تولید برق ایالات متحده در سال ۲۰۲۲
این هزینه وارد شده به صنعت برق از جانب کاربران برق به دلیل کاهش مصرف، بار مالی زیادی را ایجاد کرد و برای شرکت‌های تولیدکننده برق، به این معنی بود که آنها در باتلاق تقاضا گیر کرده‌اند. اما پس از آن در سال ۲۰۲۲، سرانجام پس از ۱۴ سال رکود، تقاضا برای برق به شدت افزایش یافت که به‌نظر می‌رسد شارژ خودروهای برقی و استخراج کریپتو دلیل اصلی این افزایش تقاضا باشد. بر اساس داده‌‌‌های اداره اطلاعات انرژی آمریکا (EIA) که هفته گذشته منتشر شد، تولید برق در ایالات متحده از سال ۲۰۲۱ با ۵/ ۳درصد افزایش به رکورد جدید ۴۲۹۷۰۰۰ گیگاوات ساعت رسید. در حالی که میزان تولید در سال ۲۰۲۱ با سال ۲۰۰۷ یکسان بود و بنابراین در سال ۲۰۲۲، میزان برق تولیدی تنها ۵/ ۳درصد از سال ۲۰۰۷ افزایش یافت.
سهم کل برق تولید شده از هر منبع
سهم گاز طبیعی و سایر گازها در تولید برق در سال ۲۰۲۲ در ایالات متحده به رکورد ۶/ ۳۹درصد رسید. سهم زغالسنگ از ۵۱درصد در سال ۲۰۰۱ به ۳/ ۱۹درصد کاهش یافت. سهم نیروگاههای هسته‌ای در تولید برق این کشور بالغ بر ۱۸درصد و سهم تمام انرژی‌های تجدیدپذیر (بادی، آبی، خورشیدی، زمین‌گرمایی، زیست توده) حدود ۶/ ۲۲درصد شد. سهم انرژی‌های تجدیدپذیر بدون در نظر گرفتن تولید نیروگاههای برق‌آبی ۵/ ۱۶ درصد، سهم باد بالغ بر ۱/ ۱۰ درصد، سهم برق‌آبی۱/ ۶درصد، سهم تولید پنل‌های خورشیدی، از جمله پنل‌های نصب شده در پشت بام ۸/ ۴ درصد، سهم انرژی زمین‌گرمایی و زیست توده ۶/ ۱درصد و سهم سوخت‌های مبتنی بر نفت و کک ۵/ ۰درصد بود. این در حالی است که ترکیب نحوه تولید برق در طول سال‌ها به طرز چشمگیری تغییر کرده است.
در سال ۲۰۲۲ مجموع سهم برق تولید شده توسط باد و خورشید، از جمله انرژی خورشیدی در مقیاس کوچک، به ۹/ ۱۴درصد افزایش یافت. این سهم طی ۶ سال از سال ۲۰۱۶ دو برابر شده است. برق خورشیدی در مقیاس کوچک ۴/ ۱درصد از کل انرژی تولیدشده در ایالات‌متحده در سال ۲۰۲۲ و ۲۹درصد از کل انرژی خورشیدی را به خود اختصاص داده است. بر اساس گیگاوات ساعت، تولید برق از سال ۲۰۱۴، یعنی اولین سالی که EIA شروع به ارزیابی آن کرد، ۴۳۰درصد افزایش یافته و از ۱۱هزارگیگاوات ساعت در سال ۲۰۱۴ به ۵۸.۵۰۰گیگاوات ساعت در سال ۲۰۲۲ رسیده است. زیست توده شامل چند دسته کوچک می‌شود که شامل چوب و سوخت‌های مشتق‌شده از چوب (۳۶.۶۰۰ گیگاوات ساعت)، گاز دفن زباله (۹هزار گیگاوات ساعت) و سایر زیست توده زباله (۲۲۰۰ گیگاوات ساعت) هستند. بیشتر نیروگاههای زمین‌گرمایی در کالیفرنیا واقع شده که در دهه ۱۹۷۰ ساخته شدهاند و میزان برق تولیدی از آنها در سال ۲۰۲۲ بالغ بر۱۷هزار گیگاوات ساعت می‌شود.
کاهش تولید برق مبتنی بر زغالسنگ
تولید برق نیروگاههای زغالسنگسوز از سهم ۵۱ درصدی در سال ۲۰۰۱ به ۱۹درصد در سال ۲۰۲۲ کاهش یافته که به گفته کارشناسان متاثر از چند عامل است که در ادامه به آنها اشاره می‌کنیم.
۱. نوآوری در فناوری‌ها
نیروگاه گاز طبیعی سیکل ترکیبی در دهه ۱۹۹۰ به صورت تجاری در دسترس قرار گرفت. در این نوع نیروگاه، گاز طبیعی یک توربین گازی (مشابه موتور جت) را به‌حرکت درمیآورد که در نهایت یک ژنراتور برق به حرکت در‌می‌آید. علاوه بر این، از گرمای خروجی اگزوز برای ایجاد بخار فشار بالا استفاده می‌شود که یک توربین بخار را تغذیه می‌کند و آن نیز یک ژنراتور را به حرکت درمیآورد. این نیروگاه‌ها یک بازده حرارتی حدود ۶۵ درصدی دارند. به عبارت دیگر، در مقایسه با نیروگاه مبتنی بر زغالسنگ که در آن بیش از ۶۰درصد اتلاف حرارتی وجود دارد، حدود ۳۵درصد به عنوان گرمای زائد از بین می‌رود.
۲. گاز طبیعی ارزان تولیدشده از روش فراکینگ
رونق روش شکست هیدرولیکی (فراکینگ) برای تولید گاز طبیعی در ایالات متحده باعث شد تا قیمت گاز طبیعی تا سال ۲۰۰۹ کاهش یابد. در سال‌های اخیر قیمت گاز طبیعی ایالات‌متحده بسیار نوسان داشته است. به‌عنوان مثال، پس از جهش کوتاه در اوایل سال گذشته، قیمت در اواخر سال گذشته کاهش یافت و به قیمت‌های پایین گذشته خود بازگشت.
۳. نیروگاههای بادی
نیروگاههای بادی در حال حاضر مقرون‌به‌صرفه‌تر از نیروگاههای زغالسنگسوز هستند. در حالی که هر دو دارای هزینه نصب هستند، اما باد رایگان است و زغالسنگ یک سوخت تجدیدناپذیر است. از این رو نیروگاههای زغالسنگسوز نمی‌توانند با یک نیروگاه سیکل ترکیبی مبتنی بر گاز طبیعی و با نیروی باد رقابت کنند و هیچ نیروگاه جدیدی با سوخت زغالسنگ در دهه گذشته ساخته نشده است.
برنامه‌ریزی برای بازنشستگی و میزان افزایش نیروگاه‌ها در سال ۲۰۲۳
بازنشستگی: در مجموع ۵/ ۱۴ گیگاوات نیروگاه در سال ۲۰۲۳ در ایالات متحده از رده خارج خواهند شد. قدیمی‌‌‌ترین و کم‌‌‌بازده‌‌‌ترین نیروگاههای زغالسنگسوز که بیشتر آنها در دهه‌‌‌های ۱۹۷۰ و ۱۹۸۰ ساخته شدهاند، در این سال به‌‌‌طور مداوم بازنشسته میشوند. در حالی که در سال ۲۰۲۲ نیروگاههای زغالسنگ با ظرفیت ۵/ ۱۱ گیگاوات بازنشسته شدند، طبق گزارش EIA، در سال ۲۰۲۳ بالغ بر ۹/ ۸ گیگاوات از نیروگاههای زغالسنگسوز قرار است بازنشسته شوند. علاوه بر این، ۲/ ۶گیگاوات از ظرفیت نیروگاههای گاز طبیعی قدیمی در سال ۲۰۲۳ از رده خارج خواهند شد و میزان ظرفیت بازنشستگی کل ترکیب نیروگاههای مبتنی بر زغالسنگ و گاز طبیعی بالغ بر ۵/ ۱۴ گیگاوات خواهد بود.
افزایش ظرفیت
بالغ بر ۱/ ۵۶ گیگاوات در مجموع ظرفیت جدید تولید برق در مقیاس شهری برنامه‌ریزی شده است که در سال ۲۰۲۳ به شبکه برق ایالات‌متحده اضافه می‌شود، که طبق گزارش EIA بیشترین افزایش از سال ۲۰۰۲ است و از نظر افزایش خالص ظرفیت جدید تولید برق بزرگ‌ترین افزایش از سال ۲۰۰۳ است. از ۱/ ۵۶ گیگاوات ظرفیت اضافه شده در سال۲۰۲۳ سهم انرژی خورشیدی ۲۹ گیگاوات، گاز طبیعی بالغ بر ۸/ ۷ گیگاوات، برق تولید شده از باد ۵/ ۷ گیگاوات و انرژی هسته‌ای ۲/ ۲ گیگاوات است که شامل دو رآکتور در نیروگاه Vogtle در جورجیاست. همچنین افزایش ظرفیت ذخیرهسازی باتری بالغ بر ۵/ ۹گیگاوات خواهد بود که بیش از دو برابر ظرفیت ۸/ ۸گیگاوات موجود است و حدود سه‌چهارم موارد اضافه شده در تگزاس و کالیفرنیا خواهد بود.
البته فناوری ذخیره باتری به خودی خود به عنوان یک منبع تولید برق مطرح نیست. اما با توجه به عملکرد آن در فروش برق در زمانی که تقاضا و قیمت‌ها بالاست، در حال حاضر به عنوان ظرفیت تولید برق طبقه‌بندی می‌شود. شاید وقتی در آینده نزدیک این نوآوری توسعه یافت، دسته‌بندی خودش را داشته باشد. فناوری ذخیرهسازی باتری به یک فرصت پر‌منفعت و داغ در صنعت نیرو تبدیل شده است، جایی که تاسیسات ذخیرهسازی می‌توانند در ساعاتی از روز با ظرفیت مازاد، برق را در بازار عمده‌‌‌فروشی خریداری کنند و آن را در ساعات اوج قیمت بفروشند. باتری‌ها به تعادل بار شبکه کمک می‌کنند و در ارتباط با تاسیسات بادی و خورشیدی به‌خوبی کار می‌کنند. آنها به‌تدریج به یک فرصت تجاری بزرگ تبدیل میشوند.
