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【回顧】美國電力行業(yè)2005-2020碳排放：當初的預測與實際結果對比驚人！
對氣候變化的擔憂正促使美國越來越多的州、公用事業(yè)公司和企業(yè)制定電力行業(yè)碳排放零排放的目標。迄今為止，17個州加上華盛頓特區(qū)和波多黎各已經(jīng)通過法律或行政命令，在未來幾十年內(nèi)實現(xiàn)100%無碳電力。此外，46家美國公用事業(yè)公司承諾不遲于2050年實現(xiàn)凈零碳排放。總的來說，這些目標覆蓋了大約一半的美國人口和經(jīng)濟。看上去是雄心勃勃的目標，但重新審視過去15年來的美國電力行業(yè)的碳排放，可以發(fā)現(xiàn)大幅減排是可能的。
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美國能源部勞倫斯伯克利國家實驗室（Berkeley Lab）的最新研究分析了歷史數(shù)據(jù)，以檢驗美國電力部門在減排方面已經(jīng)取得了多大進展。這項名為“邁向無碳能源領域的進展”（Halfway to Zero: Progress towards a Carbon-Free Power Sector）的研究回顧了美國能源信息署（EIA）在2005年對2020年美國電力部門碳排放的預測。
按照當時的預測，從2005年到2020年，美國電力部門的二氧化碳年排放量將從24億噸上升到30億噸。但是，2020年的實際排放量降至14.5億噸，電力行業(yè)的排放量削減了52%。可以說，美國的凈零排放之路已經(jīng)走了一半。
這項研究確定了過去15年推動美國電力行業(yè)碳排放降低的主要因素。2020年的電力需求總量與2005年幾乎完全相同，比15年前的預測低了24%。需求下降的部分原因是部門和經(jīng)濟結構的變化，但同時也是政策和技術進步推動了能源效率的提高。
研究人員發(fā)現(xiàn)，風能和太陽能發(fā)電的表現(xiàn)大大超過預期，2020年的發(fā)電量是預期的13倍。這也是技術進步以及州和聯(lián)邦政策的結果，因為新的風能和太陽能技術價格大幅度下跌。研究發(fā)現(xiàn)，從煤炭轉向天然氣發(fā)電對降低碳排放起到了很大作用。在頁巖氣革命和天然氣低價的推動下，天然氣發(fā)電量迅速增長。
研究人員還發(fā)現(xiàn)，過去15年的變化還有許多其他的經(jīng)濟和環(huán)境效益。例如，2020年消費者的電費總額比當初的預測低18%，每年可節(jié)省860億美元。根據(jù)這項研究，硫和氮排放量的減少導致了較低的健康影響，如呼吸道疾病，過早死亡人數(shù)從每年38000人下降到3100人。研究還發(fā)現(xiàn)，雖然就業(yè)模式隨著電力行業(yè)的變化而變化，但電力供應所支持的就業(yè)崗位卻比先前預測的情況多出20萬個。
回顧過去這段歷史表明，在15年的時間跨度內(nèi)排放量可能會發(fā)生巨大變化。但研究指出，這并不能保證未來15年也會出現(xiàn)類似幅度的進展。鑒于風能、太陽能和電池技術的進步，這些資源可能在近期內(nèi)對電力行業(yè)的進一步脫碳起到重要作用。根據(jù)這項研究，接近零碳電力部門目標所需的容量中有很大一部分已經(jīng)在開發(fā)進程中：約660吉瓦的風能和太陽能已要求接入電網(wǎng)，超過接近零碳電力部門目標所需容量的一半。
未來面臨的一個主要的挑戰(zhàn)是如何確保在風不吹，陽光不照時保證可靠的電力供應，這就需要進一步研究、開發(fā)和示范可以解決這一問題技術，例如長時間儲能、氫或合成燃料、生物能源、生物質發(fā)電，以及碳捕獲、核能、地熱能和太陽能蓄熱。