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來(lái)自核能研究展望NPRV

1、煤電仍占比37%

煤炭在近年來(lái)漸漸失去優(yōu)勢(shì)。

這張圖展現(xiàn)了美國(guó)本土的每座燃煤電廠：

2012年，美國(guó)有557座煤電廠，其發(fā)電量占國(guó)內(nèi)發(fā)電總量的37%，是美國(guó)最主要的發(fā)電來(lái)源之一。

但是，煤炭在近年來(lái)也漸漸失去優(yōu)勢(shì)。一方面，來(lái)自水力壓裂作業(yè)的過(guò)剩廉價(jià)天然氣已經(jīng)擠壓了煤炭的市場(chǎng)占比，迫使發(fā)電廠主關(guān)閉很多老舊低效的電廠。2010到2012年間，電力企業(yè)淘汰了145臺(tái)發(fā)電機(jī)，它們的平均使用壽命是55年。

還有污染和氣候變化問(wèn)題需要考慮。煤炭燃燒的時(shí)候釋放大量污染物，包括全球變暖的元兇溫室氣體。美國(guó)環(huán)保署頒布了有關(guān)汞、二氧化硫和二氧化碳排放的各類新規(guī)則。未來(lái)，這可能給燃煤電廠帶來(lái)更大的淘汰壓力。不過(guò)，美國(guó)環(huán)保署還是預(yù)計(jì)，到2030年，煤炭發(fā)電還會(huì)占國(guó)內(nèi)發(fā)電總量的30%。

2、天然氣發(fā)展迅猛——天然氣發(fā)電目前占比30%

第二張圖展示了美國(guó)本土所有大型燃?xì)獍l(fā)電廠：

燃?xì)獍l(fā)電廠相比煤電廠而言規(guī)模更小，建設(shè)相對(duì)容易，釋放的污染物也更少，所以發(fā)展步伐較快。截至2012年，美國(guó)有1714座燃?xì)獍l(fā)電廠，供應(yīng)了全國(guó)30%的電力。

天然氣仍屬于化石燃料，但它在燃燒發(fā)電的時(shí)候比煤炭更清潔，排放更少的傳統(tǒng)污染物如二氧化硫，且排放的溫室氣體二氧化碳也只有煤炭的一半。

過(guò)去，天然氣的一個(gè)主要缺點(diǎn)是價(jià)格浮動(dòng)大。但是，隨著近年水力壓裂技術(shù)的急速發(fā)展，許多分析師預(yù)測(cè)，幾十年內(nèi)會(huì)有充足的低價(jià)天然氣，因此它會(huì)在電力領(lǐng)域扮演更重要的角色。

3、核電發(fā)展平緩，提供19%的電力

有五座在建核電站。

這張圖是全美所有的核電廠：

現(xiàn)在一共有62家核電廠在運(yùn)行，包括了100座反應(yīng)堆。這些反應(yīng)堆供給全美19%的電力，且不排放任何溫室氣體。

近年來(lái)，在廉價(jià)天然氣和風(fēng)能的競(jìng)爭(zhēng)壓力下，加上不斷上漲的維護(hù)費(fèi)用，一些反應(yīng)堆開(kāi)始關(guān)閉。與此同時(shí)，許多核能運(yùn)營(yíng)商榨取現(xiàn)有反應(yīng)堆的剩余價(jià)值提高發(fā)電量（被稱為“提高額定值”），來(lái)幫助核電維持市場(chǎng)份額。

有五座在建核電站。

現(xiàn)階段幾乎沒(méi)有建設(shè)新的反應(yīng)堆，只有田納西州、喬治亞州和南卡羅來(lái)納州的五座在建。一般而言，核電廠的高成本是一種障礙（這五座反應(yīng)堆都是在公共事業(yè)可以通過(guò)提高利率來(lái)收回成本而高度管制的州內(nèi)建設(shè)的）。

關(guān)鍵問(wèn)題是，現(xiàn)存的核電站未來(lái)會(huì)多快被淘汰。環(huán)保署近期的氣候標(biāo)準(zhǔn)激勵(lì)各州將核電廠保留更長(zhǎng)時(shí)間。

4、水電是最大的可再生能源發(fā)電來(lái)源，占比7%

這張地圖展現(xiàn)了全美水電站分布：

迄今為止，水電是美國(guó)最大的可再生能源發(fā)電來(lái)源。截至2012年，一共有1426座水電站，供給了全美7%的電力。

但不是所有水電站都是平衡發(fā)展的。西部大量的水電站供給不成比例的電量，華盛頓是Grand Coulee Dam水電站的所在地，提供國(guó)內(nèi)大概三分之一的水電量。但是國(guó)內(nèi)也有很多小水電站發(fā)電量較小。

美國(guó)不太可能再大量建設(shè)更多的水電站，大多數(shù)好位置已經(jīng)被利用了，而且建設(shè)水電站也可能引發(fā)爭(zhēng)議。然而，最近有研究顯示，國(guó)家可以通過(guò)給現(xiàn)存水壩加設(shè)發(fā)電機(jī)來(lái)努力獲得更多的水電。

5、風(fēng)能在中西部和中央大平原迅猛發(fā)展

這里是美國(guó)本土主要風(fēng)電場(chǎng)的示意圖：

風(fēng)能發(fā)展迅速，盡管起點(diǎn)較低。2008年，風(fēng)電只占全國(guó)發(fā)電總量的1%左右，2012年上漲至3.6%，并且在2013年達(dá)到4.1%。

快速發(fā)展的兩大原因如下：聯(lián)邦政府提供稅收抵免和補(bǔ)貼（2009年經(jīng)濟(jì)刺激計(jì)劃的大力促進(jìn)）；還有現(xiàn)在各州相關(guān)法律要求公共事業(yè)中必須有一定比例的電力來(lái)自可再生能源（值得注意的是東南部例外）。

聯(lián)邦政府可能會(huì)撤銷一部分支持政策，未來(lái)國(guó)會(huì)是否會(huì)更新對(duì)風(fēng)能的稅收抵免還不明朗。然而，近年來(lái)風(fēng)能利用成本大幅下降，一些分析師預(yù)計(jì)在中西部和中央大平原風(fēng)電還會(huì)繼續(xù)壯大（盡管速度變慢）。

6、太陽(yáng)能發(fā)展迅速，盡管相對(duì)弱小

下圖展現(xiàn)了國(guó)內(nèi)大型太陽(yáng)能發(fā)電站的分布（并沒(méi)有標(biāo)出每個(gè)新建屋頂太陽(yáng)能面板系統(tǒng)）：

太陽(yáng)能在美國(guó)能源系統(tǒng)中還是占有一定比例，2012年供應(yīng)了約0.11%的電力。

另一方面，太陽(yáng)能電池板價(jià)格正直線下降。確實(shí)一些公共公司擔(dān)心越來(lái)越多的人在屋頂安裝光伏系統(tǒng)，會(huì)不利于能源銷售。NRG Energy的首席執(zhí)行官David Crane把這種趨勢(shì)稱之為“對(duì)現(xiàn)有公共系統(tǒng)的致命威脅”。

7、所有發(fā)電廠都需要大量輸電線路

這是美國(guó)本土所有主要輸電線路（345kV或更高壓）的示意圖：

美國(guó)輸電網(wǎng)管理出奇的復(fù)雜，而建立一個(gè)新的輸電網(wǎng)更加困難（如把中央大平原的一家大型風(fēng)電場(chǎng)的電力輸送到人口中心）。

8、煤礦正從阿巴拉契亞轉(zhuǎn)移到西部

阿巴拉契亞的煤礦正在減少。

下圖是美國(guó)所有主要煤礦的示意圖：

單單從這幅圖判斷，會(huì)給人阿巴拉契亞是這個(gè)國(guó)家煤炭中心的印象，但事實(shí)上，情況并非如此。

阿巴拉契亞的煤礦正在減少。

從上世紀(jì)90年代末期開(kāi)始，相比東部，美國(guó)的煤炭資源越來(lái)越多地來(lái)自密西西比西部地區(qū)，尤其是來(lái)自懷俄明州。

原因有很多。西部的煤含硫量更低，這對(duì)于那些嘗試減少二氧化硫排放來(lái)應(yīng)對(duì)污染條例的煤電廠更有利。

還有一些州（如肯塔基和西維吉尼亞），已經(jīng)開(kāi)發(fā)了大部分容易開(kāi)采的煤層，很多地區(qū)的產(chǎn)量也正在減少。

如果環(huán)保署新頒發(fā)的氣候條款導(dǎo)致了煤電減少，煤炭生產(chǎn)未來(lái)會(huì)遭受打擊。一些來(lái)自懷俄明州和其他地區(qū)的煤炭可能要開(kāi)始面向出口，盡管這更難預(yù)測(cè)。

9、美國(guó)石油自給率為60%

這張圖標(biāo)明了48個(gè)州內(nèi)的每個(gè)油井（盡管沒(méi)有標(biāo)出來(lái)，阿拉斯加還有很多油井）：

值得注意的是美國(guó)石油生產(chǎn)正在發(fā)展壯大，并且速度很快。

截至2013年11月，美國(guó)每天生產(chǎn)780萬(wàn)桶原油，是近25年來(lái)的最高產(chǎn)量。石油生產(chǎn)預(yù)計(jì)還會(huì)繼續(xù)增加，直到2019年達(dá)到日產(chǎn)960萬(wàn)桶的峰值。

為什么會(huì)增產(chǎn)呢？新型水力壓裂和水平鉆井技術(shù)使得石油公司能從頁(yè)巖和其他更難開(kāi)采的構(gòu)造中提取更多石油。海上鉆井技術(shù)的進(jìn)步也是部分原因。

這還意味著美國(guó)石油的進(jìn)口在逐步縮減。2012年，美國(guó)使用的石油約40%依賴于進(jìn)口。由于國(guó)內(nèi)生產(chǎn)發(fā)展和對(duì)石油消費(fèi)的降低（美國(guó)經(jīng)濟(jì)利用石油更加高效，而且增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)減緩），未來(lái)幾十年，這一比例應(yīng)該會(huì)繼續(xù)縮減。

10、石油首先應(yīng)該輸往煉油廠再投入使用

這張圖標(biāo)明了把石油輸往煉油廠（圖中的方塊）的管道，這把石油轉(zhuǎn)變成汽油和其他燃料，能直接用于汽車、飛機(jī)等等：

這張圖也能幫助揭示很多當(dāng)代能源爭(zhēng)端比如，很多石油是從加拿大阿爾伯塔的油砂中開(kāi)采的，但是卻沒(méi)有足夠的管道（或鐵路）來(lái)把原油輸往煉油廠。

這就是石油公司想建設(shè)Keystone XL管道線，把原油輸往德克薩斯州煉油廠的原因。

石油公司還認(rèn)為，德克薩斯州沒(méi)有足夠的煉油能力來(lái)滿足北達(dá)科他州和其他地方近期迅猛增長(zhǎng)的產(chǎn)量需求。

11、頁(yè)巖急速發(fā)展顛覆美國(guó)能源圖景

有超過(guò)63000個(gè)頁(yè)巖油氣井。

這張圖展現(xiàn)了油氣頁(yè)巖層（棕色）和致密地層（藍(lán)色）

新型水力壓裂和水平鉆井技術(shù)的發(fā)展使得這些資源變得可用。國(guó)內(nèi)現(xiàn)存超過(guò)63000個(gè)頁(yè)巖油氣井。大部分開(kāi)采活動(dòng)集中在東部德克薩斯州、北達(dá)科他州、路易斯安那州和Marcellus頁(yè)巖區(qū)。

有超過(guò)63000個(gè)頁(yè)巖油氣井。

頁(yè)巖的快速發(fā)展重塑了美國(guó)能源圖景。國(guó)內(nèi)的油氣生產(chǎn)大幅增長(zhǎng)，導(dǎo)致了能源價(jià)格降低和進(jìn)口依賴度減少。

開(kāi)發(fā)頁(yè)巖的支持者多次表示，水力壓裂技術(shù)能夠創(chuàng)造工作機(jī)會(huì)，促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展和通過(guò)減少化石燃料使用來(lái)幫助減緩全球變暖。

反對(duì)者卻認(rèn)為，這個(gè)行業(yè)監(jiān)管較少，對(duì)于全球變暖的益處言過(guò)其實(shí)，而且水力壓裂技術(shù)會(huì)增加國(guó)內(nèi)空氣和水污染。

12、美國(guó)人均年能源花費(fèi)

最后一張圖奉送給大家的是美國(guó)各州人均年能源花費(fèi)圖。美國(guó)2012年的人均年耗能3052美元。

（本文編譯自：11 maps that explain the US energy system。本文版權(quán)屬于核能研究展望NPRV）

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