Uusiutuva energia Yhdysvalloissa: yleiskatsaus, kapasiteetti ja kasvu
Uusiutuva energia Yhdysvalloissa — kattava yleiskatsaus kapasiteetista, tuuli- ja aurinkoenergian nopeasta kasvusta sekä liikenteen biopolttoaineiden kehityksestä ja tulevaisuudesta.
Uusiutuvien energialähteiden kaupallistamisen nykytilanne Yhdysvalloissa vaihtelee huomattavasti eri uusiutuvien energialähteiden teknologioiden välillä, ja joitakin niistä kaupallistetaan parhaillaan.
Tuulivoima
Tuulivoima on kasvava teollisuudenala Yhdysvalloissa. American Wind Energy Associationin viimeisimmät luvut osoittivat aikaisempina vuosina asennetun kapasiteetin kasvaneen nopeasti; esimerkiksi aiemmin raportoitu 11 600 MW heijastaa tilannetta menneinä vuosina. Viime vuosien rakentaminen on kuitenkin nostanut maan kokonaistuotannollista tuulivoimakapasiteettia huomattavasti. Texas on vakiintunut tuulivoiman kehittämisen johtavaksi osavaltioksi, ja sen jälkeen tulevat muun muassa Kalifornia ja Iowa. Myös keskisen ja eteläisen Yhdysvaltain laajat maatalous- ja aavikkoalueet ovat toimineet suurina kehitysalueina.
Tuulivoiman kaupallistumista ja laajentumista ovat vauhdittaneet mm. tuotantotukijärjestelmät (kuten PTC), teknologinen kehitys, kustannusten lasku ja yhtiöiden pitkäaikaiset ostosopimukset. Haasteina ovat verkon siirtoyhteyksien riittävyys, paikallinen hyväksyntä ja ajoittainen tuotannon vaihtelu, jotka edellyttävät lisää lämmön- ja sähköverkon joustavuutta sekä varastointiratkaisuja.
Aurinkoenergia (aurinkolämpö ja aurinkosähkö)
Lisäksi on rakennettu useita aurinkolämpövoimaloita, kuten uusi 64 MW:n Nevada Solar One. Suurin näistä aurinkolämpövoimaloista on Mojaven autiomaassa sijaitseva SEGS-voimalaryhmä, jonka kokonaistuotantokapasiteetti on 354 MW, mikä tekee järjestelmästä maailman suurimman aurinkovoimalan. Yhdysvaltain suurin aurinkosähkövoimalaitos on 4,6 MW:n Springerville Generating Station, joka sijaitsee Tucsonin lähellä Arizonassa.
On kuitenkin tärkeää huomata, että aurinkosähkön kentässä tapahtunut kehitys on ollut voimakasta: aurinkopaneelien hinnat ovat laskeneet merkittävästi, ja nykyiset suurimmat aurinkovoimalat ovat satojen megawattien kokoluokkaa (esimerkiksi Solar Star ja Topaz -projektit). Aurinkolämpö (CSP) oli aikaisemmin näkyvä tekniikka suuremmissa aurinkovoimaloissa, mutta tavallisin tapa tuottaa aurinkosähköä on nykyään valtasuuntaan perustuva aurinkopaneelituotanto (PV), niin maassa kuin katoillakin.
Myös hajautetun aurinkosähkön (katot ja pienemmät asennukset) markkinat ovat laajentuneet, ja akkukapasiteetin halpeneminen on lisännyt mahdollisuuksia yhdistää aurinkotuotanto varastointiin, mikä tasoittaa tuotannon vaihtelua ja parantaa itsekäyttöä.
Liikenteen biopolttoaineet ja muut liikenteen ratkaisut
Liikenteen uusiutuvien polttoaineiden osalta voidaan todeta, että suurin osa Yhdysvalloissa nykyisin liikenteessä olevista autoista voi käyttää jopa 10 prosentin etanolisekoitusta, ja moottoriajoneuvojen valmistajat valmistavat jo nyt ajoneuvoja, jotka on suunniteltu käyttämään paljon suurempia etanolisekoituksia.
Lisäksi markkinoille on tullut useita muita uusiutuvia tai matalahiilisiä vaihtoehtoja: uusiutuva diesel ja uusiutuva lentopolttoaine (SAF), biokaasu, sekä sähkö- ja vetyajoneuvot. Flex-fuel -ajoneuvot ja E85-kelpoiset mallit antavat mahdollisuuden korkeampiin etanoliprosentteihin, kun jakeluverkosto ja aluerakenteet tukevat sitä. Julkinen politiikka, polttoaineverot ja jakeluinfrastruktuuri vaikuttavat voimakkaasti etanolin ja muiden biopolttoaineiden käytön laajuuteen.
Kapasiteetin kasvu, markkinat ja politiikka
Solar Energy Industries Association ja GTM Research havaitsivat, että uuden aurinkosähkökapasiteetin määrä kasvoi vuonna 2012 76 prosenttia vuodesta 2011, mikä nosti Yhdysvaltojen markkinaosuuden maailman asennuksista yli 10 prosenttiin, kun se viimeisten seitsemän vuoden aikana oli noin 5-7 prosenttia. Nämä luvut kuvaavat alkuvaiheen voimakasta laajentumista aurinkoenergian saralla.
Myöhempinä vuosina Yhdysvaltojen uusiutuvan energian markkinat ovat jatkaneet kasvuaan. Vuosisataiseen kasvuun ovat vaikuttaneet niin liittovaltion kuin osavaltioiden tukitoimet (esim. Investment Tax Credit ja Production Tax Credit), uusiutuvan energian tavoitteet (RPS), sekä vuoden 2022 poliittiset toimet, jotka vahvistivat investointeja ja verokannustimia. Yritysten uusiutuvan energian hankinnat ja sähkö-ostositoumukset (PPAs) ovat myös lisänneet kysyntää.
Muut teknologiat ja haasteet
Vesivoima on perinteisesti ollut merkittävä uusiutuvan energian lähde Yhdysvalloissa, mutta sen kasvu on rajallista ympäristö- ja lupa-asioiden vuoksi. Geoterminen energia ja biomassapohjaiset ratkaisut toimivat paikallisesti ja teollisuuden CHP-sovelluksissa. Offshore-tuulivoima on nousussa erityisesti itärannikolla; ensimmäiset kaupalliset hankkeet ovat valmistuneet ja suuremmat projektit ovat kehitysvaiheessa.
Merkittäviä haasteita kaupallistamiselle ja laajalle käyttöönotolle ovat:
- siirtoverkkojen kapasiteetin ja joustavuuden kehittäminen,
- verkkoinfrastruktuurin investoinnit ja pitkäaikaiset luvat,
- toimitusketjujen rakentaminen ja kotimaisen komponenttituotannon vahvistaminen,
- tarve varastointiratkaisuille ja järjestelmän integroinnille uusiutuviin lähteisiin,
- paikalliset ympäristö- ja maankäyttökiistat.
Tulevaisuuden näkymät
Yhdysvalloissa uusiutuvan energian kaupallistaminen jatkuu voimakkaana seuraavina vuosina. Ennakoitavissa on edelleen aurinko- ja tuulivoiman laajenemista, akkuvarastoinnin merkittävää kasvua, offshore-tuulivoiman asteittaista käyttöönottoa ja uusiutuvien polttoaineiden monipuolistumista liikenteessä. Poliittiset kannusteet, teknologian kehitys ja kustannusten lasku tulevat määräämään kasvun nopeutta ja muotoa.
Yhteenvetona: Yhdysvaltojen uusiutuvan energian kenttä on monimuotoinen ja nopeasti muuttuva. Vanhemmat luvut, kuten artikkelissa mainitut asennetut megawatit ja varhaiset aurinkomarkkinan hyppäykset, kuvaavat kehityksen vaiheita, mutta kokonaiskuva on sellainen, että kapasiteetti ja markkinat ovat kasvaneet huomattavasti näiden historiallisen lukujen jälkeen.
Tuuli, aurinko ja biomassa ovat kolme uusiutuvaa energialähdettä.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on uusiutuvan energian kaupallistamisen nykytilanne Yhdysvalloissa?
V: Uusiutuvien energialähteiden kaupallistamisen nykytila Yhdysvalloissa vaihtelee huomattavasti eri uusiutuvien energialähteiden teknologioiden välillä, ja joitakin niistä kaupallistetaan parhaillaan.
K: Kuinka paljon tuulivoimakapasiteettia Yhdysvalloissa on?
V: American Wind Energy Associationin viimeisimpien lukujen mukaan Yhdysvaltojen asennettu tuulivoimakapasiteetti on nyt yli 11 600 MW, mikä riittää palvelemaan kolmea miljoonaa keskivertokotitaloutta.
K: Missä osavaltiossa tuulivoimaa on kehitetty eniten?
V: Texas on vakiintunut tuulivoiman kehittämisen johtavaksi osavaltioksi, jonka jälkeen tulee Kalifornia.
K: Mikä on Yhdysvaltojen suurin aurinkolämpövoimala?
V: Yhdysvaltain suurin aurinkolämpövoimala on Mojaven autiomaassa sijaitseva SEGS-voimalaryhmä, jonka kokonaistuotantokapasiteetti on 354 MW, mikä tekee siitä maailman suurimman aurinkovoimalan.
Kysymys: Mikä on tällä hetkellä suurin sallittu etanolisekoitus autojen polttoaineeksi Yhdysvaltojen teillä?
V: Useimmat Yhdysvaltojen teillä nykyisin kulkevat autot voivat käyttää enintään 10 prosentin etanolisekoitusta, ja moottoriajoneuvojen valmistajat valmistavat jo nyt ajoneuvoja, jotka on suunniteltu kulkemaan paljon suuremmilla etanolisekoituksilla.
K: Kuinka paljon uusi aurinkosähkökapasiteetti kasvoi vuosina 2011-2012?
V: Solar Energy Industries Association ja GTM Research havaitsivat, että uusi aurinkosähkökapasiteetti kasvoi 76 prosenttia vuosina 2011-2012, mikä nosti Yhdysvaltojen markkinaosuuden maailman asennuksista yli 10 prosenttiin, kun se viimeisten seitsemän vuoden aikana oli noin 5-7 prosenttia.
Etsiä