美國如何在2030年實現50%的可再生電力經濟

到2030年，超過50%的美國經濟將依靠可再生能源發電。當我們將美國和全球能源經濟從化石燃料轉向化石燃料時，這意味著什么？美國對可再生能源的利用有史以來第一次超過了對煤炭的依賴，這是實現能源民主化的一個重要里程碑。目前在風能、太陽能、地熱、水力發電、核能和地方電網方面的技術進步正在打造一個廉價、豐富和無處不在的能源的未來。

不久之后，內燃機將成為蒸汽機的一種歷史遺物。今天，我將探討如何快速實現全電力、可再生能源經濟。簡而言之，未來幾十年，我們的世界將需要比今天多得多的能源。新興國家的工業和技術繁榮帶來了數以十億計的高需求能源消費者，他們現在和美國和歐洲的消費者一樣貪婪。到2030年，中國的能源消耗預計將翻一番，印度也緊隨其后。

在我們這個“稀缺”的化石燃料世界里，這些飆升的趨勢帶來了一個問題：更多的需求意味著更多的環境破壞，更高的價格，以及隨著“富人”供應“窮人”而加劇的地緣政治緊張。幸運的是，“全球指數思維”提供了另一種選擇。與其把餡餅切得越來越薄，不如烤更多的餡餅。

也就是說，價格較高的碳氫化合物燃料促使市場大力投資替代能源。電池、太陽能、風能、地熱，甚至核聚變技術的進步為人類提供了一個未來，我們可以從煤炭、石油和天然氣轉向可再生能源，最終實現全電力經濟。

我們向可再生能源的快速轉型將完全由經濟驅動。2010年至2017年，美國公用事業規模的太陽能光伏發電資本成本下降了5倍，從每千瓦5-6美元降至僅1-2美元。價格暴跌的唯一制約因素是技術，而不是資源的可用性。

在今天的化石燃料市場，到目前為止，最大的成本是商品本身，即煤、石油或天然氣。但可再生能源卻恰恰相反。想想我們所需要的商品：太陽能、風能、(在很大程度上)核能和水都是免費的。

生產商承擔的所有成本都在于建設和維護利用這些可再生能源發電的基礎設施。因此，圍繞這些資源的最大商業機會主要是通過改進技術來釋放的，而且技術進步的速度正在加快。

像通用電氣這樣的公司正在向微電網和智能電網投資數億美元，這將使更多人更容易獲得電力。SunRun、Sun Power和Sunnova energy Corp等幾家太陽能公司正在大幅提高太陽能電池的生產、安裝或制造效率。

但是我們的能量是如何使用的呢？

今天，交通運輸大約占美國總能源消耗的28%。然而，目前幾乎沒有一種能源使用是電力。這就是美國電氣化最大的增長機會。隨著可再生能源的發展壓低了電力價格，市場將利用這種電氣化做出回應。雖然目前美國經濟中只有20.5%是電氣化的，但到2030年，這一數字有可能躍升至50%以上。

但這將如何發生呢?

因為在交通、商業、住宅和工業這三大高耗能領域中令人興奮的創新。雖然這些行業在不同程度上代表著電氣化的潛力，但我們可以通過以下途徑，在未來10年實現50%的可再生能源經濟。

電動汽車(ev)每英里更便宜，需要更少的維護，顯示出更高的可靠性，并且比內燃機驅動的汽車擁有更少的運動部件(電動汽車少于200個，而汽油驅動的汽車只有1000個)。

最終，當一種產品更便宜、更好時，消費者就會改變。2018年，電動汽車僅占美國個人汽車市場的2%。雖然我們即將見證未來十年個人和商用汽車的大規模電氣化，但乘用車僅占所有交通能源消耗的63%。剩下的37%包括航空和貨運。

盡管如此，在使這些系統完全依靠可再生能源發電方面，企業和政府都取得了非凡的進展。飛機：今年的巴黎航展見證了電動商用飛機的推出，易捷航空宣布與初創企業萊特電氣合作，推出一批電動飛機(飛行距離略小于300英里)。卡車運輸：在大型地面運輸領域，特斯拉自詡其電動卡車每年可以節省10萬美元的燃料成本。

隨著像Hyperloop和the Boring Company這樣的項目減少我們對長途人力和貨運航空旅行的依賴，像VR這樣的指數級技術將很快開始間接地打亂我們對身體旅行的需求。將工業部門(占當前能源使用的32%)轉向可再生電力。盡管電力仍占少數，但在工業部門的能源使用中，電力所占比例更大，達到17%。

除了開燈、開空調等顯而易見的問題之外，還有幾個工業過程在大規模地用電。以鋁生產為例，這是一項相對現代的發明，最早可追溯到1886年，從鋁土礦中提取鋁需要高壓電流。(作為參考，美國家庭平均每天需要29千瓦時的電力。)

或者看看合成氣體的產生，更不用說碳基聚合物和聚集體，它們都需要以電流的形式消耗大量能量。未來的先進材料經濟將需要更高比例的能源以電力的形式出現。將商業和住宅部門(占當前能源使用量的38%)轉向可再生電力。最后，幾乎一半的商業和住宅部門的能源使用已經是電力。其中的原因也許最能說明用可再生能源發電的經濟理由。

過去，這個行業幾乎所有的能源都來自化石燃料。但據美國能源情報署的報告，隨著電價持續下跌，家庭用電量也相應增加。隨著可再生能源和融合技術繼續降低成本，商業和住宅用電量只會飆升。

今天，住宅和商業部門已經走上了全面電氣化的道路。隨著轉型速度的不斷加快，在短短10年內，這個行業將有62%的人使用可再生能源發電。這相當于美國能源消耗總量的23.6%。總的來說，這些巨大的轉變代表了50%的可再生能源經濟，以及美國電氣化在短短10年內增長110%。歡迎來到由可再生能源產生的電子驅動的未來。