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刊发时间：年7月2日

非化石燃料已占年美国能源消费的20%

新增发电能力主要来源于可再生能源和天然气，加之风能发电量首次超过了水力，从而使得可再生能源年成为美国第三大能源来源。

王能全

年，美国能源形势的两大标志性事件之一，就是可再生能源多年来首次超越煤炭，成为美国第三大能源消费来源，美国能源消费的结构得到了进一步的优化。依据美国能源信息署的资料和统计数据，在简要介绍年美国一次能源消费结构变化的基础上，本文将重点介绍当年美国发电行业能源来源的变化，以便对年美国能源消费结构的这一标志性事件有更加细致和深入的了解。

一、年美国一次能源消费结构的标志性变化

年美国一次能源消费总量约为千万亿英热单位，比创纪录的年略低，是有史以来第三高的年度能源消耗水平，其中20%来源于非化石能源。

随着煤炭、石油和天然气的开发，美国非化石能源的比重从19世纪中期的%下降到20世纪60年代的6%，此后随着核能、水力发电、风能、生物燃料和太阳能消耗量的增长，这一比例逐渐回升。年，美国化石燃料消耗量达到了86千万亿英热单位的峰值，自此之后就不断下降，年减少到了80千万亿英热单位，下降了7%。核能和可再生能源消费的增长，使得非化石能源在年占了美国一次能源消费总量的20%。

自年超过煤炭以来，石油一直是美国消耗最多的能源资源。年，美国的石油消费量约为36.7千万亿英热单位，低于年的峰值水平。

年，美国天然气的消费量达到创纪录的32.1千万亿英热单位。近年来，美国天然气消费的增长，很大程度上是由于电力行业使用量增加而推动的，在过去五年中，电力行业的天然气消费量有四年超过其他任何行业。

年，美国的煤炭消费量下降了15%，这是所有能源资源消耗中，年度降幅最大的一年。自年达到峰值以来，美国的煤炭消耗量已经下降了一半以上，这在很大程度上是由于电力行业煤炭使用量减少带来的。年，美国煤炭消费量降至5.87亿短吨，为上世纪70年代以来的最低水平。

年，核能为美国能源消耗贡献了创纪录的8.5千万亿英热单位，即8.09亿兆瓦。尽管马萨诸塞州的朝圣者和宾夕法尼亚州的三里岛两座核电站退役，但核电站的运营水平创下了历史新高，为能力的94%，这使得年美国的核电发电量超过了年的水平。

年，美国可再生能源消耗达到11.5千万亿英热单位，多年来首次超过煤炭的消耗。过去十多年中，可再生能源增长最快的是太阳能和风能发电。

年，风能超过水力发电，成为美国最大的可再生能源消费来源，当年风能产生的能源量为2.7千万亿英热单位，与19世纪中后期消耗木材所产生的能源量几乎相同，当时煤炭和石油首次开发使用，木材是美国的主要能源来源。

二、年美国新增发电能力主要来源于可再生能力和天然气

年，美国电力行业预计新增装机总容量为23.7千兆瓦（GW），退役装机容量为8.3千兆瓦。

新增的规模以上发电能力，主要由风能(46%)、天然气(34%)和太阳能光伏(18%)构成，剩下的2%主要来源于其他可再生能源和电池储能。其中：

风能：年将有10.9千兆瓦的风电装机容量上线，大部分产能要到年底才能投入使用，其中新增风电装机容量一半以上集中在德克萨斯州、爱荷华州和伊利诺斯州三个州。

天然气：计划增加的天然气发电能力主要是联合循环电厂(6.1千兆瓦)和燃汽轮机电厂(1.4千兆瓦)，大部分在年6月前上线，以应对夏季的高峰需求。计划新增的天然气发电能力中，60%集中在宾夕法尼亚州、佛罗里达州和路易斯安那州三个州。

太阳能光伏发电：太阳能光伏发电装机容量计划增加4.3千兆瓦，其中近一半位于三个州:德克萨斯州、加利福尼亚州和北卡罗来纳州。除了电力部门外，住宅和商业等部门，也安装太阳能光伏，例如分布式光伏或屋顶系统。除了规模以上发电能力外，预计到年底，美国还有3.90千兆瓦小型太阳能光伏发电能力投入使用。

年，美国计划退役的发电装机容量，主要包括燃煤(53%)、天然气(27%)和核能(18%)，华盛顿州的一座水电站、其他较小的可再生能源和燃油发电装机容量占剩下的2%。其中：

煤炭：年，美国预计将退役4.5千兆瓦燃煤发电能力，其中大部分将在年底完成。上世纪70年代首次投入使用的亚利桑那州纳瓦霍电厂，就占了当年计划退役能力的一半。年，美国退役了13.7千兆瓦燃煤发电能力，是年度燃煤发电能力退役第二高的年份。

天然气：年，美国计划退役的天然气发电能力为2.2千兆瓦，其中燃汽轮机为2千兆瓦。计划退役的天然气燃汽轮机，都是上世纪50年代或60年代投入使用的老机组，其中装机容量1.6千兆瓦的燃汽轮机电厂位于加州。

核能：年，美国共有两座合计1.5千兆瓦的核电站退役。其中，位于马萨诸塞州的朝圣者核电站将于5月退役，位于宾夕法尼亚州的三里岛核电站将于9月退役。

三、年风能超过水力成为美国使用最多的可再能电力来源

年，美国风力发电量首次超过水力发电量，风能成为美国最大的可再生能源发电来源，而这一地位之前是水力发电。

年，美国全年风力发电总量达到3亿兆瓦时（MWh），比水力发电多万兆瓦时。在过去的十多年里，水力发电的年发电量在2.5亿兆瓦时和3.2亿兆瓦时之间波动，反映的是稳定的发电能力和变化不定的年降水量。

水力发电量的年变化，主要是由年降水模式和径流变化引起的。虽然天气模式也会影响不同地区的风力发电，但容量增长一直是风力发电年度变化的主要驱动因素。水力发电和风力发电都遵循季节模式。水力发电通常在春季最为频繁，因为此时降水和积雪融化增加了径流量。而风力发电的季节模式在全国各地有所不同，但通常在春季和秋季最大。

风力发电装机容量通常会在每年的第四季度开始增加，主要原因是税收优惠。年，美国新增风电装机容量总计为10千兆瓦(其中第四季度新增装机3.8千兆瓦)，使年成为风电装机容量第二高的年份，仅次于年。

截至年底，美国风电装机总容量为千兆瓦，其中的77%是在过去十多年里安装的。美国拥有的水力发电能力为80千兆瓦，其中大部分已经运行了几十年。在过去的十多年里，水电装机容量只增加了2千兆瓦，而其中一些新增装机容量是改造以前没有发电设施的水坝而来。

年，美国的风电总装机容量虽然就超过了水电总装机容量，但直到年，风力发电量才超过水力发电量。年至年间，美国水力发电机组的年平均容量系数为35%至43%，而风电机组的年平均容量系数较低，从28%到35%不等。容量系数指的是，发电机组在规定时间内产生的电能与同期连续满功率运行时可能产生的电能之比。

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