Основным источником электричества: (1)Основным источником электричества для всего мира стали ископаемые виды топлива.

Электроэнергетическую систему США часто называют самой большой машиной в мире. Он также невероятно разнообразен, отражая политические предпочтения, потребности и доступные природные ресурсы каждого государства.

Carbon Brief нанесла на интерактивную карту (вверху) национальные электростанции, чтобы показать, как и где в США вырабатывается электричество.

Несколько ключевых сообщений можно почерпнуть из карты и связанных интерактивных данных ниже:

• Электроэнергетическая система США стремительно менялась за последнее десятилетие.
• Это отражает не только федеральную политику, но также технологии, географию, рынки и требования штатов.
• Средней угольной электростанции в США 40 лет, и она работает вдвое дольше. Около 15% людей старше 50 лет, тогда как средний возраст выхода на пенсию составляет 52 года.
• Запланированные новые электростанции будут почти исключительно газовыми, ветровыми или солнечными.

Чтение карты

Снабжение электроэнергией домов, предприятий и промышленности страны — это почти уникально сложное предприятие. На данный момент электроэнергия либо дорога, либо неудобно хранить, а это означает, что спрос и предложение должны быть сбалансированы в режиме реального времени. Также легче генерировать 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 электрические системы в пределах своих границ.

Нанесение на карту электроэнергетической системы США дает наглядное подтверждение того, насколько важны эти факторы. Почему, например, солнечная энергия так распространена в Северной Каролине? Или уголь в Западной Вирджинии?

Вы можете использовать интерактивную карту Carbon Brief, приведенную выше, чтобы просмотреть все электростанции в США и их относительные мощности по выработке электроэнергии, которые пропорциональны размеру пузырей.Динамическая диаграмма на боковой панели суммирует структуру распределения мощностей. (См. Примечания ниже, чтобы получить полную информацию о том, как была создана карта.)

Глоссарий

Коэффициент нагрузки: Мера средней мощности электростанции относительно ее установленной мощности. Это зависит от технических и экономических факторов. Для отдельных газовых, угольных или атомных электростанций коэффициент нагрузки теоретически может превышать 90%. Однако средние показатели по всему флоту Великобритании намного ниже.Диапазон средних коэффициентов загрузки парка в 2010–2014 гг. Составлял 28–62% для газа, 40–57% для угля и 65–74% для атомной энергетики. Диапазон ставок для парка возобновляемых источников энергии в Великобритании составлял 10-11% для солнечной энергии, 22-28% для наземных и 30-38% для морских ветроэнергетических установок. Новые ветряные электростанции, как правило, имеют более крупные турбины, особенно на шельфе, и, как ожидается, будут иметь коэффициент нагрузки до 48%.

Важно отметить, что приведенная ниже карта и соответствующие диаграммы основаны на генерирующих мощностях. Электроэнергия, вырабатываемая каждый год каждым блоком, зависит от его коэффициента нагрузки. Ветер США имеет коэффициент нагрузки около 35%, а солнечный — около 27%. Это более низкие коэффициенты нагрузки, чем для ядерной энергетики, около 90%. Теоретически уголь и газ могут иметь одинаковые высокие коэффициенты нагрузки, но на практике оба они составляют около 50% в США.(См. Ниже данные о производстве электроэнергии.)

Вернувшись к карте, вы можете придерживаться ночного фона по умолчанию или переключиться на дневные спутниковые изображения, чтобы увидеть электростанции крупным планом и в контексте их окружения. Ночной спутниковый снимок показывает сетку относительно городов, освещающих 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.Есть фильтр для источников с высоким содержанием углерода, в том числе угля, нефти и газа. В категории «низкоуглеродные» вы найдете атомную энергию и возобновляемые источники энергии.

Угольные предприятия преобладают в горнодобывающих регионах бассейна Паудер-Ривер и Аппалачей. Газ почти повсеместен, но особенно распространен вблизи крупных газовых месторождений, таких как Мексиканский залив. Ядерная промышленность сосредоточена в густонаселенных штатах Востока и Среднего Запада.

Одна географическая особенность заключается в том, что крупные тепловые электростанции часто группируются вдоль государственных границ.Это потому, что им нужна вода для охлаждения, поступающая из рек, обозначающих границы штатов.

Огромные плотины поставляют большую часть энергии на северо-запад Тихого океана. Ветер концентрируется в центральной части Великих равнин, тогда как солнечная энергия процветает там, где государственная политика поддерживает его 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, поскольку за последнее десятилетие она сильно изменилась.Тысячи старых установок были выведены из эксплуатации из-за старости на фоне потрясенных революцией сланцевого газа рынков и изменения политики штата и федерального правительства.

Поскольку сотни старых угольных и нефтяных установок были выведены из эксплуатации, ветряные и солнечные технологии достигли совершеннолетия, и по всей стране возникли тысячи объектов. Тем не менее, уголь, наряду с растущим газовым парком, по-прежнему обеспечивает большую часть электроэнергии в стране.

Углерод Краткий анализ данных Управления энергетической информации США (EIA) показывает, что 501 угольная установка была закрыта за последние 10 лет, а 45 открылись.(Каждая электростанция может состоять из нескольких блоков, которые могут использовать разные виды топлива).

В целом количество угольных единиц упало на 35% (черные линии на графиках ниже). Поскольку старые электростанции были меньше, мощность угля снизилась только на 11% (36 гигаватт, ГВт). То же самое и с нефтью: 757 единиц выведены из эксплуатации, 385 открыты, а чистая мощность упала на 21% (11 ГВт).

Несмотря на эти выбытия, среднее предприятие по добыче нефти или угля остается старым, а это означает, что многие другие предприятия вынуждены закрыться просто потому, что они старые.Более подробно это рассматривается ниже.

Напротив, 878 в основном небольших газовых установок, выведенных из эксплуатации с 2007 года, были заменены 978 более крупными установками. Это означает, что чистая газовая мощность увеличилась на 9% (44 ГВт).

Между тем, ветряная и солнечная энергия пережили беспрецедентный рост, добавив более 3000 единиц и увеличив чистую мощность в семь раз до 122 ГВт, тем самым превзойдя атомную, гидроэнергетическую и нефтяную.

Вы можете увидеть, как электросеть США выглядела 10 лет назад — в начале 2008 года — на анимированном графике ниже. В частности, обратите внимание на относительное отсутствие ветра и солнца по сравнению с сегодняшним днем.

Электроэнергетические мощности США 10 лет назад и сегодня. Розамунд Пирс для Carbon Brief

Газогенераторная игра

Общая выработка электроэнергии достигла пика в 2007 году и составила 4 165 тераватт-часов (ТВт-ч), после чего резко упала после финансового кризиса.Несмотря на экономический рост и рост населения, он остается ниже пикового уровня 2007 года, во многом благодаря повышению энергоэффективности.

Как и мощность, структура производства электроэнергии также сильно изменилась за последние 10 лет. Пик производства угля пришелся на 2007 год, а за десятилетие он упал на 38% (см. Диаграмму ниже). Впервые в 2016 году его заменили на газ в качестве основного источника электроэнергии в США.

Газ продолжает расти, начавшись задолго до революции сланцевого газа в конце 2000-х годов.(Это обсуждается более подробно ниже). Выработка на жидком топливе снизилась на две трети за 10 лет, а совокупный объем производства всех трех ископаемых видов топлива сейчас на 14% ниже пикового уровня 2007 года.

Между тем ветер и солнце обогнали гидроэлектростанцию, став четвертым по величине источником электроэнергии в США, вырабатывая почти в четыре раза больше, чем десятилетием ранее. Ядерная энергия остается стабильной и по-прежнему вырабатывает немного больше электроэнергии, чем все возобновляемые источники энергии вместе взятые.

Доля ископаемых видов топлива в структуре электроэнергетики США снизилась на 9 процентных пунктов за 10 лет до 64%, что является минимумом для современной эпохи. На источники с низким содержанием углерода приходится 36%, а доля возобновляемых источников энергии удваивается до 17%.

(Обратите внимание, что, хотя доля низкоуглеродных источников находится на рекордно высоком уровне, доля возобновляемых источников энергии в структуре остается немного ниже, чем она была в 1960 году. Это связано с ростом общего спроса на электроэнергию.)

Энергоэффективность, переход с угля на газ и возобновляемые источники энергии вместе объясняют три четверти 14% снижения общих выбросов CO2 в США с 2005 года, согласно предыдущему анализу Carbon Brief. Хотя на производство электроэнергии приходится менее трети общих выбросов в США, в других секторах, таких как теплоэнергетика и транспорт, произошло минимальное сокращение выбросов CO2.

Этот анализ также показал, что выбросы CO2 в электроэнергетике в 2016 году были на 46% ниже, чем они были бы, если бы структура энергопотребления на душу населения и топливный баланс остались прежними.

В результате, краткосрочные изменения, ожидаемые в электроэнергетическом секторе США, в значительной степени определят прогресс страны в выполнении взятых на себя обязательств по Парижскому соглашению об изменении климата.

Флагманский план «Чистая энергия» президента Обамы призван укрепить и расширить траекторию последнего десятилетия. Теперь он находится под угрозой отмены администрацией Трампа.

Это несмотря на то, что, по мнению аналитиков Rhodium Group, США находятся на пути к достижению главной национальной цели плана по сокращению к 2030 году на 32% ниже уровня 2005 года.По данным New York Times, отмена может занять месяцы и может 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 старый возраст, особенно когда средний возраст выхода на пенсию для угольных агрегатов составляет 52 года.Приблизительно 44 ГВт угольных мощностей в США имеют возраст как минимум 50 лет, что эквивалентно 15% от общей мощности, эксплуатируемой сегодня. Еще 109 ГВт (38%) имеют возраст не менее 40 и 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, беседующие с Utility Dive, и «несовместимо со звуком». рыночная экономика », согласно консервативному аналитическому центру R Street Institute.Это позволило бы даже самым старым угольным установкам получать гарантированную доходность от инвестиций, необходимых для того, чтобы оставаться открытыми. Подобно шагу по отмене Плана чистой энергии, эта попытка, вероятно, займет много месяцев и столкнется с юридическими препятствиями).

Возрастное распределение угольных и других электростанций отражено в диаграммах ниже, которые показывают количество новых мощностей, которые строятся или выводятся из эксплуатации каждый год. Графики датируются почти 60 годами, вплоть до 1960 года, хотя обратите внимание, что данные о пенсиях доступны только за 2002 год.

Глядя на верхнюю панель для угля выше, вы можете увидеть, что большинство самых старых электростанций — построенных в 1960-х годах или ранее — уже выведены из эксплуатации.Эти блоки показаны серым цветом.

Вы также можете понять, почему ситуация с углем ухудшилась с 2007 года, когда средний возраст угольной единицы составлял 34 года, потому что было построено меньше новых угольных электростанций, чем выведено из эксплуатации. Однако примерно в 2010 г. наблюдается заметный рост новых мощностей по углю. Как это произошло?

В начале 2000-х, после избрания Джорджа Буша, наблюдался всплеск интереса к строительству новых угольных электростанций. Это было основано на нескольких драйверах, которые дают уроки на будущее.

Во-первых, ожидалось, что администрация будет медленно или совсем не двигаться к ужесточению экологических норм. Фактически были приняты новые правила. Во-вторых, в то время преобладало мнение о том, что сильный экономический рост приведет к значительному увеличению спроса на электроэнергию.

Это, в сочетании с выводом из эксплуатации старой электростанции, означало, что потребуются новые мощности, и поэтому было запланировано около 240 новых угольных станций. Только несколько из них были построены.

Как показано на диаграмме выше, ожидаемая волна отказа от угля действительно прибыла, отчасти из-за старости, отчасти из-за новых правил — в частности, Стандарта по ртути и токсичным веществам в воздухе (MATS), который вступил в силу в 2015 году.

Однако, вопреки ожиданиям, роста спроса не произошло. Одна из причин этого заключается в том, что 30 штатов реализовали 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.

Кроме того, революция в сланцевом газе привела к падению цен на газ (наряду с оптовыми ценами на электроэнергию), а возобновляемые источники энергии росли быстрее, чем ожидалось, уменьшив долю угля и прибыль на рынке с избыточным предложением.

Сегодня теоретически в разработке находятся несколько новых угольных электростанций (см. Диаграмму выше и карту планируемых новых мощностей ниже).

Блок мощностью 320 МВт на генерирующей станции Two Elk в Вайоминге, согласно данным EIA, находится в стадии строительства и должен быть открыт в 2020 году. Он простаивал в течение двух десятилетий, была построена только бетонная площадка, и разрешение на его эксплуатацию было аннулировано.

Разработчик признал себя виновным в мошенничестве с обвинениями в размере более 8 миллионов долларов из федеральных стимулирующих фондов, предназначенных для исследований по улавливанию и хранению углерода, но потраченных на другие расходы, согласно местным СМИ.

Между тем, электростанция «Вашингтон» мощностью 850 МВт в Джорджии, также находящаяся в эксплуатации в течение многих лет, пропустила сроки начала строительства, установленные в ее разрешении. Его планировали открыть в 2022 году, но до сих пор не строят.

Обе схемы «сталкиваются с большими трудностями», сообщает Climatewire в статье, посвященной вопросу о том, построят ли США когда-нибудь еще одну большую угольную электростанцию.

Нет ядерного возрождения

Возвращаясь к диаграмме мощности, приведенной выше, также ясно, почему ядерная энергетика в США будет сокращаться, поскольку почти все действующие в настоящее время реакторы были построены в 1970-х и 1980-х годах.

Расширение ядерной энергетики в этот период сопровождалось новыми правилами безопасности, которые замедлили строительство и повысили затраты, когда они были введены после Три-Майл-Айленда (1979) и Чернобыля (1986).

Это ярко видно на примере АЭС Бар 2 мощностью 1200 МВт в Теннесси, строительство которой началось в 1973 году. Спустя более 40 лет она открылась в октябре 2016 года после очередной задержки в связи с новыми правилами безопасности, введенными после аварии на Фукусиме 2011 года. стихийное бедствие.

Две атомные электростанции все еще находятся в стадии строительства, общей мощностью 4 400 МВт (бледно-розовые на диаграмме выше).Однако после банкротства Westinghouse, фирмы, строившей реакторы, завод VC Summer в Южной Каролине был закрыт в середине строительства. Завод Vogtle в Джорджии, также находящийся под угрозой, получил новые гарантии по федеральным займам на 3,7 миллиарда долларов.

Эти проблемы отражают более широкие проблемы, стоящие перед глобальной ядерной отраслью, 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 согласовали продление 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 прибыльность 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.Пять американских атомных станций были закрыты за последние пять лет, и еще несколько планируют это сделать.

План субсидий Министерства энергетики, в случае его успешной реализации, также может сохранить открытость ядерных мощностей. В качестве альтернативы, большее количество штатов могло бы принять кредиты с нулевым уровнем выбросов, введенные Нью-Йорком и Иллинойсом, чтобы держать атомные электростанции открытыми и способствовать достижению целей штата в области климата.

Болезни роста от газа

Для газовых электростанций разброс по возрастам и мощности на приведенной выше диаграмме отражает долгую историю добычи на суше в США, а также серию всплесков роста, вызванных изменениями на рынках и в технологиях.

Широко доступный газ использовался для выработки электроэнергии в США на протяжении десятилетий. Это контрастирует с энергетической системой Великобритании, где газ стал доступен только после того, как промышленность Северного моря начала развиваться.

В 1960-х годах простые и относительно неэффективные паровые турбины составляли большую часть новых газовых мощностей. В 1970-х годах начали строиться парогазовые установки, использующие отходящее тепло для повышения эффективности. Вы можете увидеть своего рода «s-образную кривую» внедрения технологий на диаграмме ниже.

Однако строительство новых газовых мощностей прекратилось после нефтяных потрясений на Ближнем Востоке в конце 1970-х годов, когда цены на газ выросли, пиковая цена на нефть (и газ) стала очень большой, и были введены правила для резервирования газа для наиболее ценных видов использования, а не включая производство электроэнергии.

Газовая энергетика вернулась в конце 1980-х, когда ее использование было дерегулировано, когда строилась смесь небольшого комбинированного цикла и электростанции с пиковым газом. Но в 2000 году произошло нечто замечательное. В течение пяти лет в США было построено около 216 ГВт генерирующих мощностей, работающих на газе, из которых две трети были крупными блоками с комбинированным циклом.

Новые технологии сформировали газовые мощности в США pic.twitter.com/7lAxuSyo8I

— Саймон Эванс (@DrSimEvans) 10 октября 2017 г.

Этот рост новых газовых мощностей был вызван появлением новых участников на дерегулируемых рынках электроэнергии, число которых увеличивалось в конце 1990-х — начале 2000-х годов.Газовые заводы относительно дешевы в строительстве и предлагают быструю окупаемость. (Скандал с Enron в Калифорнии — еще один симптом этого периода).

Эти новые участники также преследовали новый спрос на электроэнергию, который, как отмечалось выше, оказался иллюзорным. Что еще хуже, низкие цены на газ сменились повышением, которое выросло в 2008 году и привело к тому, что многие из них вышли из бизнеса. Это также означало, что производство газа росло очень медленно.

Когда цены упали, в результате глобального финансового кризиса и революции сланцевого газа, эти огромные и недостаточно используемые мощности по выработке газа были готовы к тому, чтобы отнять долю рынка у угля.

Сегодня баланс между производством газа и угля зависит от цен на газ, поэтому в первой половине 2017 года производство угля выросло, а объем газа упал. крышка этого ценового диапазона.

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 связывает США с продолжением использования ископаемого топлива.

Действительно, как показано на карте ниже, львиная доля планируемых новых мощностей в США приходится на газ.

Из 114 ГВт запланированной мощности коммунальных предприятий, перечисленных EIA, 63% приходится на газ, 10% солнечная энергия и 20% ветряная энергия. Четверть газовых проектов находится в Техасе, а еще пятая — в Пенсильвании. Обратите внимание, что это исключает маломасштабные проекты мощностью менее 1 МВт и поэтому, вероятно, недооценивает солнечную энергию, как обсуждается ниже.

Портфели возобновляемых источников энергии

В развитии потенциала возобновляемых источников энергии в США был ряд этапов, показанных на диаграмме выше в голубых (гидро), зеленых (ветер) и желтых (солнечные) столбцах.

1960-е и 1970-е годы стали кульминацией так называемого периода «большой плотины», когда на основных 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 — на сегодняшний день обладает наибольшей мощностью среди всех электростанций в США).

После нефтяного кризиса 1970-х годов федеральное правительство начало предоставлять налоговые льготы для ветроэнергетики. Это вызвало «порыв ветра» и строительство ветряных электростанций, таких как перевал Альтамонт в Калифорнии.

(В какой-то момент на этой территории располагались тысячи 100-киловаттных турбин, и она стала полем битвы из-за миграционных маршрутов и смертей птиц, связанных с турбинами. Старые турбины, которые отключались в определенное время года для защиты находящихся под угрозой исчезновения птиц, сейчас демонтируются и заменены меньшим количеством современных устройств мощностью не менее 2000 киловатт каждая. Эти турбинные башни расположены шире, 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 предоставлять фиксированное количество или долю электроэнергии, которую они поставляют из возобновляемых источников энергии. Возможно, удивительно, что именно Айова представила первый RPS со своим Законом о производстве альтернативной энергии 1983 года.

К 2000 году 12 штатов ввели RPS, и это начало отражаться в заметном росте строящихся новых ветроэнергетических мощностей.

Калифорния не применяла RPS до 2002 года, хотя сейчас перед ней стоит одна из наиболее амбициозных целей — 50% возобновляемой электроэнергии к 2030 году.В сентябре сенат Калифорнии провалил попытку пройти стандарт 100% к 2045 году. Это означает, что Гавайи сохраняют самые высокие амбиции — 100% к 2045 году. Всего 29 из 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 повышения эффективности (DSIRE).

На федеральном уровне налоговые льготы для ветровой и солнечной энергии оказали заметное влияние на скорость принятия. Например, в 2013 году налоговые льготы по ветроэнергетике временно истекли, а количество установок упало на 92%.Что касается ветроэнергетики, то эти налоговые льготы со временем будут уменьшаться.

Ряд других государственных и федеральных правил влияет на внедрение возобновляемых источников энергии. К ним относятся правила «чистого измерения», начиная с конца 1990-х годов, которые требовали от коммунальных предприятий покупать электроэнергию в домах с солнечными батареями по розничной цене на электроэнергию.

Net, наряду с инновационными схемами финансирования, внедренными такими компаниями, как Solar City, поддержало широкое и растущее внедрение домашних солнечных систем на крышах домов. Другое, более эзотерическое правило, привело к принятию солнечной энергии в Северной Каролине, несмотря на ее относительно низкую инсоляцию.

Вдобавок ко всему резко упала стоимость ветровой и солнечной энергии. В 2011 году Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) поставила цель, чтобы солнечная энергия стала 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 Беркли, расходы на ветер также резко снизились. По данным Bloomberg New Energy Finance, лучшие береговые ветряные электростанции сейчас дешевле газа на мегаватт-час нового поколения, а в начале 2020-х годов к ним подключится солнечная энергия.

Взгляд в будущее

Нынешняя администрация надеется сдержать волну перемен, захлестнувшую карту электроэнергетических мощностей США. Но изменения, которые уже произошли за последнее десятилетие, были вызваны многими факторами, только одним из которых является федеральное правительство.

штата обладают широкими полномочиями влиять на структуру электроэнергии в пределах своих границ — и многие из них объединились в Климатический альянс США, стремясь достичь климатических целей США, несмотря на Трампа.

Примечательно, что угольные станции в стране старые и стареют. Их средний возраст в 40 лет — 44 ГВт старше 50 — указывает на дальнейшие изменения в будущем. EIA перечисляет 20 ГВт угля как планируемые к выбытию, в то время как другие, такие как экологическая неправительственная организация CoalSwarm, оценивают цифру в 48 ГВт к 2030 году.

Как сказал Bloomberg в июне один из руководителей энергетики: «Администрация не может превратить угольную электростанцию, которой уже 70 лет, в угольную станцию, которой уже 20 лет». Более того, администрация Трампа может потерпеть неудачу в своих попытках повернуть время вспять в электроэнергетической системе.

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 из Vox в статье, в которой сравниваются усилия с продолжающейся отменой здравоохранения. фиаско.

Даже если это удастся, это может быть снова отменено последующей администрацией. Для коммунальных предприятий, решающих, куда вложить свои деньги в следующие несколько десятилетий, эта неопределенность вряд ли будет благоприятствовать инвестициям в уголь, который сталкивается с наибольшими рисками со стороны климатического законодательства.

Это помогает объяснить, почему 35% планируемых новых мощностей составляют низкоуглеродистые, а еще 63% — газ.

Банкноты

Карта основана на данных, опубликованных Управлением энергетической информации США в июле 2017 года и содержащих данные до мая 2017 года. Эти данные включают только электростанции с общей мощностью 1 мегаватт (МВт) или выше, в том числе там, где расположены несколько небольших энергоблоков. на одном сайте.

Данные охватывают в общей сложности 1183 гигаватт (ГВт), из которых 26 ГВт в настоящее время не обслуживаются или используются только для резервного копирования.Это «паспортная мощность» заводов. EIA также перечисляет «чистую летнюю» и «чистую зимнюю» мощность, которые учитывают доступность растений в эти сезоны.

EIA перечисляет заводы с использованием подробного набора 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 единицы были агрегированы, если у них был общий «идентификатор завода» и один и тот же тип технологии. Например, на карте есть три пузыря для завода Барри в Алабаме: один для угля, один для комбинированного цикла газа и один для пикового газа

Для объектов с несколькими единицами мощность — это общая сумма, а «год открытия» — это диапазон от первой до последней открываемой единицы.

Размеры пузырьков лишь приблизительно пропорциональны мощности установки в МВт. Существует восемь размеров пузырьков, каждый из которых представляет диапазон емкости, с пороговыми значениями, когда емкость увеличивается вдвое. Это означает, что нет прямой зависимости между площадью или диаметром пузырьков и вместимостью площадки.

Помимо конкретных участков мощностью более 1 МВт, на карте показана общая мощность малых солнечных батарей в каждом штате, взятая из второго набора данных EIA. Опять же, эти данные актуальны до мая 2017 года.Общая пропускная способность каждого штата показана с центром в географическом центре штата. Обратите внимание, что эти мелкомасштабные солнечные фигуры являются приблизительными.

Карта плановой мощности включает все участки, перечисленные в данных ОВОС. При этом не учитываются небольшие участки мощностью менее 1 МВт, что особенно важно для солнечной энергии. Он также исключает несколько объектов, перечисленных без данных о местоположении, включая 450 МВт ветровой мощности, 260 МВт газа и 1,2 МВт гидроэнергетики.

Карта пропускной способности на начало 2008 г. представляет собой совокупность данных, объединяющих данные о действующих в настоящее время и ранее выведенных из эксплуатации объектах, которые уже были открыты в то время.Он исключает участки мощностью менее 1 МВт, как и карта выведенных из эксплуатации мощностей, основанная на тех же данных EIA.

Данные о производстве электроэнергии взяты из Ежегодного энергетического обзора EIA за 2012 год для данных до 2007 года и из Ежемесячного отчета по электроэнергии за сентябрь 2017 года для данных по июль 2017 года. Обратите внимание, что до 1989 года 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 ядерной энергии.

, показанные как 2017 год, охватывают последние 12 месяцев, по июль 2017 года на момент написания.«Прочие» включает не поддающиеся биологическому разложению городские отходы, отработанные шины и отработанные газы, образующиеся в промышленных процессах. «Нефть» включает жидкие углеводороды и нефтяной кокс.

Линии публикации из этой истории

Производство электроэнергии | Энергия Великобритании

В Великобритании электричество вырабатывается разными способами. Важно иметь разные источники топлива и разные технологии для выработки электроэнергии, чтобы у нас было постоянное снабжение и не было чрезмерной зависимости от одного типа выработки электроэнергии.Различные типы энергии и количество производимой ими электроэнергии перечислены ниже:

Ископаемое топливо

Большая часть электроэнергии в Великобритании производится за счет сжигания ископаемого топлива, в основном природного газа (42% в 2016 году) и угля (9% в 2016 году). Очень небольшое количество производится за счет других видов топлива (3,1% в 2016 году). Объем электроэнергии, вырабатываемой угольными и газовыми электростанциями, меняется каждый год, с некоторым переключением между ними в зависимости от цен на топливо.

Ядерная

21% нашей электроэнергии вырабатывается в ядерных реакторах, в которых атомы урана расщепляются для получения тепла с помощью процесса, известного как деление.Атомные электростанции Великобритании будут постепенно закрываться в течение следующего десятилетия или около того, и ожидается, что все, кроме одной, прекратят работу к 2035 году. Несколько компаний планируют построить реакторы нового поколения, первый из которых может быть запущен к 2018 году.

Возобновляемая энергия

Возобновляемые источники энергии используют природную энергию для производства электроэнергии. Источники топлива включают ветер, волны, море, воду, биомассу и солнечную энергию. На его долю приходилось 24,5% электроэнергии, произведенной в 2016 году, и эта цифра будет расти, поскольку Великобритания стремится к достижению цели ЕС по выработке 30% своей электроэнергии из возобновляемых источников к 2020 году.

Импорт

Электросеть Великобритании подключена к системам во Франции, Нидерландах и Ирландии с помощью кабелей, называемых соединителями. Великобритания использует их для импорта или экспорта электроэнергии, когда это наиболее экономично. В 2015 году Великобритания была нетто-импортером из Франции и Нидерландов с чистым импортом 13,8 ТВтч и 8,0 ТВтч соответственно, что составило 5,8% электроэнергии, поставленной в 2015 году. Общий чистый экспорт в Ирландию составил 0,9 ТВтч.

Дополнительная информация

Смесь ресурсов

Обеспечение ресурсами с низкими выбросами большей части электроэнергии в регионе

В 2020 году производство электроэнергии в регионе производилось на природном газе, ядерной энергии, других источниках с низким или нулевым уровнем выбросов и импортированной электроэнергии (в основном гидроэнергетика из Восточной Канады).

Когда оптовые рынки открылись для конкуренции, частные компании инвестировали миллиарды долларов в развитие электростанций, работающих на природном газе, потому что они использовали передовые технологии, которые позволили им работать эффективно; были относительно недорогими в строительстве, размещении и подключении; а их более низкие выбросы углерода по сравнению с углем и нефтью помогли региону соответствовать государственной экологической политике. По мере того, как близлежащий сланцевый газ превратился в недорогой и изобильный топливный ресурс в период 2008 года, генераторы природного газа стали основным ресурсом для Новой Англии, год за годом становясь крупнейшим видом ресурса на рынке.Почти половина генерирующих мощностей региона использует природный газ в качестве основного топлива (около 15 000 МВт), а электростанции, работающие на природном газе, производят около 40% электроэнергии, потребляемой сетью в год.

Рынки реагируют на изменения: ресурсы на пути выхода

Напротив, стареющие угольные, мазутные и атомные электростанции закрываются в основном потому, что их эксплуатационные расходы, затраты на топливо и соблюдение экологических требований делают их слишком дорогими для конкуренции с более дешевыми ресурсами.С 2013 года около 7000 МВт, в основном угля, нефти и атомной энергетики, вышли на пенсию или объявили о своих планах выхода на пенсию в ближайшие годы. Еще 5000 МВт нефти и угля, которые сейчас работают только во время пикового спроса или периодов ограничений газопровода, скорее всего, скоро будут выведены из эксплуатации. (Два оставшихся в регионе ядерных объекта с нулевым выбросом углерода, Миллстоун и Сибрук, обеспечивают четверть электроэнергии, потребляемой Новой Англией за год, и будут критически важными компонентами надежной сети экологически чистой энергии, поскольку они не содержат углерода и имеют надежную , местная подача топлива).Конкуренция на рынках вызвала это изменение более быстрыми темпами, чем при традиционной отраслевой модели. На оптовых рынках риски неэкономичных инвестиций несут частные компании, а не коммунальные предприятия и их клиенты. Потребители извлекли выгоду из этого наименее затратного сочетания ресурсов, созданного за счет конкурентных рынков.

Известные выходы:

• Станция Брайтон-Пойнт (1535 МВт из нефти и угля)
• Портовая станция Салема (749 МВт из нефти и угля)
• Атомная станция «Пилигрим» (677 МВт от атомной энергетики)
• Вермонт Янки (604 МВт от атомной энергетики)
• Гавань Бриджпорт (564 МВт из угля)
• Станция гавани Норуолк (342 МВт из нефти)
• Станция Маунт-Том (143 МВт из угля)

Атомные, нефтяные и угольные генераторы критически важны в самые холодные зимние дни, когда поставки природного газа ограничены (как показано ниже).Угольные и нефтяные ресурсы также вносят ценный вклад в самые жаркие летние дни, когда спрос очень высок или основные ресурсы недоступны. По мере того, как все более и более традиционная тепловая генерация, которая хранит топливо на месте, выходит из эксплуатации, система все чаще состоит из генерирующих мощностей, которые работают на источниках энергии точно в срок: природный газ (из трубопроводов и поставки СПГ), энергия ветра и солнца. .

Из-за ограниченных возможностей для хранения природного газа большинство газовых электростанций полагаются на топливо, доставляемое точно в срок в Новую Англию по межгосударственным трубопроводам.Однако инфраструктура межгосударственных трубопроводов за последние несколько десятилетий расширилась лишь постепенно, несмотря на то, что зависимость от природного газа для отопления домов и выработки электроэнергии значительно выросла. В холодную погоду большая часть природного газа используется для отопления жилых, коммерческих и промышленных помещений. В результате мы обнаружили, что в суровую зимнюю погоду многие электростанции в Новой Англии не могут получать топливо для выработки электроэнергии. Сжиженный природный газ (СПГ), доставляемый в Новую Англию морским транспортом из-за границы, может помочь восполнить этот пробел, но возможности хранения и отправки СПГ в регионах ограничены, а его своевременность зависит от долгосрочных прогнозов погоды, цен на мировом рынке и других факторов. логистические проблемы.

Зима также создает наибольшие проблемы для солнечной энергии в Новой Англии из-за снега, облаков и сокращенного светового дня. Кроме того, укороченные зимние дни означают, что потребители потребляют больше всего электроэнергии после захода солнца, и поэтому солнечная энергия не снижает пикового зимнего спроса. В то время как оффшорный ветер наиболее продуктивен зимой, зимние штормы, ограничивающие солнечную энергию, также могут значительно ограничить выработку ветровой энергии. Этот тип изменчивости представляет собой понятную проблему в достижении целей декарбонизации государства за счет использования более мощных возобновляемых, зависящих от погоды технологий, а также создает новые технические проблемы для надежности энергосистемы.

Энергетический микс завтрашнего дня: ресурсы на пути IN

Все шесть штатов Новой Англии имеют стандарты возобновляемой энергии, которые требуют от поставщиков электроэнергии предоставлять потребителям увеличивающийся процент возобновляемой энергии для удовлетворения требований штата.

Штаты Новой Англии также продвигают сокращение выбросов парниковых газов (ПГ) для каждого штата и на региональном уровне посредством сочетания законодательных мандатов и амбициозных целей.

С приближением крайних сроков штаты стремятся к более быстрому преобразованию энергосистемы на возобновляемые источники энергии и к электрификации экономики в целом. Поскольку крупномасштабные возобновляемые ресурсы обычно имеют более высокие первоначальные капитальные затраты и другие возможности финансирования, чем более традиционные ресурсы, им трудно конкурировать на оптовых рынках. Поэтому штаты Новой Англии на разных уровнях и с разной скоростью продвигают разработку конкретных экологически чистых источников энергии для достижения целей своей государственной политики.

Некоторые штаты установили государственную политику, которая предписывает электроэнергетическим компаниям заключать финансируемые плательщиками долгосрочные контракты на крупномасштабную безуглеродную энергию, которая покроет большую часть, если не все, затрат на ресурсы. Долгосрочные контракты несут в себе риск, учитывая быстрое развитие и снижение затрат на новые технологии, и этот риск неокупаемых затрат перекладывается на потребителей. Поскольку политики стремятся перевести секторы транспорта и отопления на безуглеродную электроэнергию для полного достижения климатических целей, ожидается, что эта тенденция государственной политики сохранится.

Штаты ускоряют закупку возобновляемой энергии

Примечание: МВт на паспортной табличке может быть выше, чем МВт, указанная на заявленном форвардном рынке мощности.

Разработчики экологически чистых источников энергии пользуются государственными льготами, снижением затрат на технологии и доходами от оптовых рынков. Около 95% ресурсов, предлагаемых в настоящее время для региона, представляют собой сетевые ветровые, солнечные и аккумуляторные проекты. По состоянию на февраль 2021 года в очереди на подключение генераторов ISO было предложено около 24 420 МВт.

Ветровая энергия доминирует в предложениях по новым ресурсам. ISO В Новой Англии изучается более 15 000 МВт ветровых сетей, что на сегодняшний день является крупнейшей группой ресурсов, стремящихся подключиться к электросети региона (по состоянию на февраль 2021 года). Побережье Новой Англии предлагает отличные условия для оффшорного ветра, и около 14 900 МВт предлагаемой ветровой энергии расположено у берегов Массачусетса, Род-Айленда и Коннектикута, при этом большая часть остальных находится на суше в штате Мэн. В 2016 году ветряные турбины ветряной электростанции на острове Блок начали подавать электроэнергию в электрическую сеть, что сделало проект мощностью 30 МВт первой оффшорной ветроэлектростанцией в Соединенных Штатах.Узнайте больше о передаче, необходимой для поддержки гибридной сети.

Солнечная энергия теперь занимает второе место в очереди запросов на подключение по ISO, обогнав природный газ. Большая часть солнечной энергии в Новой Англии подключена к местным распределительным сетям или «за счетчиком» непосредственно на объектах розничных клиентов. Поскольку такие проекты не следуют процессу присоединения ISO, они не отражаются в приведенных выше номерах очереди ISO. Однако ИСО необходимо отслеживать рост солнечной энергетики в регионе для целей прогнозирования и планирования, поскольку это снижает спрос на энергосистему; По состоянию на конец 2020 года в регионе насчитывалось около 200 000 солнечных электростанций, общая мощность которых составляла приблизительно 4 000 МВт.Фактически, в Новой Англии 2 мая 2020 года произошло историческое падение спроса в полдень из-за рекордно высокой выработки солнечной энергии. Солнечная энергия за счетчиком снизила потребность в энергосистеме более чем на 3200 МВт, что подчеркивает необходимость лидирующих усилий ИСО в области прогнозирования долгосрочных перспектив. -временной рост солнечной активности в регионе.

Узнайте больше о солнечной энергии в Новой Англии — ее росте, местонахождении и влиянии на систему, а также о том, как ISO решает связанные с этим проблемы.

Накопитель энергии опережает «зарядку» и теперь занимает третье место в очереди запросов на подключение ISO, также опережая природный газ.Более 40 лет Новая Англия пользуется преимуществами двух крупных гидроаккумулирующих установок, которые могут обеспечить мощность почти 2000 МВт в течение 10 минут. Теперь появляются новые технологии хранения, обусловленные технологическим прогрессом, снижением затрат и поддержкой со стороны государства, а также изменениями на рынках, которые позволяют участвовать в хранении. С 2015 года в эксплуатацию было введено около 20 МВт сетевых аккумуляторных аккумуляторов; Почти 3000 МВт автономных проектов по хранению энергии в масштабе сети требуют присоединения (февраль 2021 г.).Совсем недавно на аукционе Forward Capacity Auction 15 на 2024-2025 годы было получено более 630 МВт новых и существующих аккумуляторных батарей. Накопление энергии в масштабе сети и за счетчиком может дать ряд преимуществ:

• Предоставлять сетевым операторам услуги краткосрочной надежности
• Максимизировать отдачу от ветровых и солнечных ресурсов за счет хранения их избыточной энергии
• Отложить модернизацию системы передачи и распределения при стратегическом размещении
• Избавьтесь от пиковых нагрузок во время высоких системных требований
• Обеспечение резервного питания при локальных отключениях электроэнергии
• Разрешить разработку микросетей

Накопитель также потребляет энергию и может не оказывать помощь, когда он исчерпан.Ресурсы для хранения энергии потребляют электроэнергию из энергосистемы или непосредственно из генерирующего ресурса (например, размещенной солнечной или ветряной установки), поскольку они «накапливают» энергию, а затем отправляют ее в сеть в более позднее время. В целом они потребляют больше энергии, чем поставляют, поскольку операции и потери во время преобразования энергии потребляют часть их «инвентаря» накопленной энергии. Если эти ресурсы уже исчерпаны во время аварийной ситуации в системе, они не смогут оказать помощь, а вместо этого будут бездействовать, что сделает их «управление запасами» и оптимизацию ключевыми техническими проблемами для надежности сети.

Кроме того, 2 850 МВт из мер по энергоэффективности (EE) могут снизить спрос на электроэнергию из энергосистемы Новой Англии. Штаты Новой Англии инвестируют миллиарды долларов в программы ЭЭ, которые продвигают использование энергоэффективных приборов и освещения, а также передовых технологий охлаждения и обогрева (около 5,4 миллиарда долларов на программы ЭЭ в 2013–2018 годах и еще 10 долларов.7 миллиардов в период с 2021 по 2029 год). Массачусетс, Род-Айленд, Коннектикут и Вермонт входят в топ-10 штатов США по энергоэффективности согласно рейтингу 2020 года Американского совета по энергоэффективной экономике.

В отличие от EE и PV за счетчиком, которые представляют собой пассивных ресурсов спроса , активных ресурсов спроса (также известных как ресурсы запроса-ответа) могут быть отправлены ISO. Ресурсы реагирования на спрос могут снизить потребление электроэнергии из региональной сети «по запросу», отключив машины (управление нагрузкой), переключившись на локальный генератор (распределенная генерация) или переключившись на накопительное устройство (батареи). .Ресурсы реагирования на спрос обеспечили около 500 МВт общей потребности региона в мощности в 2019 году. И после многолетних усилий по развитию 1 июня 2018 года ИСО Новой Англии стал первым оператором энергосистемы США, развернувшим ресурсы реагирования на спрос как часть процесса распределения энергии и определения резервов наряду с генерирующими ресурсами. Интеграция ресурсов реагирования на спрос непосредственно в оптовый рынок энергии и запасов была долгой, но сложной целью. Активное реагирование на спрос привело к сокращению потребности системы в 26 ГВтч в 2019 году.

Германия: Уголь превосходит ветер в качестве основного источника электроэнергии | Новости | DW

Согласно официальной статистике, опубликованной в понедельник, несмотря на усилия по развитию возобновляемых источников энергии, уголь вытеснил ветряную электростанцию ​​как крупнейший источник энергии в немецкой сети в первые шесть месяцев 2021 года.

Данные поступают в то время, когда Германия стремится ускорить свой уход с угольных электростанций после многих лет растущего давления со стороны климатических экспертов и активистов по поводу зависимости страны от угля и его пагубного воздействия на разжигание климатического кризиса.

Но последние цифры также показывают проблемы, которые стоят перед энергетическим сдвигом в стране.

Что показали данные?

Данные, опубликованные Федеральным статистическим управлением (Destatis), показали, что производство электроэнергии из «традиционных» источников энергии выросло в этом году на 20,9% по сравнению с первой половиной 2020 года.

В целом, традиционные источники энергии, включая уголь , природный газ и атомная энергия — составили 56% от общего объема электроэнергии, подаваемой в сеть Германии в первой половине 2021 года.

Уголь был лидером среди традиционных источников энергии, составляя более 27% электроэнергии Германии.

Доля энергии ветра в электросети, напротив, значительно снизилась по сравнению с предыдущим годом — с 29% до 22%.

Ветер был лидером по производству электроэнергии, но теперь его показатели самые низкие с 2018 года.

Почему возобновляемые источники энергии упали?

Возобновляемые источники энергии в целом упали в первой половине этого года — с ведущих производителей электроэнергии до 44%.

Но что привело к внезапному падению силы ветра? Представители статистики заявили, что отчасти виновата погода.

Отсутствие ветра с января по март этого года резко снизило количество электроэнергии, производимой ветряными турбинами Германии. Напротив, штормовая погода в первых кварталах 2019 и 2020 годов резко увеличила производство электроэнергии.

Германия стремится к тому, чтобы энергия ветра, солнца, биогаза и других возобновляемых источников энергии играла более важную роль, поскольку страна стремится полностью отказаться от ядерной энергетики к 2022 году и угольных электростанций к 2038 году.

RS / WMR (AFP, Reuters)

Обзор | Геонауки Австралия

Надежное снабжение адекватной, чистой, надежной энергией по доступной цене имеет жизненно важное значение для экономического роста и процветания Австралии. К счастью, Австралия богата ископаемыми и возобновляемыми видами топлива. Наши энергоресурсы служат источником энергии для наших домов, автомобилей и промышленности и являются ключевым фактором экономического процветания Австралии. На энергетический сектор Австралии напрямую приходится 5 процентов валовой добавленной стоимости в промышленности; 20 процентов от общей стоимости экспорта; поддерживает широкий спектр обрабатывающих производств; и обеспечивает значительную занятость и инфраструктуру во всех штатах и ​​территориях.Спрос на энергию растет по мере роста экономики и населения Австралии.

На сегодняшний день потребности Австралии в энергии в основном удовлетворяются за счет ископаемого топлива. Обильные и недорогие угольные ресурсы Австралии используются для выработки трех четвертей электроэнергии внутри страны и являются основой самой дешевой электроэнергии в мире. Транспортная система Австралии сильно зависит от нефти, часть которой импортируется. В настоящее время на возобновляемые источники энергии приходится лишь небольшая часть потребления первичной энергии в Австралии (около 5 процентов) и выработки электроэнергии (7 процентов), хотя их использование в последние годы значительно увеличилось.

Оценка энергетических ресурсов Австралии представляет собой всесторонний обзор энергетических ресурсов Австралии, от ископаемого топлива и урана до возобновляемых источников энергии, включая обзор известных и потенциальных ресурсов, технологий добычи и прогнозируемого использования и производства энергии в 2030 году.

Австралия Производство, потребление и экспорт энергии

• Австралия обладает приблизительно 46 процентами ресурсов урана, 6 процентами ресурсов угля и 2 процентами ресурсов природного газа в мире.В отличие от Австралии, у Австралии всего около 0,3% мировых запасов нефти.
• Австралия производит около 2,4% всей мировой энергии и является крупным поставщиком энергии на мировые рынки, экспортируя более трех четвертей своей выработки энергии на сумму около 80 миллиардов австралийских долларов.
• Австралия — крупнейший в мире экспортер угля. На уголь приходится более половины экспорта энергоносителей Австралии. Австралия является одним из крупнейших мировых экспортеров урана и занимает шестое место по объему экспорта сжиженного природного газа (СПГ).Напротив, более половины потребностей Австралии в жидком топливе импортируется.
• Австралия является двадцатым крупнейшим потребителем энергии в мире и пятнадцатым по потреблению энергии на душу населения.
• В потреблении первичной энергии в Австралии преобладают уголь (около 40 процентов), нефть (34 процента) и газ (22 процента). На уголь приходится около 75 процентов выработки электроэнергии в Австралии, за ним следуют газ (16 процентов), гидроэнергетика (5 процентов) и ветер (2 процента).

Данные о производстве и потреблении энергии в Австралии ежегодно публикуются в статистике энергетики Австралии, выпускаемой Австралийским бюро экономики и науки сельского хозяйства и природных ресурсов (ABARES).База данных состоит из подробных исторических статистических данных о потреблении энергии и производстве, собранных из различных источников.

Ресурсы

Обильные высококачественные энергоресурсы Австралии широко распространены по всей стране. Ожидается, что этих ресурсов, за исключением нефти, хватит еще на многие десятилетия, даже при увеличении добычи. Австралия обладает значительной долей мировых запасов урана и угля, а также большими ресурсами обычного и нетрадиционного газа.Австралия также имеет доступ к ряду высококачественных возобновляемых источников энергии, многие из которых еще предстоит освоить.

Невозобновляемые и возобновляемые источники энергии Австралии и их распределение описаны в Оценке энергетических ресурсов Австралии. Geoscience Australia предоставляет ежегодные оценки нефтяных ресурсов Австралии в Нефтегазовых ресурсах Австралии и угля и урана (и других полезных ископаемых) в Выявленных минеральных ресурсах Австралии.

Уголь

Австралия обладает значительными запасами угля, как черного, так и бурого.Наиболее значительные ресурсы каменного угля расположены в бассейнах Боуэн-Сурат (Квинсленд) и Сиднея (Новый Южный Уэльс). Уголь является крупнейшим экспортным товаром Австралии. Ежегодный экспорт теплового и металлургического угля составляет более 40 миллиардов долларов, в основном в Японию, Индию, Европейский Союз, Республику Корея и Тайвань. Экономически подтвержденные ресурсы (EDR) каменного угля достаточны примерно на 90 лет при текущих темпах добычи.

Очень большие запасы бурого угля в Австралии расположены в основном в бассейне реки Гиппсленд в Виктории, где он используется для производства электроэнергии.При нынешних темпах добычи запасы бурого угля остаются почти на 500 лет.

Газ

Австралия также обладает значительными запасами газа, которые включают большие ресурсы традиционного газа, расположенные в основном в бассейнах Карнарвон, Брау и Бонапарт у северо-западного побережья, с меньшими ресурсами в бассейне Гиппсленд на шельфе Виктории и на суше в бассейне Купер-Эроманга на юге. Австралия. МЭД обычного газа адекватны текущим уровням добычи примерно на 60 лет.

Значительные ресурсы газа угольных пластов (CSG) связаны с основными угольными бассейнами Восточной Австралии. Ресурсы CSG быстро увеличиваются за счет геологоразведочных работ, при этом значительные экономические продемонстрированные ресурсы CSG теперь обнаружены в бассейнах Боуэна, Сурата и Сиднея.

Сырая нефть, конденсат и сжиженный нефтяной газ

Ресурсы сырой нефти Австралии, расположенные в основном в бассейнах Карнарвон и Гиппсленд, невелики по мировым стандартам, но подкрепляются значительными ресурсами конденсата и сжиженного нефтяного газа, связанными с основными, в основном, неосвоенными газовыми месторождениями в бассейны Карнарвон, Обзор и Бонапарт у северо-западного побережья Западной Австралии.Ряд осадочных бассейнов еще предстоит оценить. Австралия также обладает значительными запасами горючего сланца, особенно недалеко от Гладстона, Квинсленд, который может обеспечить дополнительное жидкое топливо в случае разработки.

Уран

Австралия обладает более чем одной третью известных мировых экономических ресурсов урана. Разумно гарантированные запасы урана, извлекаемые из Австралии при затратах менее 80 долларов США / кг (эквивалент EDR), оцениваются примерно в 1160тыс.т, что эквивалентно более 130 годам при текущих уровнях добычи.Основные месторождения урана расположены в Южной Австралии, Северной территории и Западной Австралии. Вся продукция идет на экспорт.

Возобновляемые ресурсы

Большая база возобновляемых ресурсов Австралии также широко распространена по всей стране. За исключением гидроэнергетических ресурсов, которые в значительной степени развиты, и энергии ветра, которая быстро растет, крупномасштабное использование возобновляемых ресурсов Австралии сдерживается более высокими затратами на преобразование по сравнению с другими источниками энергии (кроме гидроэнергетики), незрелыми технологиями и длительным сроком эксплуатации. удаленность от рынков и инфраструктуры.

Геотермальная энергия

Австралия обладает большими, но еще недостаточно определенными и количественными ресурсами геотермальной энергии. К ним относятся геотермальные ресурсы типа горячих пород, связанные с погребенными гранитами с высокой теплопроизводительностью, а также геотермальные ресурсы типа горячих осадочных водоносных горизонтов, присутствующие в глубоких водоносных горизонтах в ряде осадочных бассейнов.

Hydro energy

Гидроэнергетические ресурсы Австралии расположены в районах с наибольшим количеством осадков и над уровнем моря, в основном в Новом Южном Уэльсе и Тасмании.Гидроэнергетические ресурсы были разработаны в Австралии на раннем этапе развития и в настоящее время являются крупнейшим источником возобновляемой электроэнергии. Сухой климат в сочетании с высокой скоростью испарения и сильно изменчивым количеством осадков на большей части территории Австралии ограничивает существенное расширение гидроэнергетики.

Энергия ветра

Австралия обладает одними из лучших ресурсов ветровой энергии в мире, главным образом расположенным в западных, юго-западных, южных и юго-восточных прибрежных регионах, но простирающихся на сотни километров вглубь суши и включая горные районы на юго-востоке Австралии. .Технология ветроэнергетики является относительно зрелой, и ветроэнергетика быстро расширяется, чему способствует государственная политика, в частности, цель в области возобновляемых источников энергии. Ожидается, что в ближайшем будущем энергия ветра станет крупнейшим источником возобновляемой электроэнергии в Австралии.

Солнечная энергия

Высокий уровень солнечной радиации на больших территориях обеспечивает Австралию одними из лучших солнечных ресурсов в мире. Лучшие солнечные ресурсы в основном расположены на северо-западе и в центре Австралии, обычно в районах, не имеющих доступа к электросети, и удаленных от крупных населенных пунктов и ключевых энергетических рынков.На сегодняшний день относительно высокие капитальные затраты ограничивают широкое использование ресурсов солнечной энергии, но значительные инвестиции в исследования и разработки направлены на повышение эффективности и рентабельности солнечной энергии, включая развитие солнечных тепловых электростанций.

Энергия океана

Австралия располагает запасами энергии волн мирового класса вдоль западного и южного побережья, особенно в Тасмании. С другой стороны, лучшие приливные ресурсы расположены вдоль северной окраины, особенно на северо-западном побережье Западной Австралии, и в значительной степени удалены от основных центров спроса.В настоящее время большинство технологий океанической энергетики относительно новы и все еще нуждаются в апробации на пилотных и демонстрационных установках.

Биоэнергетика

Биоэнергетика — еще один значительный потенциальный источник энергии в Австралии. Биомасса (органическое вещество) может использоваться для производства электроэнергии и тепла, а также для производства жидкого топлива (биотоплива) для транспорта. В настоящее время в Австралии биоэнергия используется для производства электроэнергии в небольших масштабах и ограничивается жомом (остатками сахарного тростника), древесными отходами и газом со свалок и очистных сооружений.Производится небольшое, но постоянно увеличивающееся количество биотоплива, в основном этанол из побочных продуктов сахара и крахмальные отходы из зерна.

4. Источники энергии

Обучение источникам энергии поддерживается 7 ключевыми понятиями:

4.1. Люди передают энергию из окружающей среды и преобразуют ее в формы, полезные для человеческих усилий. Основными источниками энергии в окружающей среде являются такие виды топлива, как уголь, нефть, природный газ, уран и биомасса. Все виды топлива из первичных источников, кроме биомассы, не являются возобновляемыми.Первичные источники также включают возобновляемые источники, такие как солнечный свет, ветер, движущаяся вода и геотермальная энергия.

4.3 Ископаемые и биотопливо — это органические вещества, содержащие энергию, улавливаемую солнечным светом. Энергия в ископаемых видах топлива, таких как нефть, природный газ и уголь, поступает из энергии, которую производители, такие как растения, водоросли и цианобактерии, давно улавливали из солнечного света. Энергия в биотопливе, таком как пища, древесина и этанол, поступает из энергии, которую производители улавливали из солнечного света совсем недавно. Энергия, хранящаяся в этих видах топлива, высвобождается во время химических реакций, таких как горение и дыхание, которые также выделяют углекислый газ в атмосферу.

4.4 Люди переносят энергию с места на место. Топливо часто не используется у источника, а транспортируется, иногда на большие расстояния. Топливо транспортируется в основном по трубопроводам, грузовикам, судам и поездам. Электроэнергия может быть произведена из различных источников энергии и может быть преобразована практически в любую другую форму энергии. Электрические цепи используются для распределения энергии в отдаленные места. Электроэнергия — это не первичный источник энергии, а энергоноситель.

4.5 Люди вырабатывают электричество разными способами. Когда магнит движется или магнитное поле изменяется относительно катушки с проволокой, электроны перемещаются по проволоке. Таким образом происходит большая часть производства электроэнергии человеком. Электроны также можно заставить течь через прямое взаимодействие с легкими частицами; это основа, на которой работает солнечный элемент. Другие способы производства электричества включают электрохимические, пьезоэлектрические и термоэлектрические.

4.6 Люди намеренно накапливают энергию для дальнейшего использования различными способами.Примеры включают батареи, резервуары для воды, сжатый воздух, водород и аккумуляторы тепла. Хранение энергии связано с множеством технологических, экологических и социальных проблем.

4.7 Различные источники энергии и разные способы преобразования, транспортировки и хранения энергии имеют разные преимущества и недостатки. Данная энергетическая система, от источника до потребителя, будет иметь собственный уровень энергоэффективности, денежных затрат и экологического риска. Каждая система также будет иметь последствия для национальной безопасности, доступа и справедливости.

Тема источников энергии может быть одной из определяющих в жизни наших студентов

Происхождение: Фотография из галереи изображений Microsoft.
Повторное использование: Если вы хотите использовать этот элемент за пределами этого сайта способами, которые выходят за рамки добросовестного использования (см. Http://fairuse.stanford.edu/), вы должны получить разрешение от его создателя.

Истоки нашего энергоснабжения — захватывающая и увлекательная тема для студентов, и это отличный способ узнать о различных способах производства энергии, а также о воздействии и социальных последствиях различных типов энергии.Эти концепции вращаются вокруг энергии, которая используется в человеческих целях, включая возобновляемые и невозобновляемые источники энергии, хранение энергии, производство электроэнергии и транспортировку энергии с места на место.

Важной отправной точкой для этой темы является концепция возобновляемых и невозобновляемых источников энергии. Многие студенты уже знакомы с идеей о том, что ископаемое топливо восстанавливается гораздо медленнее, чем мы его используем, поэтому оно невозобновляемо. Возобновляемая энергия бывает многих форм: гидроэлектрическая, солнечная, ветровая, геотермальная и биотопливо.Каждый из них предлагает множество связанных тем и нюансов. Например, солнечная энергия может вырабатываться на одной крыше или на крупных солнечных фермах. Солнечная энергия также может быть получена путем концентрации солнечных электростанций, которые используют массив зеркал для направления солнечной энергии на центральную башню. Этот тип солнечной энергии может доставлять энергию даже ночью. Детальное изучение производства энергии может предотвратить чрезмерно упрощенную маркировку определенных видов энергии как хорошей или плохой.

Также стоит остановиться на практических и технологических аспектах энергетики.Распределение энергоресурсов по земному шару неравномерно, поскольку в одних регионах источников энергии много, а в других их нет. Области, где энергия используется наиболее интенсивно, не обязательно являются теми же местами, где естественным образом существуют энергетические ресурсы. Например, богатые месторождения нефти и газа находятся в прибрежной морской среде, а ветряные фермы расположены в сельской местности. В обоих случаях эта энергия передается туда, где она потребляется. Более того, конечное использование энергии зависит от географии, времени года и времени суток.Таким образом, энергию необходимо транспортировать, хранить и преобразовывать из одной формы в другую, чтобы она была доступна тогда и там, где это необходимо.

Так же, как экосистемы зависят от поступления энергии, человеческое общество также зависит от энергии для инфраструктуры, транспорта, продуктов питания и большинства других видов человеческой деятельности. Однако существуют пределы того, сколько энергии доступно данному обществу. Даже возобновляемые виды энергии зависят от географического положения и технологической доступности.Запасы невозобновляемой энергии ограничены и влияют на их добычу, транспортировку и потребление. Ценообразование на энергию, энергетическая справедливость и энергетическая безопасность — все это факторы, которые диктуют, насколько легко энергия становится доступной для различных слоев общества. Некоторые общества обладают изобилием энергии, в то время как другие борются за удовлетворение своих основных потребностей. Изучая эти концепции, студенты могут начать понимать, как люди зависят от использования энергии, но также ограничены практическими аспектами использования энергии.

Помогая студентам понять эти идеи

Происхождение: Управление энергетической информации США
Повторное использование: Этот элемент находится в общественном достоянии и может быть использован повторно без ограничений.

Это иллюстрирует экстраординарные проблемы, с которыми мы сталкиваемся, выходя за рамки ископаемого топлива. Переход от ископаемого топлива приводит к возникновению нового набора вопросов, таких как накопление энергии, технология аккумуляторов и энергоснабжение, которое объединяется из многочисленных прерывистых источников, а не из нескольких стационарных электростанций.

Сегодняшние студенты, вероятно, будут в восторге от возобновляемых источников энергии, что является отличным способом их заинтересовать. Но важно, чтобы они узнали о проблемах и реалиях капитального ремонта энергетической системы.Например, рассмотрим огромные установки возобновляемых источников энергии, которые потребуются для замены 80% энергоснабжения, поступающего от ископаемого топлива, а также логистику размещения ветряных турбин, солнечных электростанций или другой новой энергетической инфраструктуры. Цифры важны. Количественный анализ этих вопросов показывает, что нам предстоит пройти долгий путь в обеспечении надежного, безопасного и экологически чистого энергоснабжения.

Реализация этих идей в вашем классе

Энергия является частью жизни каждого студента и используется повсюду вокруг нас. Поэтому легко найти актуальность в обучении источникам энергии. В упражнении «Источник энергии» командам учеников предлагается создать концептуальный эскиз электричества, который начинается с их собственного выключателя света, и проследить его как можно дальше.Это задание можно использовать с любым классом, и оно служит вводным заданием, которое может побудить к дальнейшим исследованиям, а также выявить неправильные представления. Студенты могут развить эту концепцию и разработать свои собственные энергетические портфели на основе интернет-исследований о различных источниках энергии.

Студенты также могли изучить передовые энергетические инновации, такие как солнечная черепица, энергия водорослей или новые способы хранения энергии. Почти каждый день мы узнаем о новой возможности. Обратной стороной этого является то, что педагогам может быть трудно поспевать за быстрыми изменениями.Например, цены на возобновляемые источники энергии падают каждый год, а установки возобновляемых источников энергии опережают прогнозы во всем мире. Педагоги должны помнить о том, чтобы предоставлять актуальную информацию, что может включать проверку и обновление цифр каждый год. Управление энергетической информации предлагает множество данных, карт, графиков и прогнозов, которые можно использовать для исследования ряда вопросов.

Средняя школа

• «Энергия для вас» показывает учащимся, как исследовать типы энергетических ресурсов в их родном штате.
• Биотопливо из водорослей: новая возобновляемая энергия — учащиеся изучают основные жизненные потребности водорослей (фитопланктона) посредством практического опыта и интерактивной игры.
• Oceans of Energy фокусируется на исследовании океана как способе узнать, как улавливать, контролировать и распределять возобновляемые энергетические ресурсы океана. Студенты исследуют один источник энергии океана с помощью Интернета, а затем строят микрогидрогенератор.

Средняя школа

• The Great Energy Debate позволяет студенческим командам сформулировать ключевые моменты плюсов и минусов назначенного им источника энергии и сравнить их с другими.
• The United States of Energy — это увлекательная интерактивная карта и база данных, которые иллюстрируют производство и потребление энергии в разных штатах. Полезно для интернет-исследований, проводимых студентами, или для сравнения энергии в разных состояниях.
• Wind Maps — это карта средней годовой скорости ветра на высоте 80 метров над землей. Эту карту можно использовать для оценки потенциала ветровой энергии в США.

Колледж

• Энергия ветра Использование Google Планета Земля использует семь крупных ветряных электростанций, разбросанных по всему миру, для сравнения потенциальной мощности ветровых ресурсов каждой фермы.
• Наша энергетическая система — это интерактивная диаграмма от Национальной академии наук, которая показывает, как мы полагаемся на различные первичные источники энергии для обеспечения энергией четырех секторов конечного потребления (жилой, коммерческий, промышленный и транспортный).
• Обозреватель данных по электроэнергии содержит самые свежие данные о производстве электроэнергии в США. Данные можно фильтровать и отображать в виде графиков разными способами, и они полезны для изучения уроков по выработке энергии.
• Natural Gas and Marcellus Shale использует тематический подход к изучению гидроразрыва пласта.
• Выбор участков для проектов в области возобновляемых источников энергии использует Google Планета Земля для исследования различных источников возобновляемой энергии и выбора участков в Соединенных Штатах, которые могут быть подходящими для развития возобновляемых источников энергии.

Найдите занятия и наглядные пособия для преподавания этой темы

Поиск по классу: средняя школа старшая школа введение колледж высший колледж поиск все классы

Список литературы

Общее производство и потребление энергии по штатам — это интерактивная карта США.S., что приводит к производству, потреблению и источникам энергии для каждого штата. Вкладки вверху каждой страницы содержат подробную информацию об энергии в каждом состоянии. На момент написания этой статьи данные были за 2017 год, и вполне возможно, что Управление энергетической информации продолжит обновлять эту страницу.

Hourly Electric Grid Monitor от Управления энергетической информации показывает графики в реальном времени источников электроэнергии, работающих в различных регионах США. Выпадающее меню в верхнем левом углу предлагает дополнительные инструменты для анализа электроэнергии.

Annual Energy Outlook от Управления энергетической информации. Это «вечнозеленый» источник, который обновляется каждый год. В отчете представлены тенденции в использовании энергии, производстве электроэнергии, выбросах CO ₂ и многое другое.

50 государственных целей по чистой энергии — это набор из 50 информационных бюллетеней / инфографики, показывающих конкретные планы перехода на возобновляемые источники энергии в каждом штате США. Данные включают создание рабочих мест. Данные Стэнфордского университета.

Правительство Исландии | Энергия

Около 85% общего объема первичной энергии в Исландии обеспечивается за счет возобновляемых источников энергии, производимых внутри страны.Это самая высокая доля возобновляемых источников энергии в общем национальном энергетическом бюджете.

В 2016 году геотермальная энергия обеспечивала около 65% первичной энергии, доля гидроэнергетики составляла 20%, а доля ископаемого топлива (в основном нефтепродукты для транспортного сектора) составляла 15%. В 2013 году Исландия также стала производителем энергии ветра. В основном геотермальная энергия используется для отопления помещений, при этом тепло распределяется по зданиям через обширные системы централизованного теплоснабжения. Около 85% всех домов в Исландии отапливаются за счет геотермальной энергии.

В 2015 году общее потребление электроэнергии в Исландии составило 18 798 ГВтч. Возобновляемые источники энергии обеспечивают почти 100% производства электроэнергии, из которых около 73% приходится на гидроэнергетику и 27% на геотермальную энергию. Большинство гидроэлектростанций принадлежит Landsvirkjun (Национальная энергетическая компания), которая является основным поставщиком электроэнергии в Исландии. Исландия является крупнейшим в мире производителем зеленой энергии на душу населения и крупнейшим производителем электроэнергии на душу населения, вырабатывая около 55 000 кВтч на человека в год.Для сравнения, средний показатель по ЕС составляет менее 6000 кВтч.

Генеральный план, сравнивающий экономическую осуществимость и воздействие на окружающую среду предлагаемых проектов развития энергетики, находится в стадии подготовки. Есть надежда, что это сравнение поможет в выборе наиболее осуществимых проектов для разработки, учитывая как экономические, так и экологические последствия таких решений.

В результате быстрого роста энергоемкой промышленности Исландии спрос на электроэнергию значительно вырос за последнее десятилетие.