美国如何在2030年实现50%的可再生电力经济

到2030年，超过50%的美国经济将依靠可再生能源发电。当我们将美国和全球能源经济从化石燃料转向化石燃料时，这意味着什么？美国对可再生能源的利用有史以来第一次超过了对煤炭的依赖，这是实现能源民主化的一个重要里程碑。目前在风能、太阳能、地热、水力发电、核能和地方电网方面的技术进步正在打造一个廉价、丰富和无处不在的能源的未来。

不久之后，内燃机将成为蒸汽机的一种历史遗物。今天，我将探讨如何快速实现全电力、可再生能源经济。简而言之，未来几十年，我们的世界将需要比今天多得多的能源。新兴国家的工业和技术繁荣带来了数以十亿计的高需求能源消费者，他们现在和美国和欧洲的消费者一样贪婪。到2030年，中国的能源消耗预计将翻一番，印度也紧随其后。

在我们这个“稀缺”的化石燃料世界里，这些飙升的趋势带来了一个问题：更多的需求意味着更多的环境破坏，更高的价格，以及随着“富人”供应“穷人”而加剧的地缘政治紧张。幸运的是，“全球指数思维”提供了另一种选择。与其把馅饼切得越来越薄，不如烤更多的馅饼。

也就是说，价格较高的碳氢化合物燃料促使市场大力投资替代能源。电池、太阳能、风能、地热，甚至核聚变技术的进步为人类提供了一个未来，我们可以从煤炭、石油和天然气转向可再生能源，最终实现全电力经济。

我们向可再生能源的快速转型将完全由经济驱动。2010年至2017年，美国公用事业规模的太阳能光伏发电资本成本下降了5倍，从每千瓦5-6美元降至仅1-2美元。价格暴跌的唯一制约因素是技术，而不是资源的可用性。

在今天的化石燃料市场，到目前为止，最大的成本是商品本身，即煤、石油或天然气。但可再生能源却恰恰相反。想想我们所需要的商品：太阳能、风能、(在很大程度上)核能和水都是免费的。

生产商承担的所有成本都在于建设和维护利用这些可再生能源发电的基础设施。因此，围绕这些资源的最大商业机会主要是通过改进技术来释放的，而且技术进步的速度正在加快。

像通用电气这样的公司正在向微电网和智能电网投资数亿美元，这将使更多人更容易获得电力。SunRun、Sun Power和Sunnova energy Corp等几家太阳能公司正在大幅提高太阳能电池的生产、安装或制造效率。

但是我们的能量是如何使用的呢？

今天，交通运输大约占美国总能源消耗的28%。然而，目前几乎没有一种能源使用是电力。这就是美国电气化最大的增长机会。随着可再生能源的发展压低了电力价格，市场将利用这种电气化做出回应。虽然目前美国经济中只有20.5%是电气化的，但到2030年，这一数字有可能跃升至50%以上。

但这将如何发生呢?

因为在交通、商业、住宅和工业这三大高耗能领域中令人兴奋的创新。虽然这些行业在不同程度上代表着电气化的潜力，但我们可以通过以下途径，在未来10年实现50%的可再生能源经济。

电动汽车(ev)每英里更便宜，需要更少的维护，显示出更高的可靠性，并且比内燃机驱动的汽车拥有更少的运动部件(电动汽车少于200个，而汽油驱动的汽车只有1000个)。

最终，当一种产品更便宜、更好时，消费者就会改变。2018年，电动汽车仅占美国个人汽车市场的2%。虽然我们即将见证未来十年个人和商用汽车的大规模电气化，但乘用车仅占所有交通能源消耗的63%。剩下的37%包括航空和货运。

尽管如此，在使这些系统完全依靠可再生能源发电方面，企业和政府都取得了非凡的进展。飞机：今年的巴黎航展见证了电动商用飞机的推出，易捷航空宣布与初创企业莱特电气合作，推出一批电动飞机(飞行距离略小于300英里)。卡车运输：在大型地面运输领域，特斯拉自诩其电动卡车每年可以节省10万美元的燃料成本。

随着像Hyperloop和the Boring Company这样的项目减少我们对长途人力和货运航空旅行的依赖，像VR这样的指数级技术将很快开始间接地打乱我们对身体旅行的需求。将工业部门(占当前能源使用的32%)转向可再生电力。尽管电力仍占少数，但在工业部门的能源使用中，电力所占比例更大，达到17%。

除了开灯、开空调等显而易见的问题之外，还有几个工业过程在大规模地用电。以铝生产为例，这是一项相对现代的发明，最早可追溯到1886年，从铝土矿中提取铝需要高压电流。(作为参考，美国家庭平均每天需要29千瓦时的电力。)

或者看看合成气体的产生，更不用说碳基聚合物和聚集体，它们都需要以电流的形式消耗大量能量。未来的先进材料经济将需要更高比例的能源以电力的形式出现。将商业和住宅部门(占当前能源使用量的38%)转向可再生电力。最后，几乎一半的商业和住宅部门的能源使用已经是电力。其中的原因也许最能说明用可再生能源发电的经济理由。

过去，这个行业几乎所有的能源都来自化石燃料。但据美国能源情报署的报告，随着电价持续下跌，家庭用电量也相应增加。随着可再生能源和融合技术继续降低成本，商业和住宅用电量只会飙升。

今天，住宅和商业部门已经走上了全面电气化的道路。随着转型速度的不断加快，在短短10年内，这个行业将有62%的人使用可再生能源发电。这相当于美国能源消耗总量的23.6%。总的来说，这些巨大的转变代表了50%的可再生能源经济，以及美国电气化在短短10年内增长110%。欢迎来到由可再生能源产生的电子驱动的未来。