能发生改变
在未来二三十年,特别是如能按需对碳捕获和储存以及先进核能进行规模化部署与应用,将有许多选择途径来获得新的电力供应并改变电力供应结构。目前,燃烧化石燃料生产的电力超过全美电量的70%,但几个非传统的电力生产来源在未来二三十年将明显有可能改变供应结构。它们能够显著减少温室气体排放,但同时也可能增加用电成本。
1、可再生能源,如风能、太阳能、水能、地热能和生物能,在未来的电力系统中会发挥重要作用,预计到2020年每年可以额外提供大约500万亿千瓦时的电力,到2035年,这个数字则增加到1100万亿千瓦时。
目前,常规水电占美国电力供应的6%,但受环境所限难以扩张。总体而言,太阳能发电在美国的潜力最大,其次是风能。除了成本相对较高,技术层面两者扩展都不受限制。预计太阳能和风能提供的用电量在2020年能达到10%,2035年达到20%。到2035年,可再生能源发电量可能会超过集成碳捕捉和储存的煤电或核电。
2、集成碳捕获和储存的燃煤发电,通过对现有电厂的技术改造和设备翻新,到2035年可以提供每年高达1200万亿千瓦时的电力,而通过建设新电厂则可以达到1800万亿千瓦时。
目前,燃煤电厂生产美国一半的电力,国内煤炭储备能够满足未来一个多世纪大幅增长的用电需求。由于这些电厂产生大量二氧化碳,因此除非能够实现碳捕获和储存,否则对温室气体排放的控制必然会限制燃煤电厂的生产。碳捕获和储存技术将二氧化碳注入到地下安全的岩层,如石油和天然气储层、深层的含盐碱水层和深层的煤层。现有的地质调查表明,主要燃煤厂附近的地下岩层足够存放几十年的二氧化碳排放。运用碳捕获和储存改造现有的燃煤发电可以减少50%的二氧化碳排放,而集成碳捕获和储存的新厂最终可减少90%的二氧化碳排放。尽管成本显著增加,但到2035年所有现有燃煤电厂被集成碳捕获和储存的煤电厂替代还是可能的。
3、核电预计到2020年能够每年增加160万亿千瓦时的电力,到2035年则可以增加850万亿千瓦时。目前核能提供全美用电量的19%,升级现有电厂和兴建新电厂来提高生产能力,从而增加电力生产份额的潜力还很大,而升级电厂的成本还不到新建电厂成本的1/3.
4、到2035年,扩大天然气发电可以满足美国电力需求的很大一部分。不过,随着大幅提高的电力需求,届时是否有足够的且具备竞争力价格的天然