伯克利實(shí)驗(yàn)室的新研究回顧了實(shí)現(xiàn)無(wú)碳電力部門的進(jìn)展。對(duì)氣候變化的關(guān)注正促使美國(guó)越來(lái)越多的州、公用事業(yè)公司和企業(yè)設(shè)定電力部門碳排放為零的目標(biāo)。迄今為止，17個(gè)州加上華盛頓特區(qū)和波多黎各已經(jīng)通過(guò)了法律或行政命令，在未來(lái)幾十年內(nèi)實(shí)現(xiàn)100%無(wú)碳電力。此外，46家美國(guó)電力公司已承諾最遲在2050年實(shí)現(xiàn)無(wú)碳排放。總的來(lái)說(shuō)，這些目標(biāo)涵蓋了美國(guó)人口和經(jīng)濟(jì)的一半左右。

這些都是雄心勃勃的目標(biāo)，但對(duì)過(guò)去15年電力部門的新觀察表明，大規(guī)模減排是可能的。

能源部勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（伯克利實(shí)驗(yàn)室）的新研究分析了歷史趨勢(shì)，以研究電力部門在減少排放方面已經(jīng)取得了多少進(jìn)展。這項(xiàng)標(biāo)題為《通往零的一半：實(shí)現(xiàn)無(wú)碳電力部門的進(jìn)展》的研究回顧了能源信息署（EIA）的2005年年度能源展望，EIA是美國(guó)政府收集和分析數(shù)據(jù)的官方機(jī)構(gòu)。

該研究的主要作者、伯克利實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家Ryan Wiser說(shuō)："按常規(guī)預(yù)測(cè)，從2005年到2020年，每年的二氧化碳排放量從24億到30億公噸（MMT）上升。但2020年的實(shí)際排放量下降到只有14.5億公噸。美國(guó)將電力部門的排放量比預(yù)測(cè)水平減少了52%，所以現(xiàn)在已經(jīng)行至半路。"

根據(jù)該研究，相對(duì)于預(yù)測(cè)值，消費(fèi)者的總電力成本降低了18%；對(duì)人類健康和氣候的成本分別降低了92%和52%；而發(fā)電行業(yè)的工作數(shù)量增加了29%。

從技術(shù)進(jìn)步到政策，該研究確定了過(guò)去15年中促使美國(guó)電力部門降低碳排放的主要驅(qū)動(dòng)因素。2020年的電力總需求與2005年幾乎完全相同，比15年前的預(yù)測(cè)低24%。"這種需求的下降部分是由于部門和經(jīng)濟(jì)的變化，但也是由于政策和技術(shù)進(jìn)步所推動(dòng)的更高的能源效率，"Wiser說(shuō)。

研究人員發(fā)現(xiàn)，風(fēng)能和太陽(yáng)能的表現(xiàn)大大超出了預(yù)期，2020年的發(fā)電量是預(yù)測(cè)的13倍。這也是技術(shù)發(fā)展以及州和聯(lián)邦政策的結(jié)果，因?yàn)樾碌娘L(fēng)能和太陽(yáng)能技術(shù)的價(jià)格暴跌。此外，核能發(fā)電基本上保持穩(wěn)定，跟蹤過(guò)去的預(yù)測(cè)，并幫助確保碳排放沒(méi)有倒退。

研究發(fā)現(xiàn)，從煤炭轉(zhuǎn)向天然氣發(fā)電在降低碳排放方面發(fā)揮了很大作用。在頁(yè)巖氣革命和低燃料價(jià)格的推動(dòng)下，天然氣發(fā)電占比迅速增長(zhǎng)。研究人員還發(fā)現(xiàn)，過(guò)去15年的變化有許多其他經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。例如，2020年消費(fèi)者的總電費(fèi)比EIA之前預(yù)測(cè)的低18%，每年共節(jié)省860億美元。

根據(jù)該研究，減少硫和氮的排放導(dǎo)致了較低的健康影響，如呼吸道疾病，每年過(guò)早死亡人數(shù)從38000人下降到3100人。共同作者、伯克利實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家Dev Millstein說(shuō)："與一切照舊的預(yù)測(cè)相比，國(guó)家不僅大大減少了其碳足跡，而且還減少了總的能源費(fèi)用和健康負(fù)擔(dān)。"

該研究還發(fā)現(xiàn)，雖然就業(yè)模式隨著電力部門的變化而變化，但電力供應(yīng)正在支持比早期預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的情況多20萬(wàn)個(gè)工作。雖然回顧表明，在15年的時(shí)間里，排放的巨大變化是可能的，但該研究指出，這并不保證未來(lái)15年將看到類似的進(jìn)展。

鑒于風(fēng)能、太陽(yáng)能和電池技術(shù)的進(jìn)步，這些資源很可能在近期內(nèi)對(duì)電力部門的進(jìn)一步脫碳發(fā)揮重要作用。根據(jù)該研究，接近零碳電力部門目標(biāo)所需的很大一部分能力已經(jīng)在開(kāi)發(fā)過(guò)程中：大約660吉瓦的風(fēng)能和太陽(yáng)能已經(jīng)申請(qǐng)了傳輸通道，超過(guò)了接近零碳電力部門目標(biāo)所需的一半。并非所有提議的項(xiàng)目都會(huì)被建造，但其規(guī)模表明了對(duì)發(fā)展綠色能源的興趣。

擴(kuò)大可再生能源的規(guī)模需要大量的基礎(chǔ)設(shè)施。電力部門將不得不確保電力輸送、可靠性和復(fù)原力；建立新的輸電基礎(chǔ)設(shè)施；改變規(guī)劃和電網(wǎng)運(yùn)行；修改選址程序；并關(guān)注受影響的工人和社區(qū)。另一個(gè)主要挑戰(zhàn)是如何滿足最后一部分需求，以確保在風(fēng)不吹、太陽(yáng)不照的情況下有可靠的電力供應(yīng)。該研究的結(jié)論是，需要進(jìn)一步研究、開(kāi)發(fā)和展示能夠填補(bǔ)這一空白的眾多技術(shù)，如更長(zhǎng)時(shí)間的能源儲(chǔ)存、氫氣或合成燃料、生物能源、帶有碳捕獲的化石或生物質(zhì)發(fā)電、核能、地?zé)崮茉春蛶в袃?chǔ)存的太陽(yáng)能-熱能。