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【回顧】美國(guó)電力行業(yè)2005-2020碳排放：當(dāng)初的預(yù)測(cè)與實(shí)際結(jié)果對(duì)比驚人！
對(duì)氣候變化的擔(dān)憂正促使美國(guó)越來(lái)越多的州、公用事業(yè)公司和企業(yè)制定電力行業(yè)碳排放零排放的目標(biāo)。迄今為止，17個(gè)州加上華盛頓特區(qū)和波多黎各已經(jīng)通過法律或行政命令，在未來(lái)幾十年內(nèi)實(shí)現(xiàn)100%無(wú)碳電力。此外，46家美國(guó)公用事業(yè)公司承諾不遲于2050年實(shí)現(xiàn)凈零碳排放。總的來(lái)說，這些目標(biāo)覆蓋了大約一半的美國(guó)人口和經(jīng)濟(jì)。看上去是雄心勃勃的目標(biāo)，但重新審視過去15年來(lái)的美國(guó)電力行業(yè)的碳排放，可以發(fā)現(xiàn)大幅減排是可能的。
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美國(guó)能源部勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（Berkeley Lab）的最新研究分析了歷史數(shù)據(jù)，以檢驗(yàn)美國(guó)電力部門在減排方面已經(jīng)取得了多大進(jìn)展。這項(xiàng)名為“邁向無(wú)碳能源領(lǐng)域的進(jìn)展”（Halfway to Zero: Progress towards a Carbon-Free Power Sector）的研究回顧了美國(guó)能源信息署（EIA）在2005年對(duì)2020年美國(guó)電力部門碳排放的預(yù)測(cè)。
按照當(dāng)時(shí)的預(yù)測(cè)，從2005年到2020年，美國(guó)電力部門的二氧化碳年排放量將從24億噸上升到30億噸。但是，2020年的實(shí)際排放量降至14.5億噸，電力行業(yè)的排放量削減了52%。可以說，美國(guó)的凈零排放之路已經(jīng)走了一半。
這項(xiàng)研究確定了過去15年推動(dòng)美國(guó)電力行業(yè)碳排放降低的主要因素。2020年的電力需求總量與2005年幾乎完全相同，比15年前的預(yù)測(cè)低了24%。需求下降的部分原因是部門和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的變化，但同時(shí)也是政策和技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)了能源效率的提高。
研究人員發(fā)現(xiàn)，風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電的表現(xiàn)大大超過預(yù)期，2020年的發(fā)電量是預(yù)期的13倍。這也是技術(shù)進(jìn)步以及州和聯(lián)邦政策的結(jié)果，因?yàn)樾碌娘L(fēng)能和太陽(yáng)能技術(shù)價(jià)格大幅度下跌。研究發(fā)現(xiàn)，從煤炭轉(zhuǎn)向天然氣發(fā)電對(duì)降低碳排放起到了很大作用。在頁(yè)巖氣革命和天然氣低價(jià)的推動(dòng)下，天然氣發(fā)電量迅速增長(zhǎng)。
研究人員還發(fā)現(xiàn)，過去15年的變化還有許多其他的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。例如，2020年消費(fèi)者的電費(fèi)總額比當(dāng)初的預(yù)測(cè)低18%，每年可節(jié)省860億美元。根據(jù)這項(xiàng)研究，硫和氮排放量的減少導(dǎo)致了較低的健康影響，如呼吸道疾病，過早死亡人數(shù)從每年38000人下降到3100人。研究還發(fā)現(xiàn)，雖然就業(yè)模式隨著電力行業(yè)的變化而變化，但電力供應(yīng)所支持的就業(yè)崗位卻比先前預(yù)測(cè)的情況多出20萬(wàn)個(gè)。
回顧過去這段歷史表明，在15年的時(shí)間跨度內(nèi)排放量可能會(huì)發(fā)生巨大變化。但研究指出，這并不能保證未來(lái)15年也會(huì)出現(xiàn)類似幅度的進(jìn)展。鑒于風(fēng)能、太陽(yáng)能和電池技術(shù)的進(jìn)步，這些資源可能在近期內(nèi)對(duì)電力行業(yè)的進(jìn)一步脫碳起到重要作用。根據(jù)這項(xiàng)研究，接近零碳電力部門目標(biāo)所需的容量中有很大一部分已經(jīng)在開發(fā)進(jìn)程中：約660吉瓦的風(fēng)能和太陽(yáng)能已要求接入電網(wǎng)，超過接近零碳電力部門目標(biāo)所需容量的一半。
未來(lái)面臨的一個(gè)主要的挑戰(zhàn)是如何確保在風(fēng)不吹，陽(yáng)光不照時(shí)保證可靠的電力供應(yīng)，這就需要進(jìn)一步研究、開發(fā)和示范可以解決這一問題技術(shù)，例如長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)能、氫或合成燃料、生物能源、生物質(zhì)發(fā)電，以及碳捕獲、核能、地?zé)崮芎吞?yáng)能蓄熱。