạo, chúng ta vẫn chưa vượt qua các mức giá quan trọng và thâm nhập thị trường để làm cho năng lượng tái tạo tự khởi động và tự duy trì. Đây là lý do tại sao các chính phủ đang cố gắng hỗ trợ việc áp dụng và cải thiện các hệ thống năng lượng tái tạo.
Bản đồ tiềm năng năng lượng địa nhiệt: Hệ thống dữ liệu địa nhiệt quốc gia đã công bố bản đồ tiềm năng địa nhiệt cho Hoa Kỳ. Nó cho thấy rằng việc lắp đặt bơm nhiệt địa nhiệt có thể thành công trên cả nước (ánh sáng tan), các khu vực sử dụng trực tiếp nhiệt độ thấp (dưới 100 độ C) có rất nhiều ở phía tây Hoa Kỳ (màu cam) và một số tiểu bang có vị trí tiềm năng về điện sản xuất điện trong đó nhiệt độ nước dưới bề mặt trên 100 độ C (màu đỏ). Không phải mọi vị trí thể hiện trong các màu này sẽ phù hợp vì điều kiện mặt đất địa phương, quy định sử dụng đất và các yếu tố khác. Thông tin chi tiết hơn.
Xu hướng năng lượng tái tạo gần đây
Năng lượng tái tạo hiện chiếm khoảng 8,20% mức tiêu thụ năng lượng của Hoa Kỳ. Hầu hết trong số đó đến từ các nguồn sinh khối và thủy điện. Kể từ năm 1995, năng lượng được sản xuất bởi các nguồn tái tạo đã tăng 15,9%. Nếu Hoa Kỳ hy vọng sẽ có 25% năng lượng được sản xuất từ các nguồn tái tạo vào năm 2025, thì sẽ cần một cú hích lớn.
Nguồn năng lượng tái tạo phát triển nhanh nhất kể từ năm 1995 là năng lượng gió. Việc thực hiện năng lượng gió đã bùng nổ với mức tăng hơn 2000%. Mặc dù đây là sự tăng trưởng ngoạn mục, gió đóng góp ít hơn 3/4% nguồn cung cấp năng lượng của các quốc gia.
Năng lượng mặt trời đã tăng hơn 55% kể từ năm 1995, và giá các tấm pin mặt trời giảm nhanh chóng sẽ hỗ trợ cho sự phát triển trong tương lai. Địa nhiệt đã tăng gần 27%. Các công nghệ mới và giá nhiên liệu hóa thạch cao hơn hiện nay làm cho các dự án sưởi ấm không gian địa nhiệt có giá cạnh tranh với các đơn vị nhiên liệu hóa thạch.
Bản đồ tiềm năng năng lượng thủy điện: Bộ Năng lượng Hoa Kỳ đã công bố các bản đồ cho thấy việc sử dụng hiện tại và tiềm năng phát triển thủy điện trong tương lai của Hoa Kỳ. Hầu hết các khu vực được đặt tại nơi các dòng chảy qua các khu vực với sự cứu trợ cục bộ ít nhất là vừa phải. Thông tin chi tiết hơn.
Xu hướng cho tương lai
Tương lai của năng lượng tái tạo là rất tươi sáng. Chi phí cho mỗi BTU đã giảm. Các phương pháp tích hợp chúng trơn tru vào các tòa nhà, phương tiện và các nguồn năng lượng chính đang được cải thiện. Những lo ngại về biến đổi khí hậu đang thúc đẩy các chính phủ hỗ trợ các dự án năng lượng tái tạo bằng các khoản tài trợ, giảm thuế và các ưu đãi khác.
Các dự án năng lượng tái tạo hầu như luôn giúp Hoa Kỳ trở nên độc lập hơn về năng lượng. Điều này là do các dự án năng lượng tái tạo thường được đặt gần nơi mà năng lượng sẽ được tiêu thụ. Điều này làm giảm tác động môi trường của họ, giảm chi phí và cung cấp cho chính phủ các động lực để giảm sự phụ thuộc nước ngoài.
Dự án tái tạo mới sẽ được đặt ở đâu?
Cơ hội cho các dự án năng lượng tái tạo tồn tại tại các địa điểm trên khắp Hoa Kỳ. Bơm nhiệt địa nhiệt có thể có ý nghĩa kinh tế tại hầu hết mọi địa điểm tại Hoa Kỳ nơi điều kiện phát triển mặt đất và địa phương phù hợp. Miền tây Hoa Kỳ đặc biệt may mắn có các khu vực rộng lớn với tiềm năng cao cho các dự án gió, thủy điện, mặt trời và địa nhiệt (xem bản đồ trên trang này).
Việc sử dụng năng lượng tái tạo sẽ phát triển nhanh chóng trong thập kỷ tới khi các công nghệ của họ trở nên hiệu quả hơn và cạnh tranh chi phí với nhiên liệu hóa thạch. Chi phí, mục tiêu bảo vệ khí hậu và lý tưởng độc lập năng lượng sẽ giúp họ thành công.