FoodPro Preloader

Hvor skal USA få sin elektrisitet i 2034?


Renere kull, atomkraft, solenergi, vind: Dette er noen av alternativene for kraftproduksjon for å mate USAs elektriske krav. Dette behovet forventes å vokse med 30 prosent i løpet av de neste 25 årene, ifølge Energy Information Administration, selv med en rekke energieffektiviseringsforanstaltninger og forbedringer av nettinfrastrukturen som leverer strømmen. Men

Renere kull, atomkraft, solenergi, vind: Dette er noen av alternativene for kraftproduksjon for å mate USAs elektriske krav. Dette behovet forventes å vokse med 30 prosent i løpet av de neste 25 årene, ifølge Energy Information Administration, selv med en rekke energieffektiviseringsforanstaltninger og forbedringer av nettinfrastrukturen som leverer strømmen. Men den primære energikilden i 2034, ifølge en ny projeksjon fra konsulentfirmaet Black & Veatch, vil være naturgass. Det er fossilt brensel med minst drivhusgasspåvirkning på atmosfæren som brenner den ut 43 prosent mindre CO2 enn brennende kull - og ser ut til å øke sin andel av elektrisitetsmarkedet, selv med truende forskrifter for å begrense klimautskiftende utslipp. Og det er også denne økningen: Nye, store reserver av naturgass funnet på steder som Marcellus Shale Formation, som strekker seg fra West Virginia til New York State.
I løpet av 2034, ifølge Black & Veatch, kommer nesten halvparten av USAs elektrisitet fra naturgassforbrenningsturbiner eller kombinasjonssyklusenheter, mens konvensjonell kullfyrt generasjon vil krympe til bare 23 prosent (selv om få av kraftverkene vil bli stengt ). Kjernen vil vokse for å gi nesten 150 000 megawatt elektrisitet som fornybar energi hopper fra bare 54 000 megawatt i dag (unntatt vannkraftige dammer) til mer enn 165 000 megawatt i 2034.
Mark Griffith, leder av Black & Veatchs kraftmarkedsanalyse, snakket med ScientificAmerican.com om det amerikanske elnettets fremtidige konfigurasjon av energikilder.
[ Et redigert transkripsjon av intervjuet følger .]

Du har nylig sluppet en undersøkelse av elektriske verktøy CEOs. Hva fant du?
Det er en veldig interessant undersøkelse. På den ene siden illustrerer det at det er et bredt spekter av mening i verktøy på hva som må gjøres. Noen mennesker er skeptiske til behovet for karbonlovgivning, og andre synes det er veldig viktig. Ser på undersøkelsen og hva som skjer i bransjen, uansett folks personlige eller politiske meninger, vil de bevege seg mot et lavere CO2-avtrykk for kraftbransjen. En mangel på lovgivning akkurat nå i noen hjørner skaper mer bekymring. Det er vanskelig å planlegge for fremtiden hvis du ikke vet hva den fremtiden er fra et regulatorisk synspunkt. Forutsatt at noe skjer, støtter undersøkelsen konseptet om at verktøy ser atomkraft som en pålitelig grønn teknologi, ganske forskjellig fra hva folk ville ha trodd for 10 år siden. Nuclear har blitt omarbeidet, i det minste er det slik bransjen ser på den.
Er det en fremtid for kull?
Det ser fortsatt ut til å være stor interesse for kullfyrte generasjoner for en viss tidsramme. Er det en fremtid for kull? Totalt sett er svaret ja. Vi har fortsatt en viss grad av avhengighet av kull i en ganske lang periode i utgangspunktet av hvordan ting skulle utfolde seg. Hvordan er det mulig - selv med Waxman-Markey-type lovgivning [den amerikanske loven om sikkerhets- og sikkerhetslov som er vedtatt av Parlamentet] på plass, noe som vi antar i vår grunnlinje? I 2014, [under denne lovgivningen] er det standarder du må begynne å møte, og de blir strengere over tid .... Konseptet med overholdelse er meldt med tilgjengeligheten av offsets [reduksjoner av drivhusutslipp andre steder, for eksempel trær i Alaska som ikke er kuttet ned, kan telle mot kullkraftverk i Alabama] som er tillatt i lovgivningen. Det er en formodning om at alle sektorer, inkludert elforsyningsindustrien, vil ha tilgang til noe globalt marked for offsets og kan bruke dem til en viss pris for dem. Det gjør det mulig for overholdelse ettersom reglene blir strammere. Du gjør ikke bare en fall-off-the-cliff type forandring i år ett av lovgivningen som det. Det er strukturert for å tillate overgang, noe av det er i tildeling av kvoter i de tidlige årene .... Det skyver deg inn i en verden av verktøy som trenger å komme i tråd med virkelig å redusere karbonutslippene ut i [2030-tallet snarere enn tidligere. Du trenger ikke å slå ned alle kullverkene i morgen. Du kan ha en langsiktig strategi som stole på rimelige offsets. Med en regning som Waxman-Markey er det ikke denne forferdelige tingen som ville tvinge folk til å endre atferd dramatisk raskt. Det tvinger atferdsendring, men det er mer innfaset over tid.
Du forutsier imidlertid en stor bryter fra kull til naturgass fremover, men. Hvorfor?
Selv med etterspørselsstyring og energieffektivitet, forventer vi fortsatt en viss vekst i etterspørselen etter elektrisitet. Det er fortsatt et behov for den typen av forsyningsbar [ sic ] termisk [varme-produserende] ressurs. Naturgass er den beste kandidaten som gjenstår.
Den trenden [for å bytte fra kull til naturgass, som allerede eksisterer], fortsetter selv med et moderat nivå av CO2-utslippspriser. Naturgassen forblir som et konkurransedyktig drivstoff. Du skal ikke bygge mer vanlige kullkraftverk. Vi er i haleenden av [kul] bygningssyklusen av hva som skjer nå - og det er ganske mye slutten av det. Du venter på et gjennombrudd på karbonfangst og -lagring, og når det skjer, kan du fortsette på kull. Hvis ikke, tror jeg ikke vi skal bygge lenger.
Etter hvert som kullprisene går opp, begynner det å bli kostnadseffektivt å redusere mindre effektive kull-enheter eller høyere kalk- og kjøleanlegg med høyere kostnader. Gass tar på seg en mer betydelig energigruppe. Du har allerede gassbaserte kraftverk [som gir kontinuerlig strømforsyning] i vest. Det er et større skifte i øst, der det har vært mer avhengighet av kullfyrt kapasitet. Du går ut til 2040-2050, du drar på mye av kullflåten på et tidspunkt. I den utstrekning du fortsatt stole på termisk generering, er du avhengig av naturgass.
Har vi nok naturgass til å møte den etterspørselen?
Vi antar at problemer knyttet til gassskala, miljøspørsmål om grunnvann og [generell] bruk av vann løses. De ser ut som løselige problemer som ikke tar et teknologisk gjennombrudd. Det er en utgift som påløper. Jeg ser ikke gassskala med et uoverstigelig miljøproblem som er dyrt å fikse. Selvfølgelig er det de ukjente ukjentene - du vet ikke. Men det er absolutt ingenting som tyder på at ... bekymringer ... i dag for Marcellus og andre [naturgasssteder] vil stoppe utviklingen av gassskalaer. Det er mer og mer kapital som strømmer inn i det [fordi] det tar mye kapitalinvesteringer. Gassbrennebrønner produserer raskt og dør ungt. Du må fortsette å bore.
Hva med atomkraft?
Nukleær er noe som verktøyene nettopp har unngått på grunn av oppfatningen av den politiske uacceptabiliteten til den og den relativt høye kapitalkostnaden. Hvis du kan bygge en kullverk, hvorfor ville du plage å bygge et atomkraftverk i USA? Det er den enklere løsningen å gjøre.
Lånegarantiprogrammet ser ut til å være avgjørende, gitt størrelsen på investeringen i en enkelt en- eller to-enhet i forhold til markedsverdien til selskapene som eier dem. Det er lavpris i forhold til mengden penger [regjeringen er] å tilby. En ytterligere utvidelse av lånegarantiprogrammet virker som den beste måten å oppmuntre til ny kjernekraft. [Men] du ville forvente at det skulle være mye motstand - en bølge av motstand mot atomkraftverk - akkurat som det er motstand mot kullplanter. Det slaget er ennå ikke kommet. Kan du til og med få ytterligere 200.000 megawatt kjernefysiske planter?

Og fornybar energi? Under prognosen vokser de fra 5 prosent av strømforsyningen til 13 prosent, unntatt vannkraft. Hva gjør det opp?
Det er først og fremst vind. Det er lejonens andel av det. Det er en liten geotermisk der inne og en liten sol. Det har vært mange fremskritt innen tynnfilmsteknologi, men balansen mellom [en solenergi] -fabrikk [alt annet materiale enn fotovoltaiske celler seg] blir ikke noe billigere. [Solceller] blir billigere, og det er ikke klart hvor bunnen for det er. Jeg tror det er noen gyldighet til argumentene fra folk fra [informasjonsteknologi] sektoren som sier, se på fremskrittene vi har hatt. Vi har hatt transistoren, integrerte kretser. Det ser ut til at det er noe betydelig forbedringsrom [i fotovoltaics], og det vil ha mer dramatiske fremskritt enn i kull eller termisk teknologi, som allerede presser mot sine teoretiske grenser. Til slutt kommer [fotovoltaics] til å bryte gjennom. Solar er fortsatt litt dyrt, ettersom noen verktøy som søker bud for fornybare stoffer, vil fortelle deg. Det er ikke billig ennå.

Betyr det at det blir mer lagring av elektrisitet?
Vi har ikke mye i utgangspunktet. Vi har ikke sett økonomien til den pannen ennå .... Det er veldig vanskelig å generere lagring annet enn batterier, noe som er litt dyrt. Det er veldig vanskelig å generere prisen på pumped-hydro eller komprimert luftlagring. Hver situasjon for det er så unikt. Noen kan komme gjennom, men det har vært vanskelig for ny lagring enn noen isolerte demonstrasjoner.
Gjør dine spådommer for elektrisitetsproduksjonsblandingen oss på en måte å redusere klimagassutslippene med 80 prosent innen 2050, slik president Obama har bedt om?
Det får oss ikke halvveis der. [Men] igjen, blir det tilbake til mengden offsets som er tilgjengelige. Dette er en industri som utsender 2, 5 milliarder tonn per år og ønsker å få ned til 500 millioner for å være i samsvar. Så er det to milliarder tonn offsets flytende rundt? Det er mye slop i offset nummeret. Men du kan plukke opp 500 millioner [i] offsets og ha en anstendig utbygging av naturgass. Nuclear kunne fylle en god del av den rollen. Det er mye usikkerhet der ute.
Så hva er Black & Veatch som faktisk bygger i dag for kunder?
Vi gjør mange ting: kull i utlandet; vi gjør mye arbeid i vann; gass ​​planter; vind og fornybar energi generelt; biomasse. Vi lager en portefølje av forskjellige ting .... Nybygging vil bli fornybar eller gass for oss akkurat nå - hvis det er innenlands.