到2030年,超过50%的美国经济将使用可再生能源发电。当我们将美国和全球能源经济从化石燃料转移出去时,有什么影响?

有史以来第一次,我们对可再生能源的利用超过了国内对煤炭的依赖,煤炭是能源民主化的一个重要里程碑。

风能,太阳能,地热能,水力发电,核能和局部电网的当前技术进步正在形成廉价,丰富和普遍存在的能源的未来。

上周,我讨论了内燃机的即将死亡 - 很快加入蒸汽机作为过去的遗物。

今天,我将探讨我们快速接近全电动可再生能源经济的方式。两个中断领域占据中心位置:

我们如何生产能源。我们如何利用能源,让我们潜入。

能源生产

简而言之,未来几十年我们的世界将需要比现在更多的能量。

新兴国家的工业和技术繁荣带来了数十亿的高需求能源消费者,现在和美国和欧洲同行一样贪婪。到2030年,中国的能源消耗预计将翻一番,而印度也是如此。

在我们的“线性和稀缺性”的化石燃料世界中,这些暴涨的趋势提出了一个问题:更多的需求等于更多的环境破坏,更高的价格和更大的地缘政治紧张局势,因为“富人”供应“穷人”。

幸运的是,“全球性和指数性思维”提供了另一种选择。不要将馅饼切成更薄更薄的切片,而是烘烤更多的馅饼。

也就是说,价格较高的碳氢化合物燃料推动市场激励,大力投资替代能源。电池,太阳能,风能,地热甚至核聚变方面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,最终转变为全电力经济。

正如我在上周的博客中所讨论的那样,我们向可再生能源的快速转型将受到纯粹经济学的推动。

2010年至2017年期间,美国公用事业规模的太阳能光伏资本成本下降了五倍,从每千瓦5-6美元降至仅1-2美元。而价格暴跌的唯一限制因素是技术,而非资源可用性。

在今天的化石燃料市场中,迄今为止最大的成本是商品本身,即煤,石油或天然气。但可再生能源的情况恰恰相反。想想所需的商品:太阳,风,(在很大程度上)核能,水都是免费的。

生产者承担的所有成本都在于建设和维护基础设施,以利用这些可再生能源的电力。因此,围绕这些来源的最大商机主要是通过改进技术解锁,技术进步的速度正在加快。

像通用电气这样的公司正在投资数亿美元的微电网和智能电网,这将使更多人群更容易获得电力。太阳能公司的几家公司,如SunRun,Sun Power和Sunnova Energy Corp,正在大大提高太阳能电池的效率,无论是在生产,安装还是制造方面。

但我们的能源如何使用?

能源利用

如今,交通运输占美国总能源使用量的大约28%。然而,目前几乎没有任何能源使用是电动的。

这是美国电气化最大的增长机会。随着可再生能源的进步降低了电价,市场将通过利用这种电气化作出回应。

虽然目前只有20.5%的美国经济处于电气化状态,但到2030年这个数字有可能跃升至50%以上。

但这将如何发生?

由于三大能源消耗领域的激动人心的创新:运输,商业和住宅以及工业。

虽然这些行业在不同程度上代表了电气化潜力,但这是我们未来十年可能达到50%可再生能源经济的途径:

将运输部门(目前能源使用的29%)转变为可再生电力:

与内燃机驱动的车辆相比,电动车辆(EV)每英里更便宜,维护需求更少,可靠性更高,并且运动部件(电动车<200,而燃气汽车> 1,000部件)的运动部件少得多。

最终,当产品更便宜,更好时,消费者会改变。电动汽车在2018年仅占美国个人汽车市场的2%。虽然我们即将见证未来十年内个人和商用车的大规模电气化,但乘用车仅占所有交通能源使用的63%。其余37%包括空运和货运。

尽管如此,公司和政府都在使这些系统充分利用可再生能源发电方面取得了非凡的进展。

飞机:

今年的巴黎航空展见证了电动商用飞机的推出,因为EasyJet宣布与初创公司Wright Electric合作推出一系列电动飞机(能够行驶不到300英里)。

货运:

在大型地面交通领域,特斯拉声称其电动卡车每年可节省10万美元的燃料成本。

而像Hyperloop和Boring公司这样的项目减少了我们对长途人员和货运航空旅行的依赖,像VR这样的指数技术将很快开始间接地破坏我们首先实际旅行的需求。

将工业部门(当前能源使用的32%)转变为可再生电力:

虽然仍然占少数,但电力占工业部门能源使用的17%。

除了明显的嫌疑人 - 打开车灯,运行空调等 - 一些工业过程大规模使用电力。

采取铝生产,这是一项相对现代的发明,可追溯到1886年,需要高压电流从铝土矿中提取铝。目前,最好的冶炼厂使用大约13千瓦时来生产一公斤铝。(作为参考,一天的美国家庭平均需要大约29千瓦时的电力。)

或者看一下合成气的产生,更不用说碳基聚合物和聚合物的产生,两者都需要以电流形式存在的大量能量。

明天的先进材料经济将需要更高比例的能源来采取电力形式。

将商业和住宅部门(当前能源使用的38%)转移到可再生电力:

最后,几乎一半的商业和住宅部门的能源使用已经是电力。其原因或许最能说明可再生能源电气化的经济论点。

过去几乎所有这个部门的能源都来自化石燃料。但是,正如美国能源情报署报告的那样,随着电价持续下降,家庭电力采用率相应增加。

随着可再生能源和融合技术不断降低成本,商业和住宅用电只会飙升。

计算总数

如果我们假设部门运输,住宅和商业以及工业的能源使用比率保持相对稳定,那么我们的经济已经成为未来十年可再生能源电气化50%以上的目标。

到2030年,我们向66%的电动运输行业发展的轨迹使我们的电力经济总量达到19.3%。

接下来:如果另外30%的工业部门变得电气化 - 要求保守的年增长率为3% - 这将使我们的总体经济电气化增加7.1%。

就在今天,住宅和商业部门正在顺利实现全面电气化。随着持续的过渡速度,该行业高达62%的人将在短短10年内使用可再生能源进行电气化。这占美国总能耗的23.6%。

加在一起,这些巨大的变化代表了50%的可再生电力经济,并在短短10年内增加了110%的美国电气化。

欢迎来自可再生能源产生的电子驱动的未来。

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