Innhold
- Introduksjon
- Historisk bruk av fornybar energi i USA
- En svak oppvåkning for fornybar energi
- Høyere fossile drivstoffpriser
- Fossile drivstoffressurser blir uttømt
- Klima forandringer
- Regjeringsstøtte for fornybar energi
- Teknologiforbedringer og lavere kostnader
- Kommersialisering og infrastruktur
- Nyere fornybare energitrender
- Trender for fremtiden
- Hvor vil nye fornybare prosjekter plasseres?
Fornybare energikilder: Fornybare energikilder kan brukes uten å redusere mengden som kan produseres i fremtiden. Vind og solenergi er eksempler på fornybare energikilder. Image copyright iStockphoto / Fernando Alonso Herrero.
Introduksjon
"Fornybar energi" er energi produsert fra en kilde som ikke er permanent utarmet. Sollys, vind, rennende vann, geotermisk varme og planter er eksempler på fornybare energiressurser. De kan produseres i dag uten å skade evnen til å bli produsert i fremtiden.
I løpet av det siste tiåret blir bruken av fornybar energi viktigere for mennesker, industri og myndigheter. Hvorfor? Fornybare energiressurser blir ikke utarmet, de blir rimeligere og de har en mykere miljøpåvirkning.
Statistikk for fornybar energi: I 2009 utgjorde fornybar energi omtrent åtte prosent av USAs energiproduksjon / -forbruk. Av den mengden utgjorde sol, geotermisk energi, vindkraft, vannkraft og biomasse minst 1% av totalen. Kilde: Energy Information Administration.
Fornybart energiforbruk: Trender innen produksjon / forbruk av fornybar energi fra 1950 til 2009. Mengden av energi produsert fra fornybare kilder har økt jevnlig over tid. Mest betydelig er den raske veksten i biodrivstoff og vind det siste tiåret. Kilde: Energy Information Administration.
Historisk bruk av fornybar energi i USA
To viktige kilder til fornybar energi i USA har alltid vært tre- og vannkraft. Dyrekraft kan også betraktes som en viktig tidlig kilde til fornybar energi. Disse sto for nesten all energien som ble produsert i USA til kullgruvedrift begynte på midten av 1700-tallet og boringen etter olje og gass begynte på midten av 1800-tallet.
Når produksjonen av fossile brensler ble kommersialisert, ble tre og vann gradvis erstattet som primært drivstoff. Det ble rimeligere og mer praktisk å forsyne energibehovet til et hjem eller en fabrikk fra fossilt brensel enn fra tre eller vann. Fossilt brensel ble det nye primære drivstoffet. I dag - over 100 år senere - er de fortsatt i den dominerende posisjonen.
Fornybart energiforbruk etter sektor: Trender i produksjon / forbruk av fornybar energi etter sektor fra 1950 til 2009. Fornybar energibruk i elektrisitets- og industrisektoren har vokst jevnt. Det har skjedd en eksplosjon i transportsektoren det siste tiåret. Kilde: Energy Information Administration.
USAs miljøbeskyttelsesbyrå har utarbeidet dette potensielle kartet for generering av vindenergi. Mørkeste blå områder har et watt / kvadratmeter potensial på over 800. Image EPA.
Solenergipotensialkart: Det nasjonale laboratoriet for fornybar energi har publisert et antall kart for solenergipotensial. Det sørvestlige USA har det største potensialet for solenergiprosjekter. Mer detaljert informasjon.
En svak oppvåkning for fornybar energi
Fossilt brensel tillot industrialisering av USA, men bruken av dem ble hovedsakelig gruppert rundt miner og brønner til effektive transportmetoder ble utviklet. I områder borte fra kull, olje og gassforekomster fortsatte vann, tre og noen ganger vind til å makt nasjonen.
Siden omtrent 1970 har fornybare energikilder gitt bare mellom 5 og 7% av strømforbruket i USA. De siste ti årene har imidlertid fornybar energi fått større oppmerksomhet. Årsakene til denne økte oppmerksomheten inkluderer:
Høyere fossile drivstoffpriser
Prisene på olje, naturgass og kull har steget jevnlig, og prisene på fossilt brensel kan være ustabile og uforutsigbare. Selv om fornybar energi historisk har vært dyrere, synker kostnadsforskjellen når prisene på fossilt brensel stiger.
Fossile drivstoffressurser blir uttømt
Da kullgruvedrift begynte på midten av 1700-tallet, var kullsømmene nær overflaten de første som ble utnyttet. Over tid ble det lettest utvunnet kull og høyeste kvalitet. Det som gjenstår i dag er vanligvis mer utfordrende å gruve eller har en lavere kvalitet.
Leting etter olje og gass fant raskt de største, laveste forekomstene. I dag er letemålet ofte mindre, dypere og ligger i vanskelige miljøer som dyphavet eller Arktis.
Klima forandringer
Fossilt brensel som olje, naturgass og kull er rike forekomster av karbon begravd dypt i jorden. De akkumulerte det sakte over hundrevis av millioner av år.
Når fossilt brensel blir brent, føres karbonet deres tilbake til atmosfæren i form av karbondioksid - en klimagass som bidrar til global oppvarming og klimaendringer. På omtrent to hundre år har mennesker produsert og brent en betydelig del av jordas fossile brenselressurs, og sendt den ut i atmosfæren nesten en million ganger raskere enn den ble fjernet for å danne fossile brensler.
Regjeringsstøtte for fornybar energi
I dag aksepterer regjeringer over hele verden det faktum at forbrenning av fossile brensler raskt endrer jordas atmosfære, noe som fører til klimaendringer som har mange uønskede effekter. I et forsøk på å bremse utslippet av karbondioksid i miljøet, tilbyr myndighetene tilskudd, skatteinsentiver og andre programmer som er utviklet for å støtte utvikling av fornybar energi.
Teknologiforbedringer og lavere kostnader
Mens prisene på fossilt brensel stiger, faller kostnadene for produksjon av solcellepaneler, geotermiske systemer, vindturbiner og annet fornybart energiutstyr på en pris per BTU-basis. Selv om kostnadene for fornybar energi fortsatt holder seg høye, er prisutviklingen i en gunstig retning. Det er da statlig støtte kan utgjøre en stor forskjell.
Kommersialisering og infrastruktur
Etter hvert som flere prosjekter med fornybar energi blir fullført, forbedres deres evne til å integreres jevnt med bygninger, kjøretøyer og primære energikilder. Masseproduksjon bringer ned prisene, og en økende adopsjonsgrad øker tilgjengeligheten av pålitelig utstyr, deler og servicekompetanse.
Selv om alt ovenstående antyder at vi er på kanten av en eksplosjon med fornybar energi, har vi fortsatt ikke krysset viktige prispunkter og markedsinntrengninger for å gjøre fornybar energi selvoppstartende og selvopprettholdende. Dette er grunnen til at myndighetene prøver å støtte vedtakelse og forbedring av fornybare energisystemer.
Geotermisk energi potensiell kart: National Geothermal Data System publiserte et geotermisk potensialkart for USA. Det viser at geotermisk varmepumpeanlegg kan være vellykket i hele landet (lysbrun), områder med direkte bruk (under 100 grader C) med direkte temperatur er rikelig i det vestlige USA (oransje), og noen få stater har potensielle steder for elektrisk kraftproduksjon der temperaturen under vann er over 100 grader (rød). Ikke alle steder vist i disse fargene vil være egnet på grunn av lokale grunnforhold, forskrifter om arealbruk og andre faktorer. Mer detaljert informasjon.
Nyere fornybare energitrender
Fornybar energi utgjør i dag omtrent 8,20% av USAs energiforbruk. Det meste kommer fra biomasse og vannkraft. Siden 1995 har energimengden produsert av fornybare kilder økt med 15,9%. Hvis USA håper å få 25% av sin energi produsert fra fornybare kilder innen 2025, vil det være behov for et enormt dytt.
Den raskest voksende fornybare energikilden siden 1995 har vært vindkraft. Implementeringen av vindkraft har eksplodert med en økning på over 2000%. Selv om dette er en spektakulær vekst, bidrar vind med mindre enn 3/4% av nasjonenes energiforsyning.
Solar har vokst over 55% siden 1995, og det raske fallet i prisen per kilowatt på solcellepaneler skulle støtte fremtidig vekst. Geotermisk har vokst nesten 27%. Nye teknologier og høyere fossile brenselpriser gjør nå at geotermiske romfyringsprosjekter koster konkurransedyktige med fossile brenselsenheter.
Vannkraftens potensielle kart: Det amerikanske energidepartementet har publisert kart som viser dagens bruk og fremtidig utviklingspotensial for vannkraft i USA. De fleste områdene ligger der bekker strømmer over områder med minst moderat lokal lettelse. Mer detaljert informasjon.
Trender for fremtiden
Fremtiden for fornybar energi er veldig lys. Kostnaden per BTU har falt. Metodene for å integrere dem jevnt i bygninger, kjøretøyer og primære energikilder forbedrer. Frykt for klimaendringer motiverer regjeringer til å støtte fornybare energiprosjekter med tilskudd, skattelette og andre insentiver.
Prosjekter med fornybar energi hjelper nesten alltid USA til å bli mer energiuavhengige. Dette fordi prosjekter med fornybar energi vanligvis befinner seg i nærheten av der energien vil bli brukt. Dette reduserer deres miljøpåvirkning, reduserer kostnadene og gir myndighetene insentiver til å redusere utenlandsk avhengighet.
Hvor vil nye fornybare prosjekter plasseres?
Muligheter for prosjekter med fornybar energi finnes på steder i USA. Geotermiske varmepumper kan være fornuftige på nesten ethvert sted i USA hvor grunn- og lokale utviklingsforhold er egnet. Det vestlige USA er spesielt velsignet med brede områder med stort potensiale for vind-, hydro-, sol- og geotermiske prosjekter (se kart på denne siden).
Bruken av fornybar energi bør vokse raskt i løpet av det neste tiåret ettersom teknologiene deres blir mer effektive og kostnadskonkurransedyktige med fossilt brensel. Kostnader, klimabeskyttelsesmål og idealer om energiuavhengighet vil hjelpe dem til å lykkes.