美国能源系统概况

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图解图标为美国能源系统情况说明书

能源在现代社会中发挥着至关重要的作用,使系统能够满足人类的生计、住房、就业和交通等需求。2020年,美国在能源上花费了1万亿美元,占国内生产总值(GDP)的4.8%。1在人口中分摊,每年的成本为每人3039美元。1与能源生产和消费相关的环境影响包括全球气候变化、酸雨、有害空气污染、烟雾、放射性废物和栖息地破坏。2该国对化石燃料(主要是进口原油)的严重依赖造成了能源安全的重大问题。所有部门能源效率的潜在提高都可能被消费的增加所抵消,这种现象被称为反弹效应。3.

美国能源消费:历史和预测价值4、5
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美国能源消费:历史和预测

使用模式

需求

  • 美国人口不到全球的5%,却消耗了全球近17%的能源,占全球GDP的16%。相比之下,欧盟人口占世界的6%,能源消耗占世界的10.4%,GDP占16%,而中国人口占世界的18%,能源消耗占世界的25%,GDP占世界的18%。6、7
  • 美国人每天的人均能源消耗包括2.5加仑的石油、8.86磅的煤炭和246立方英尺的天然气。5、6
  • 居民人均日用电量为12千瓦时。5、6
  • 2021年,美国能源消费总量较2019年的峰值水平下降了3.1%。5

2021年美国各部门能源消费情况5
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2021年各行业能源消费情况

供应

  • 根据能源部目前的估计,到2050年,美国75%的能源将来自化石燃料,这与政府间气候变化专门委员会的碳减排目标大相径庭。4、8
  • 2021年至2050年期间,可再生能源消费预计将以年均2.1%的速度增长,而总能源消费的增长率为0.4%。住宅光伏发电预计每年增长6%。按照这个速度,到2050年,可再生能源将占美国能源消费的20%,而目前这一比例为12.5%。4、5
  • 2021年,美国石油出口量(863万桶/天)第二次超过进口量(846万桶/天),预计到2050年,美国也将成为净出口国。4、5
  • 加拿大、墨西哥和俄罗斯是美国进口石油的三个最大供应国。92021年,波斯湾地区占美国进口的8%。92021年,来自欧佩克国家的石油占美国进口的11.3%。5波斯湾拥有世界石油储量的48%,而沙特阿拉伯拥有世界石油储量的16%。7

美国能源消费来源,2021年5
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2021年分能源消费情况

生命周期影响

  • 化石燃料燃烧产生的空气排放是美国能源系统对环境的主要影响。这种排放包括二氧化碳(CO2)、氮氧化物、二氧化硫、挥发性有机化合物、颗粒物和汞。
  • 据估计,石油和天然气供应链(压裂井、管道等)每年的甲烷泄漏量为1300万吨(MMT),相当于美国年天然气总产量的2.3%。全球变暖潜势为28,这一甲烷泄漏相当于3.64亿吨CO2占美国CO总量的6.1%22020年的E排放。10、11
  • 2020年美国温室气体排放量比1990年减少了7.3%。2020年,美国73%的温室气体排放来自化石燃料的燃烧。10
  • 其他能源也会对环境产生影响。例如,与核能发电相关的问题包括放射性废物和建造工厂和开采铀所需的高能量;大型水力发电厂导致栖息地退化和鱼类死亡;风力涡轮机以一些人认为毫无吸引力的方式改变了景观,还会增加鸟类和蝙蝠的死亡率。12

2020年美国温室气体排放10百万吨公司2当量)
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2020年美国温室气体排放量(百万公吨二氧化碳当量)

解决方案和可持续替代方案

消耗更少

  • 减少能源消耗不仅能带来环境效益,还能为个人、企业和政府机构节省成本。
  • 住在更小的房子里,住在离工作地点更近的地方,使用公共交通工具都是减少能源使用的方法。请参阅CSS关于beplay体育官网首页个人交通和住宅建筑的情况介绍,了解其他减少能源消耗的方法。

提高效率

增加可再生能源(参见美国可再生能源概况

  • 2020年,美国的风电装机容量增长了16%,扩大至超过121吉瓦。14、15如果到2030年风能装机容量达到224千兆瓦,这是美国能源部确定的可行数量,风能将满足预计电力需求的20%。16
    覆盖美国0.6%土地的太阳能光伏组件可以提供全国所有的电力。17

鼓励支持性的公共政策

  • 美国目前生产了世界上14%的能源相关CO2排放。预计到2035年,美国的排放量将比目前水平减少5.8%。4, 18众议院于2019年5月通过的《气候行动法案》要求美国制定年度计划,以确保美国实现《巴黎协定》规定的到2025年将温室气体排放量减少26-28%的目标。19该法案尚未在参议院进行表决。20.相比之下,英国通过了到2050年实现温室气体净零排放的目标。21
  • 2012年,制定了2017-2025年车型的新汽车制造标准,将2025年新型轻型汽车的企业平均燃油经济性(CAFE)标准提高到每加仑54.5英里。222020年,《更安全、负担得起的燃油效率汽车规则》(SAFE)修订了CAFE标准,至2030年,燃油效率每年提高1.5%,相当于全车队平均目标40.5英里/加仑。23最初的CAFE规则预计将节省40亿加仑的燃料,在326至4510亿美元之间,并减少CO2排放量为2000公吨。外管局的规定将导致二氧化碳排放量增加8.67 - 9.23亿吨2排放比CAFE低。22、232021年,NHTSA评估了《安全I规则》,并建议废除该规则,以建立与《能源政策与节约法案》(EPCA)一致的法规。24
  • 生物质能、地热和风能的增长受到2.5美分/千瓦时的联邦生产税收抵免(PTC)以及州可再生能源组合标准(RPS)的刺激,该标准要求一定比例的电力来自可再生能源。风能的PTC原本将于2020年12月31日到期。252020年,PTC被扩展到允许在2020年或2021年启动的风力项目在10年的电力输出中以1.5美分/千瓦时的价格获得PTC。26截至2021年8月,33个州、哥伦比亚特区和三个美国领土已经制定了可再生能源组合标准或目标。28
  • 2010年1月1日以后购买的电动和插电式混合动力汽车可获得最高7500美元的联邦税收抵免。29
  • 到2023年,房主可以获得最高26%的税收抵免,用于为新建和现有房屋增加可再生能源。符合条件的可再生技术包括地热热泵、太阳能热水器和光伏电池板、小型风力涡轮机和住宅燃料电池。30.

有可再生能源组合标准的州27
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有可再生能源组合标准的州

千瓦时=千瓦时。1千瓦时是点亮100瓦灯泡10小时所需的能量。
英热单位=英国热量单位。1btu是将一磅水的温度升高1华氏度所需要的能量。
=千万亿15英热单位。一Quad相当于一千万美国家庭一年的能源消耗。

引用作为

可持续系统中心,密歇根大学,2021。“美国能源系统概况介绍。”酒吧。不。CSS03-11。

  1. 美国能源情报署(EIA)(2022) 2020年国家能源数据:价格和支出。
  2. 美国EIA(2020)“电力解释-电力与环境。”
  3. 国际风险治理委员会(2012)《反弹效应:消费者行为对稳健能源政策的影响》。
  4. 美国EIA(2022)年度能源展望2022。
  5. 美国EIA(2022)每月能源评论2022年4月。
  6. 美国中央情报局(2022)《世界概况》。
  7. 美国EIA(2022)《国际能源数据》
  8. 政府间气候变化专门委员会(IPCC) 2018年特别报告:全球变暖1.5C
  9. 美国EIA(2022)“美国进口和出口多少石油-常见问题”。
  10. 美国环境保护署(EPA)(2022)美国温室气体排放和汇清单:1990-2020。
  11. Alvarez, R. et al.(2018)美国石油和天然气供应链甲烷排放评估。科学通报,37(6):516 - 516。
  12. 美国EIA(2020)“可再生能源与环境”。
  13. 美国节能经济委员会(2019):到2050年,能源效率可以将能源使用和温室气体排放减少一半。
  14. 美国能源部(DOE)(2021) 2021年陆基风能市场报告。
  15. 美国能源部(DOE)(2021年)海上风电市场报告
  16. 美国能源部(2015)风能展望报告:报告要点。
  17. NREL(2012)太阳射击视觉研究。
  18. Friedlingstein等,(2021)全球碳预算2021,地球系统科学数据。
  19. 美国众议院(2019年)气候行动法案。
  20. 国会图书馆(2020)第116届国会法案摘要和现状,HR 9。
  21. 英国政府(2019年)“英国成为首个通过净零排放法的主要经济体。”
  22. 国家公路交通安全管理局(NHTSA)和美国环保署(2012)“2017年及以后型号年轻型汽车温室气体排放和企业平均燃油经济性标准,最终规则”。联邦公报,77:199。
  23. NHTSA和美国EPA(2020)“针对2021-2026年车型的更安全、负担得起的燃油效率(SAFE)车辆规则,最终规则。”联邦公报,85:84。
  24. NHTSA(2021)“企业平均燃油经济性(CAFE)抢占。”联邦公报,86:90。
  25. 国会研究服务(2020年)可beplayer官网入口再生电力生产税收抵免:概述。
  26. 国家可再生能源和效率激励数据库(DSIRE)(2021年)“可再生电力生产税收抵免(PTC)”。
  27. DSIRE(2020)可再生能源和清洁能源标准。
  28. 全国州议会会议(2021年)州可再生能源组合标准和目标。
  29. 美国能源部,EERE(2021)“新型全电动和插电式混合动力汽车的联邦税收抵免”。
  30. 能源之星(2021)“可再生能源税收抵免”。

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