可再生能源概述和类型
最后更新于2022年11月30日
清洁能源在美国和世界各地正变得越来越普遍。可再生能源是一种低成本、环保的方式来获取我们社会所需的能源。
什么是可再生能源?
可再生能源是指来自不能枯竭的资源或随着时间不断补充的资源的能源。最常见的可再生能源有太阳能、风能、地热能、水力发电和生物质能。许多形式的可再生能源直接或间接来自太阳;另一些来自地球内部的热量或月球的引力。
虽然某些类型的可再生能源，如太阳能和风能，实际上是无限的，但生物质能等可再生资源在人类寿命内是可以补充的。这是与煤、石油和天然气等不可再生能源的关键区别;这些资源在地球深处需要数百万年才能形成，因此，它们的消耗速度比自然再生的速度快很多倍。
可再生能源vs.清洁能源
“可再生能源”和“清洁能源”这两个术语通常都用来描述从可再生资源中获得的能源。虽然经常互换使用，但理解这两个术语之间的差异很重要，因为每个术语都指的是一种略有不同的能量类型。
可再生能源指的是来自可再生资源的能量，这些资源可以在人类的时间范围内补充，而且不会耗尽。可再生能源通常是环保的，但包括水电等可能对环境产生负面影响的能源。
清洁能源指在污染和环境影响方面是净中性或正能量的任何能源。大多数形式的可再生能源也可以被安全地称为清洁能源。
可再生能源
可再生能源主要有五种:
- 太阳能
- 风力发电
- 水电
- 地热能源
- 生物质
每种类型都有优缺点和独特的应用，毫无疑问，它们都将在我们的清洁能源未来中发挥重要作用。
风力发电
风力发电是由风产生的能量，它只是地球大气中的空气流动。风能实际上是太阳能的一种间接形式;由于太阳对地球表面的加热是不均匀的，空气在全球范围内以大大小小的模式流动，以分散太阳的热量。通过使用各种大小和设置的风力涡轮机，我们可以利用这种流动的空气旋转涡轮机来发电。
水电/水力发电
水电(也称为水力发电)依靠流动水中的能量来产生能量。有几种方法可以利用水发电。最常见的做法是，在水库中筑坝蓄水，然后通过涡轮系统将水释放出来发电。此外，潮汐能和波浪能分别是利用潮汐的涨落和海浪的力量从水中发电的次要方式。这三种类型的水力发电都依赖于流动的水来旋转涡轮机。
地热能源
我们还可以在脚下找到可靠的可再生能源。地热能源是地球深处粒子放射性衰变产生的热量。所有的岩石都含有微量的放射性物质，这些物质在数百万年的时间里缓慢衰变，在这个过程中产生热量。这种热量可以在地表上以火山的形式出现，但几乎在地表下的任何地方，地热都能使地面和岩石升温，因此可以用来取暖和发电。
生物质/生物燃料
由有机植物和动物物质产生的可再生能源被称为生物质。生物质可能是最传统的可再生能源之一:一些例子包括木材、作物废料和动物粪便。生物质燃料既可以直接燃烧产生热量，也可以转化为稍后燃烧的乙醇和生物柴油等生物燃料。
可再生能源的利与弊
可再生能源有很多优点，但同时也有一些缺点需要考虑。以下是关于清洁能源的各种优点和缺点的一些(不是全部)事项:
| 可再生能源的优点 | 可再生能源的缺点 |
|---|---|
| 我们不会用完的 | 断断续续的 |
| 大量的健康益处 | 需要能量储存 |
| 降低对外国能源的依赖 | 地理的限制 |
从有利的方面来看，清洁能源本质上是一种无限的能源，它对健康有很多好处，而且它降低了我们对世界各地能源的依赖。缺点是，可再生能源可能是间歇性的，它们通常需要能量储存才能完全有效，而且部署受到一些地理因素的限制。
下面，我们将进一步详细探讨这些优点和缺点。
可再生能源的优点
可再生能源不会枯竭
可再生能源利用直接来自环境的资源来产生清洁能源。可再生资源不会随着时间的推移而耗尽，但对于许多类型的化石燃料来说却并非如此——随着我们使用化石燃料资源，它们将越来越难以获得，这可能会提高开采成本和环境影响。
大量的健康益处
化石燃料的使用不仅会排放温室气体，还会排放其他有害污染物，这些污染物已被证明会导致呼吸和心脏健康问题。使用可再生能源，你正在帮助减少这些污染物的流行，并为整体健康的大气做出贡献。
此外，清洁能源有助于自然环境的健康。可再生能源发电几乎不向空气中排放温室气体或污染物，这意味着更小的碳足迹和对环境的总体积极影响。化石燃料在燃烧过程中会排放温室气体，这已被证明是导致全球气温上升和极端天气事件频发的原因之一。
降低对外国能源的依赖
有了清洁能源技术，我们可以在当地生产能源。可再生能源的使用越多，我们对进口能源的依赖就越少，对美国整体能源独立的贡献就越大。例如，阳光在世界各地都可以获得(尽管数量取决于位置)，因此从生产国进口石油的需求较低。
可再生能源的缺点
可再生能源通常是间歇性的
虽然可再生能源在世界各地都有，但其中许多资源并不是全年24小时全天候可用的。可再生能源被认为是“间歇性的”，这意味着它们不能一直生产能源。有些日子可能会比其他日子风大，太阳在晚上或阴天不发光，干旱可能会持续一段时间。此外，可能会有其他不可预测的天气事件扰乱清洁能源技术。
储能需求
由于许多清洁能源都是间歇性的，因此需要与之配套的能源存储。虽然有可用的存储技术，但它们可能很昂贵，特别是对于大型可再生能源工厂。值得注意的是，随着技术的进步，储能能力也在不断增长，随着时间的推移，电池的价格也越来越便宜。
地理的限制
美国地理环境多样，气候、地形、植被等各不相同。这创造了美丽多样的景观，但也意味着有一些地区或多或少适合使用可再生技术。例如，一个拥有开放空间的大型农场可能是一个住宅风力涡轮机或太阳能系统的好地方，而城市中被高层建筑遮蔽的联排别墅将无法在他们的财产上收获这两种技术的好处。
今天可再生能源的作用
虽然可再生能源仍然只占我们整体能源结构的一小部分，但这一比例正在扩大，并在过去几十年里经历了巨大的增长。
有趣的是，可再生能源在美国早期非常流行。生物质是家庭最常见的能源之一，早期的工业活动通常是由水力发电，通过水磨提供动力。然而，工业革命带来了煤和石油等化石燃料的使用，这些燃料一直是该国的主要能源来源。
截至2019年，美国约11%的能源使用是由可再生能源提供的。可再生能源还提供了该国近20%的发电量。水力发电和风力发电占美国发电量的大部分(占总发电量的近15%)，生物质能和太阳能各占2%左右，地热能占美国发电量的不到1%。
美国的可再生能源政策和激励措施
政策工具对于增加可再生能源在发电、供暖、制冷等方面的使用至关重要。在联邦和州一级，都有促进可再生能源的政策，并帮助抵消从住宅到公用事业规模项目等各种规模客户的成本。的国家可再生能源和效率激励数据库，简称DSIRE是浏览当前联邦和州一级可再生能源政策的最佳地方。
联邦可再生能源政策
在联邦层面，有一些重要的政策需要注意，以支持可再生能源的采用和发展。
联邦可再生能源投资税收抵免可应用于住宅和商业太阳能系统的安装，目前达到总安装成本的30%。到2022年，这一比例将逐步下降，届时住宅系统将完全消失，商业系统将永久保持在10%。
联邦生产税收抵免(PTC)是大规模可再生能源采购的主要激励措施。它适用于风力发电、一些生物质能发电厂和地热发电厂，并为运行设施在其使用寿命的前10年提供每千瓦时(kWh)的资金激励。PTC一直是美国风力发电能力发展的主要驱动力。它将于2021年开始逐步淘汰。
国家可再生能源政策
在可再生能源政策方面，各州越来越多地处于领先地位。许多州都有可再生组合标准(RPS)该法案要求各州一定比例的电力消耗必须来自可再生能源。目前，美国有29个州和华盛顿特区制定了可再生能源组合标准，另有8个州制定了不具约束力或自愿性的标准。一些州的RPS指南甚至包括对单个可再生能源更具体的要求，例如太阳能剥离．
其他有助于促进可再生能源采用的州级政策工具包括净计量，推荐,上网电价，所有这些都为可再生能源投资提供了财政激励。
可再生能源的经济学
除了环保，还有很多重要的可再生能源带来的经济效益．从低成本能源到创造就业机会，了解是什么使清洁能源成为各地经济的积极力量。
