2024年9月8日 (優分析產業數據中心) - 儘管美國清潔能源的發展速度前所未有地加快，但化石燃料的絕對發電量在今年仍創下新高，這背後的原因主要是因為總能源需求的上升。隨著數據中心和人工智慧應用等高耗能產業的快速發展，美國的總能源需求穩步增加，這對電力系統造成了巨大的壓力。
根據Ember的數據，自2014年以來，美國的清潔能源發電容量已經增長了70%以上，化石燃料發電容量則減少了5%。然而，LSEG的數據顯示，2024年前八個月化石燃料仍然占全國電力總生產的58%以上，儘管這一比例相比2021年有所下降（從60.4%下降到58%），但化石燃料的絕對發電量卻達到6,860萬兆瓦時（MWh），比去年同期增長了2.8%，創下自2021年以來的新高。
這種現象表明，即使清潔能源的安裝容量大幅增加，但仍不足以應對迅速增長的能源需求。在目前的情況下，清潔能源的產能和儲能系統的規模尚未達到能夠大幅減少對化石燃料依賴的水平。
這樣的情況不僅僅出現在美國，其他能源需求增長的國家也面臨相似的挑戰。
專家們認為，只有當清潔能源發電容量超過化石燃料發電容量，並且配備遠比目前規模更大的電池儲能系統，才能真正大幅度減少對化石燃料的依賴。因此，儘管清潔能源的裝置容量已經有了很大的增長，但仍遠遠不足，真正的轉折點尚未到來。
那麼，美國真的有在「減碳」？
電力不足就用化石燃料發電來彌補，所幸，用來彌補的主要是天然氣發電，根據數據，天然氣發電廠每單位電力的碳排放量在所有化石燃料中最低，比煤炭發電減少約77%。
因此美國的確有在減少碳排放，但這種減少是相對的，而非絕對的。
雖然化石燃料的總發電量創下新高，但由於天然氣取代了更多高碳排放的煤炭和燃油，導致整體碳排放量還是有一定的減少。
2024年前八個月，天然氣發電廠的發電量達到4,930萬兆瓦時（MWh），比2023年同期增加了5%，並創下歷史新高。同時，煤炭發電量則同比下降2.3%，為1,910萬兆瓦時，這也是連續第三年在1月至8月期間減少使用煤炭。燃油發電量為179,368兆瓦時，創下同期新低。
這反映了美國電力結構在過渡過程中，逐步減少高污染燃料（如煤炭和燃油）的使用，並增加相對清潔的化石燃料如天然氣的使用，以達到減碳效果。
然而，這種減少仍屬於化石燃料的相對碳減排效果，距離全面依靠零碳排的清潔能源還有相當的距離。只有進一步增加清潔能源的發電容量，並解決儲能問題，美國才有可能實現更大幅度的減碳。
清潔能源的侷限
每兆瓦時清潔能源發電的碳排放量平均約為21,500公噸，這比天然氣發電廠再低25倍。這種明顯較低的排放特徵是電力公司和政府部門支持美國電力生產中清潔能源發展的主要原因。
核反應堆是美國最大的清潔能源來源，2024年前八個月約占總發電量的18.6%。風能發電場（10.7%）、水壩（6.4%）和太陽能發電場（5%）是其他主要的清潔能源形式。
然而，清潔能源在現有容量下，實質貢獻仍然有限。
核電廠提供全天候穩定的清潔能源，但由於建設成本高、開發時間長及廢物處理的嚴格規範，已逐漸失寵。水壩同樣需要長期的建設時間，並且只適用於特定的地理環境，同時在許多地區面臨強烈的環保反對意見。
也因此，風能和太陽能發電場的建設比其他發電形式更快、更便宜，但它們也有自身的缺點，也開始遇到了一些阻礙。
陸上風電場的建設成本自2020年以來因勞動力和零部件價格上漲而飆升，且通常需要克服當地社區的反對意見才能獲得批准。海上風電項目面臨類似的障礙，而且成本更高。
太陽能發電場是最快和最便宜的發電形式，但只能在白天發電，因此需要增加儲能系統來彌補太陽能發電減少的時期，同樣具有成本上的考量。
所以，這些像客戶保證會全天候穩定供應電力的美國公用事業公司，現在還是主要依賴化石燃料來滿足大部分的供應缺口。許多公用事業公司正在建設電池儲能網路，可以儲存多餘的清潔電力以備後用，這為長期降低對化石燃料的依賴提供了可能。
然而現在的數據遠遠不足，根據能源數據平台Cleanview的數據，目前安裝的儲能電池容量僅約為21,000兆瓦（相當於21GW），僅占總安裝發電容量的2%（2022年美國總安裝發電容量為1,220 GW），顯示目前的電池只能部署國家能源需求的一小部分。
從全球的角度來看，西門子能源預測全球電池儲能發電容量到2024年底將達到126吉瓦時。中國與南韓將在綠色科技產業中佔據主導地位，約佔全球發電容量的50%，美國則是相對落後的國家，隨著再生能源的加入，未來有很大的增長機會。
在電池能夠可靠地部署更大比例的發電容量之前，美國電力公司可能別無選擇，只能繼續依賴化石燃料來滿足大部分的電力需求，即使他們正在增加更多的清潔發電容量。
