Угольная энергетика в США - Coal power in the United States

Смотрите также: Добыча угля в США
Завод Боуэн, третья по величине угольная электростанция в США.
Источники электроэнергии на 2016 год.[1]
Электроэнергетика на угле (черная линия) по сравнению с другими источниками, 1949-2016 гг.
Производство угля в 2011 г. по штатам.

Угольная энергетика В Соединенных Штатах генерирует около 20% электричество страны.[2][3] На его долю приходилось 39% производства коммунальных предприятий в 2014 году, 33% в 2015 году, 30,4% в 2016 году, 30,0% в 2017 году, 27,4% в 2018 году и 23,5% в 2019 году.[4] Поставлено угля 12,6квадриллион  БТЕ (3,700 ТВтч ) из первичная энергия электростанций в 2017 году, что составило 91% доли угля в энергоснабжении США.[5] Коммунальные предприятия закупают более 90% угля, потребляемого в США.[6]

В 2019 году их было 241 угольные энергоблоки по США.[7] Угольные заводы быстро закрывались с 2010-х годов из-за более дешевых и чистых натуральный газ и возобновляемые источники энергии.

Уголь использовался для производства электроэнергии в Соединенных Штатах с тех пор, как в 1882 году в Нью-Йорке был построен завод Эдисона.[8] Первая электростанция переменного тока была открыта General Electric в Эренфельд, Пенсильвания в 1902 году, обслуживая Webster Coal and Coke Company.[8] К середине 20 века уголь стал основным топливом для производства электроэнергии в США. Длительный и устойчивый рост производства электроэнергии на угле сменился спадом после 2007 года. Спад был связан с увеличением доступности электроэнергии. натуральный газ, снижение потребления,[9] возобновляемая энергия и более строгие экологические нормы. В Агентство по охране окружающей среды ввел ограничения на угольные электростанции, чтобы противодействовать загрязнение ртутью, смог, и глобальное потепление.

Тенденции, сравнения и прогнозы

Дальнейшая информация: Поэтапный отказ от угля

Средняя доля электроэнергии, вырабатываемой из угля, в США упала с 52,8% в 1997 году до 27,4% в 2018 году.[10] В 2017 году в электроэнергетических компаниях США насчитывалось 359 угольных энергоблоков с общей номинальной мощностью 256 единиц. ГВт[11] (по сравнению с 1024 блоками при номинальной мощности 278 ГВт в 2000 г.).[12]Фактическая средняя выработка электроэнергии из угля в 2006 г. составила 227,1 ГВт (1991 г. ТВтч в год),[13] самый высокий в мире и все еще немного опережающий Китай (1950 ТВтч в год) в то время.[нужна цитата ] В 2000 году среднее производство электроэнергии из угля в США составляло 224,3 ГВт (1966 ТВтч за год).[13] В 2006 году производство электроэнергии в США потребило 1 027 миллионов коротких тонн (932 миллиона метрических тонн) или 92,3% угля, добытого в США.[14]

Использование угля в США сократилось с середины 2000-х годов, а использование природного газа выросло.

Из-за появление сланцевого газа, потребление угля снизилось по сравнению с 2009 годом.[15][9] В первом квартале 2012 года использование угля для производства электроэнергии значительно снизилось, на 21% по сравнению с уровнем 2011 года. По данным Управления энергетической информации США, в период с 2012 по 2016 год на 175 угольных электростанциях будет выведено из эксплуатации 27 гигаватт мощности угольных генераторов.[16] Соответствующий рост продемонстрировал природный газ, увеличившись на треть по сравнению с 2011 годом.[17] Доля угля в производстве электроэнергии упала до чуть более 36%.[17] В течение ноября 2015 года использование угля продолжает стремительно сокращаться, составив около 33,6%.[1]

Угольные станции в основном базовые установки с типичным коэффициентом использования от 50% до 60% (в часах полной нагрузки).

Коммунальные предприятия закрыли и вывели из строя устаревшие угольные электростанции после того, как Агентство по охране окружающей среды (EPA) внедрило Межгосударственное правило загрязнения воздуха (CSAP).[18][19] Объем остановок и сокращение использования зависят от таких факторов, как будущая цена на природный газ и стоимость установки оборудования для контроля загрязнения; однако по состоянию на 2013 год будущее угольных электростанций в США не выглядело многообещающим.[20][21] По последним оценкам, к 2020 году будет выведено из эксплуатации еще 40 гигаватт (ГВт) угольных мощностей (в дополнение к почти 20 ГВт, которые были выведены из эксплуатации в 2014 году). В первую очередь это связано с тем, что недорогой природный газ конкурирует с углем, а EPA Стандарты по ртути и токсичности воздуха (MATS), которые требуют значительного сокращения выбросов ртути, кислых газов и токсичных металлов, вступят в силу в апреле 2015 года.[22] Более 13 ГВт угольных электростанций, построенных в период с 1950 по 1970 год, были выведены из эксплуатации в 2015 году, в среднем 133 МВт на одну станцию.[23] В Техасе падение цен на природный газ снизило коэффициент мощности на 7 угольных электростанциях штата (максимальная мощность 8 ГВт), и они производят около четверти электроэнергии штата.[24]

Стоимость транспортировки угля может составлять около 20 долларов за тонну для поездов или 5–6 долларов за тонну для баржи и грузовика.[25][26] Исследование 2015 года, проведенное консорциумом экологических организаций, показало, что правительство США субсидии на добычу угля составляют около 8 долларов за тонну Бассейн Паудер-Ривер.[27]

В 2018 году в 16 из 50 федеральных земель США не было угля для выработки электроэнергии для общественного электроснабжения (Калифорния, Айдахо, Массачусетс, Род-Айленд и Вермонт), или менее 5% угля в производстве электроэнергии (Коннектикут, США). Мэн, Нью-Гэмпшир, Нью-Джерси, Нью-Йорк, Делавэр) или от 5 до 10% (Аляска, Невада, Миссисипи, Орегон и штат Вашингтон) [28] [29]

Воздействие на окружающую среду

В Соединенных Штатах три угольные электростанции сообщили о крупнейших выбросах токсичных веществ в атмосферу в 2001 году:[30]

Агентство по охране окружающей среды классифицировало 44 объекта как потенциальную опасность для сообществ, что означает, что свалки могут привести к смерти и значительному материальному ущербу, если такое событие, как шторм или разрушение конструкции вызовет разлив. По их оценкам, по всей стране используется около 300 сухих свалок и водоемов для хранения золы от угольных электростанций. Хранилища содержат негорючие ингредиенты угля и золу, улавливаемую оборудованием, предназначенным для уменьшения загрязнения воздуха.[31]

Кислотный дождь

Дальнейшая информация: Кислотный дождь

Побочные продукты угольных электростанций были связаны с кислотный дождь.

Выбросы диоксида серы

86 угольных электростанций имеют мощность 107,1 ГВт, или 9,9% от общей электрической мощности США, они выбросили 5 389 592 тонны SO.2 в 2006 г., что составляет 28,6% США.2 выбросы из всех источников.[32]

Углеродный след: CO2 выбросы

Основная статья: Выбросы парниковых газов в США

Выбросы из производство электроэнергии составляют наибольшую долю парниковых газов в США, 38,9% производства США углекислый газ в 2006 г. (с транспорт выбросы близко - 31%). Хотя в 2006 году на долю угля приходилось только 49% производства электроэнергии в США, на его долю приходилось 83% выбросов CO.2 выбросы, вызванные выработкой электроэнергии в этом году, или 1970 миллионов метрическая тонна CO2 выбросы. Еще 130 миллионов метрических тонн CO2 были выпущены другими промышленными приложениями для сжигания угля.[33]

Нажмите Здесь чтобы увидеть график, отображающий CO2 выбросы угольных электростанций.

Загрязнение ртутью

Угольные электростанции в США, принадлежащие коммунальные услуги выбросил около 48 тонн Меркурий в 1999 г. был крупнейшим источником антропогенного загрязнения ртутью в США.[34] В 1995–96 гг. На это приходилось 32,6% всей ртути, выброшенной в атмосферу в результате деятельности человека в США. Кроме того, 13,1% было выброшено промышленными котлами, работающими на угле, и коммерческими котлами смешанного назначения, а 0,3% - бытовыми объектами, работающими на угле. котлов, в результате чего общее загрязнение ртутью в США из-за сжигания угля составляет 46% от антропогенных источников ртути в США.[35] Напротив, угольные электростанции Китая в 1999 году выбросили около 200 ± 90 тонн ртути, что составило около 38% антропогенных выбросов ртути в Китае (45% выбрасывались при выплавке цветных металлов).[36] Количество ртути в выбросах электростанций можно уменьшить за счет использования Активированный уголь.

Общественные дебаты

Защитники

В 2007 году была запущена рекламная кампания по улучшению общественного мнения об угольной энергетике под названием Сила Америки. Это было сделано Американская коалиция за чистое угольное электричество (в то время известная как «Американцы за сбалансированный выбор энергии»), организация, выступающая за уголь, была основана в 2000 году.

Оппозиция

Перед лицом увеличения спроса на электроэнергию в течение 2000-х годов в США наблюдается «растущая тенденция против угольных электростанций». В 2005 г. 790 МВт Электростанция Мохаве закрыть, а не осуществлять меры по борьбе с загрязнением по решению суда. В 2006–2007 годах сначала наблюдалось оптимистичное рыночное отношение к углю в ожидании появления новой волны электростанций, но политические барьеры и опасения по поводу загрязнения нарастали в геометрической прогрессии, что, вероятно, повредило планам в отношении новой генерации и оказало давление на старые электростанции.[37] В 2007 году 59 предложенных угольных электростанций были отменены, оставлены или приостановлены спонсорами в результате финансовых препятствий, нормативных решений, судебных постановлений и нового законодательства о глобальном потеплении.[38][39]

Кампания Stop Coal призвала к мораторию на строительство любых новых угольных электростанций и к поэтапному отказу от всех существующих, ссылаясь на озабоченность по поводу глобального потепления.[40] Другие призвали к налог на выбросы углерода и требование связывание углерода для всех угольных электростанций.[41]

Создание в январе 2009 года целевой группы при президенте (для изучения путей изменения энергетического направления поставщиков энергии в Соединенных Штатах) поддерживает тенденцию отказа от угольных электростанций.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б http://www.eia.gov/electricity/monthly Электроэнергия ежемесячно Февраль 2017 г.
  2. ^ Общая сводная статистика электроэнергетики, 2020 и 2019 гг. Управление энергетической информации США. Дата обращения 13 октября 2020.
  3. ^ Переход с газа на уголь в США для увеличения потребления угля и сокращения запасов S&P Global Platts Insight. Дата обращения 13 октября 2020.
  4. ^ «Что такое производство электроэнергии в США по источникам энергии? - FAQ - Управление энергетической информации США (EIA)».
  5. ^ Управление энергетической информации США, Таблица 2.13, Таблица 1.7, по состоянию на 21 июня 2018 г.
  6. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2008-09-11. Получено 2008-09-09.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт)
  7. ^ «50 угольных электростанций США закрыты при Трампе». Phys.org. Получено 2020-09-07.
  8. ^ а б Спейт, Джеймс Г. (04.09.2012). Химия и технология угля, третье издание. CRC Press. п. 13. ISBN  9781439836460.
  9. ^ а б Тревор Хаузер, Джейсон Бордофф и Питер Марстерс (25 апреля 2017 г.). "Может ли уголь вернуться?". energypolicy.columbia.edu. Центр глобальной энергетической политики, Школа международных и общественных отношений Колумбийского университета. Получено 15 мая 2017. Усиление конкуренции со стороны дешевого природного газа является причиной 49% сокращения внутреннего потребления угля в США. Более низкий, чем ожидалось, спрос составляет 26 процентов, а рост возобновляемой энергии - 18 процентов.
  10. ^ «Ежемесячный отчет по электроэнергии - Управление энергетической информации США». www.eia.gov.
  11. ^ «Существующие электрогенерирующие установки в США». Управление энергетической информации. 2009. Получено 2010-07-27.
  12. ^ «Инвентаризация электростанций общего пользования в США за 2000 год». Управление энергетической информации. Март 2002 г.. Получено 2008-06-19.
  13. ^ а б «Годовой отчет по электроэнергии с данными за 2006 г.». Управление энергетической информации. Октябрь 2007 г.. Получено 2008-06-19.
  14. ^ «Потребление угля в США по секторам конечного использования». Управление энергетической информации. 25 июля 2008 г.. Получено 2008-08-29.
  15. ^ Лиам Деннинг. "Трамп не может снова сделать и уголь, и гидроразрыв «2016-05-29. Цитата:« Тенденция к отрыву доли рынка газа от угля всерьез началась в 2009 году, когда стоимость газа для производства электроэнергии резко упала ».
  16. ^ Герхард, Тина (1 ноября 2012 г.). «Рекордное количество выведенных из эксплуатации угольных электростанций». Электронный журнал. Архивировано из оригинал 1 ноября 2012 г.
  17. ^ а б Electric Power Monthly, март 2011 г. (выпущен в мае 2012 г.), Управление энергетической информации США.
  18. ^ Отчет о прогрессе Агентство по охране окружающей среды. Дата обращения 13 октября 2020.
  19. ^ «EPA завершает разработку правил по загрязнению воздуха между штатами - The Hill's E2-Wire». Архивировано из оригинал на 2011-08-09. Получено 2011-08-06.
  20. ^ Брэд Плумер (8 апреля 2013 г.). «Исследование: угольная промышленность в гораздо большей опасности, чем кто-либо думает». Вашингтон Пост. Получено 8 апреля, 2013.
  21. ^ Линкольн Ф. Пратсон; Дрю Херер; Далия Патиньо-Эчеверри (15 марта 2013 г.). «Цены на топливо, стандарты выбросов и затраты на выработку угля по сравнению с электростанциями, работающими на природном газе». Экологические науки и технологии. 47 (9): 4926–4933. Дои:10.1021 / es4001642. PMID  23496173.
  22. ^ «В рамках AEO2014 к 2016 году будет выведено из эксплуатации больше угольных электростанций, чем планировалось». Сегодня в энергетике. Управление энергетической информации США. Получено 25 июля, 2014.
  23. ^ «Уголь составлял более 80% выбывающих генерирующих мощностей в 2015 году». ОВОС. В архиве с оригинала от 20 августа 2016 г.. Получено 31 августа 2016.
  24. ^ «5 диаграмм, показывающих, как уголь убивают в Техасе». 2016-10-17. Получено 19 октября, 2016.
  25. ^ Реальные средние расходы на транспортировку и поставку угля в разбивке по годам и основным видам транспортировки (2017 долл. США за тонну) Управление энергетической информации США. Дата обращения 13 октября 2020.
  26. ^ «Ставки на железнодорожные перевозки угля».
  27. ^ «Оценка субсидий на производство энергетического угля».
  28. ^ EIA, Чистое производство угля на объектах коммунального хозяйства, [1], 20. ноя 2018
  29. ^ за янв.-окт. 2018 см. EIA, Utility Scale Facility Net Generation [2], 20. ноя 2018
  30. ^ «Угольные и нефтяные электростанции - главные источники загрязнения в Северной Америке». www.ens-newswire.com.
  31. ^ «Ассошиэйтед Пресс - июнь 2009 г.».
  32. ^ «Сеть трансфера технологий: государственный индекс выбросов». Агентство по охране окружающей среды США. Архивировано из оригинал на 2008-12-04. Получено 1 мая 2008.
  33. ^ «Инвентаризация выбросов и стоков парниковых газов в США: 1990–2006 гг.» (PDF). Агентство по охране окружающей среды США. 15 апреля 2008 г.. Получено 2008-08-29.
  34. ^ «НИОКР по контролю выбросов ртути». Министерство энергетики США. 2006-01-18. Архивировано из оригинал на 2007-12-22. Получено 2008-01-27.
  35. ^ «Исследование ртути: отчет для Конгресса (EPA-452 / R-97-004)» (PDF). 2. Агентство по охране окружающей среды США. Декабрь 1997 г.. Получено 2008-07-31. Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  36. ^ Улицы Д. Г .; Hao J .; Wu Y .; и другие. (2005). «Антропогенные выбросы ртути в Китае». Атмос. Environ. 39 (40): 7789–7806. Дои:10.1016 / j.atmosenv.2005.08.029.
  37. ^ «Паланг Тай: растущая тенденция против угольных электростанций (США)». Архивировано из оригинал на 2007-12-22. Получено 2007-12-19.
  38. ^ «59 угольных заводов закрыты, закрыты или приостановлены в 2007 году», Lowbagger.org, 22.01.08
  39. ^ «Победы 2007»,[постоянная мертвая ссылка ] Уголь
  40. ^ Хотите остановить глобальное потепление? ОСТАНОВИТЬ УГОЛЬ!
  41. ^ «Законодательство об ограничениях на торговлю и налог на выбросы углерода». Архивировано из оригинал на 2007-10-15. Получено 2007-11-13.

внешняя ссылка