Generación neta de electricidad por fuente de energía para 2023 [1]
Gas natural (42,3%)
Nuclear (18,2%)
Carbón (15,9%)Viento (10,0%)Hidroeléctrica (5,6%)Energía solar (5,6%)Biomasa (1,1%)
Otros (0,3%)
Estados Unidos tiene el segundo sector eléctrico más grande del mundo, con 4.178 teravatios-hora de generación en 2023. [2] En 2023, la industria obtuvo 491 mil millones de dólares en ingresos (1,8% del PIB ) a un precio promedio de 0,127 dólares/kWh. [3]
Existen tres redes eléctricas síncronas principales en los Estados Unidos continentales: la Interconexión Oriental , la Interconexión Occidental y la Interconexión de Texas . Dentro de estas redes físicas, existen Operadores Independientes del Sistema y Organizaciones Regionales de Transmisión , que son organizaciones sin fines de lucro que operan un área de la red y están obligadas a proporcionar acceso indiscriminado a varios proveedores (por ejemplo, propietarios de plantas de energía, proveedores de líneas de transmisión) para promover la competencia. Algunas áreas, en cambio, tienen una empresa de servicios públicos integrada verticalmente como Southern Company , donde todo lo hace una sola empresa.
El sector eléctrico de Estados Unidos está regulado por diferentes instituciones públicas con algunas superposiciones funcionales. El gobierno federal establece políticas generales a través del Departamento de Energía . La regulación económica del segmento de distribución es una responsabilidad estatal, generalmente realizada a través de las Comisiones de Servicios Públicos ; el segmento de transmisión interestatal está regulado por el gobierno federal a través de la Comisión Federal Reguladora de Energía .
La generación de electricidad se ha mantenido prácticamente sin cambios en los últimos diez años [4] , pero con cambios significativos en su composición a lo largo del tiempo. En 2013, el carbón representó el 38,8% de la generación, el gas natural el 27,6%, la energía nuclear el 19,4%, la eólica el 4,1%, la hidroeléctrica el 6,6% y la solar el 0,2%. Debido a este cambio, las emisiones de CO2 se han reducido en un 30%. [5]
En 2023, la generación estadounidense
La capacidad de generación de electricidad instalada a gran escala en verano [6] en los Estados Unidos fue de 1161,43 gigavatios (GW), 15,57 GW más que en 2021. Las principales fuentes de energía para la generación de electricidad incluyen
La generación real de electricidad a escala de servicios públicos de EE. UU . [7] en 2022 fue de 4230,723 teravatios-hora (TWh) y aumentó 134,883 TWh (3,29 %) con respecto a 2021. EE. UU. también importó 56,97 TWh y exportó 15,758 TWh:[16] lo que hace un total de 4271,88 TWh para consumo, un aumento de 114,78 TWh (2,78 %) con respecto a 2021.
La generación de electricidad provino principalmente de las siguientes fuentes:
La participación del carbón y la energía nuclear en la generación de energía es mucho mayor que su participación en la capacidad instalada, porque las plantas de carbón y nucleares proporcionan carga base y, por lo tanto, funcionan más horas que las plantas de gas natural y petróleo, que normalmente proporcionan carga máxima , mientras que las turbinas eólicas y las plantas solares producen electricidad cuando pueden y el gas natural se suma según sea necesario para compensar.
Las siguientes tablas resumen la energía eléctrica generada por fuente de combustible en los Estados Unidos. Electric Power Annual [11] para datos de 2022.
Los combustibles fósiles , principalmente carbón y gas natural, siguen siendo la columna vertebral de la generación de electricidad en Estados Unidos, y representan el 68% de la capacidad de generación instalada en 2010 y el 63,1% en 2022. La producción de carbón ha caído significativamente desde 2007 y la mayor parte de las pérdidas se han reemplazado por gas natural, pero también por una fracción creciente de energías renovables no hidroeléctricas.
En 2007, el Departamento de Energía estimó la capacidad adicional planificada para el período 2008-2012 en 92 GW, la mayor parte de la cual se alimentará con gas natural (48 GW) y carbón (19 GW). [14]
En 2007, en los Estados Unidos había 104 reactores nucleares comerciales, que generaban aproximadamente el 20% del consumo total de energía eléctrica del país. Durante muchos años, no se han construido nuevas plantas nucleares en los Estados Unidos. Sin embargo, desde 2005 ha habido un renovado interés en la energía nuclear en los Estados Unidos. Esto ha sido facilitado en parte por el gobierno federal con el Programa de Energía Nuclear 2010 de 2002. [15] y la Ley de Política Energética . [16] [17] Al 9 de marzo de 2009, la Comisión Reguladora Nuclear de los Estados Unidos había recibido solicitudes de permiso para construir 26 nuevos reactores de energía nuclear. [18] Sin embargo, a partir de 2013, la mayoría de las nuevas solicitudes habían sido abandonadas debido al bajo costo de la electricidad generada con gas natural, que se había vuelto disponible a precios baratos debido al auge de la fracturación hidráulica ; la electricidad producida con gas natural es de 4 centavos por kilovatio-hora frente a 10 centavos, o más, para la energía nuclear. [19]
La siguiente tabla resume la energía eléctrica generada por fuentes de combustible renovables en los EE. UU. Los datos se obtuvieron de Electric Power Annual 2022. [20]
[21]
Nota: La biomasa incluye madera y combustibles derivados de la madera, gases de vertedero, residuos sólidos urbanos biogénicos y otra biomasa residual.
El desarrollo de las energías renovables y la eficiencia energética marcan "una nueva era en la exploración energética" en Estados Unidos, según el presidente Barack Obama . [23] En un discurso conjunto ante el Congreso el 24 de febrero de 2009, el presidente Obama pidió duplicar la energía renovable en los próximos tres años. [24] Desde finales de 2008 hasta finales de 2011, la energía renovable aumentó un 35% y desde finales de 2008 hasta finales de 2014, un 41,4%. En realidad, se necesitaron doce años en lugar de tres para duplicarla, ya que en 2020 se registró un aumento del 100% con respecto a 2008.
Las energías renovables representaron más del 22,4% de la energía eléctrica producida a nivel nacional utilizada en los Estados Unidos en 2022, frente al 12,2% en 2012. Todas las energías renovables se han multiplicado por 1,92 en la última década. La producción eólica en 2022 fue el 10,17% de toda la producción y se ha multiplicado por 2,9 en la última década. Durante este mismo período, la energía solar (incluida la de pequeña escala) se ha multiplicado por 13,1 y ahora cubre el 3,37% de las necesidades de energía eléctrica de EE. UU. La energía solar a escala de servicios públicos se ha multiplicado por 11,1 en la última década y en los últimos ocho años de estimación de la energía solar a pequeña escala se ha multiplicado por 5,4.
Según un informe del Departamento del Interior, la energía eólica estadounidense –incluidas las turbinas marinas– podría satisfacer con creces las necesidades de electricidad del país. [25] El Departamento de Energía ha afirmado que la energía eólica podría generar el 20% de la electricidad estadounidense en 2030. [26] [27] [28]
También se han construido varias centrales termosolares , incluida la nueva Nevada Solar One de 64 MW . La mayor de estas centrales termosolares es el grupo de plantas SEGS en el desierto de Mojave, con una capacidad de generación total de 354 MW, lo que convierte al sistema en la planta solar más grande de cualquier tipo en el mundo. [29]
Los datos de consumo de electricidad de esta sección se basan en datos extraídos de los archivos de la Administración de Información Energética del Departamento de Energía de EE. UU./Anuario de Energía Eléctrica de 2022 [30] . En 2022, el consumo total de electricidad en EE. UU. fue de 4271,88 teravatios-hora (TWh). El consumo aumentó con respecto a 2021, en 122,87 TWh o +2,96 %. Esto se desglosa de la siguiente manera:
Además del consumo de la red eléctrica, los consumidores estadounidenses consumieron un estimado de 61.282 TWh adicionales (12,12 TWh más que en 2021) procedentes de sistemas solares de pequeña escala.
El consumo de electricidad por persona (per cápita) se basa en datos extraídos de los archivos de la Administración de Información Energética del Departamento de Energía de EE. UU./Electric Power Annual 2022 [34] Los datos de población [35] provienen de Demographics of the United States . El consumo per cápita en 2022 es de 12.809 kWh. Esto representa un aumento de 351 kWh con respecto a 2021 y una disminución del 1,8 % con respecto a hace una década y una disminución del 7,2 % con respecto a su pico en 2007. La siguiente tabla muestra el consumo per cápita anual en EE. UU. por fuente de combustible desde 1999 hasta 2022.
En la siguiente tabla se utilizó la primera columna de la tabla de estadísticas vitales demográficas de los Estados Unidos para la población y la generación de Electric Power Annual. Técnicamente, esto significa que el "consumo" incluye pérdidas de transmisión, etc., porque los valores de la tabla se calcularon a partir de la tabla ES1. Resumen de estadísticas para los Estados Unidos. Además, desde 2016, la estimación de energía solar a pequeña escala se incluye en la contribución solar.
En 2022, Estados Unidos tenía 21,9 GW de energía hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo [36] y 6,6 GW de baterías de red [37 ]. Tienen una eficiencia de alrededor del 80 % (pérdida del 20 %), por lo que son consumidores netos de electricidad. El almacenamiento por bombeo generó alrededor de 1 TWh/mes en invierno y alrededor de 2,5 TWh/mes en verano en 2021. [36]
La política del sector eléctrico en los Estados Unidos la fijan los órganos ejecutivos y legislativos del gobierno federal y de los gobiernos estatales. Dentro del poder ejecutivo del gobierno federal, el Departamento de Energía desempeña un papel clave. Además, la Agencia de Protección Ambiental se encarga de la regulación ambiental y la Comisión Federal de Comercio se encarga de la protección del consumidor y la prevención de prácticas anticompetitivas.
La legislación federal clave relacionada con el sector eléctrico incluye:
Muchos gobiernos estatales han participado activamente en la promoción de la energía renovable . Por ejemplo, en 2007, 25 estados y el Distrito de Columbia habían establecido estándares de cartera de energía renovable (RPS, por sus siglas en inglés). [38] No existe una política federal al respecto.
La Comisión Federal de Regulación de Energía se encarga de regular las ventas interestatales de electricidad, las tarifas eléctricas mayoristas y la concesión de licencias a las centrales hidroeléctricas. Las tarifas de distribución de electricidad están reguladas por las Comisiones de Servicios Públicos o las Comisiones de Servicios Públicos a nivel estatal.
La desregulación del sector eléctrico consiste en la introducción de la competencia y la desagregación de las empresas de servicios públicos integradas verticalmente en entidades separadas encargadas de la generación , transmisión , distribución y comercialización de electricidad. La desregulación del sector eléctrico en los EE.UU. comenzó con la Ley de Política Energética de 1992, que eliminó los obstáculos a la competencia mayorista. Sin embargo, en la práctica, la regulación se ha introducido de manera desigual entre los estados. Comenzó en serio recién a partir de 1996, cuando la Comisión Federal de Regulación de la Energía emitió órdenes que exigían a las empresas de servicios públicos que proporcionaran servicios de transmisión "sobre una base razonable y no discriminatoria". En algunos estados, como en California, se exigió a las empresas de servicios públicos privadas que vendieran algunas de sus plantas de energía para evitar la concentración del poder de mercado. [39]
En abril de 2014, 16 estados de Estados Unidos ( Connecticut , Delaware , Illinois , Maine , Maryland , Massachusetts , Michigan , Montana , New Hampshire , New Jersey , New York, Ohio , Oregon , Pennsylvania , Rhode Island y Texas ) y el Distrito de Columbia habían desregulado sus mercados de electricidad en alguna medida. Además, siete estados ( Arizona , Arkansas , California, Nevada , New Mexico , Virginia y Wyoming ) comenzaron a desregular la electricidad en alguna medida, pero desde entonces la han suspendido. [40] La desregulación del mercado de electricidad de Texas en 2002 es uno de los ejemplos más conocidos. El resultado ha sido que los diferentes estados de Estados Unidos tienen un amplio espectro de diferentes niveles de desregulación. Algunos estados solo permiten a los grandes clientes comerciales elegir un proveedor diferente, otros permiten que todos los consumidores elijan. Contrariamente a los métodos de desregulación en gran medida similares para el gas natural, diferentes estados han adoptado enfoques muy diferentes para la desregulación de la electricidad. [41]
Las empresas eléctricas de Estados Unidos pueden encargarse tanto de la generación como de la distribución de electricidad . La red de transmisión eléctrica no es propiedad de empresas individuales, sino de empresas y organizaciones que están obligadas a proporcionar acceso indiscriminado a varios proveedores para promover la competencia. En 1996, había 3.195 empresas eléctricas en Estados Unidos y 65 comercializadoras de energía. De ellas, 2.020 eran de propiedad pública (incluidas 10 empresas federales), 932 eran cooperativas eléctricas rurales y 243 eran empresas de propiedad de inversores. Menos de 1.000 empresas se dedican a la generación de energía. [42]
Aproximadamente el 80% de la electricidad de los EE. UU. es generada por empresas de servicios públicos privadas ("propiedad de inversores"). El resto de la electricidad es producida por el sector público. Esto incluye agencias federales como la Autoridad del Valle de Tennessee (que produce principalmente energía nuclear e hidroeléctrica) y las Administraciones de Comercialización de Energía del Departamento de Energía , una de las cuales es la Administración de Energía de Bonneville (en el noroeste del Pacífico ) (energía hidroeléctrica). También incluye empresas de servicios públicos municipales y cooperativas de servicios públicos .
Los mayores productores privados de electricidad de los Estados Unidos incluyen:
Existen dos grandes redes síncronas de área amplia en América del Norte, la Interconexión Oriental y la Interconexión Occidental . Además de ésta, existen dos redes eléctricas menores en los EE. UU., la Interconexión de Alaska y la Interconexión de Texas . Las interconexiones Oriental, Occidental y de Texas están conectadas entre sí en varios puntos con interconexiones de CC que permiten que la energía eléctrica se transmita a lo largo de los EE. UU. contiguos, partes de Canadá y partes de México. Las redes de transmisión son operadas por operadores de sistemas de transmisión (TSO), empresas sin fines de lucro que generalmente son propiedad de las empresas de servicios públicos en su respectiva área de servicio, donde coordinan, controlan y monitorean el funcionamiento del sistema de energía eléctrica. Los TSO están obligados a proporcionar acceso de transmisión no discriminatorio a los generadores de electricidad y clientes. Los TSO pueden ser de dos tipos: Operadores de Sistema Independientes (ISO) y Organizaciones de Transmisión Regionales (RTO). El primero opera dentro de un solo estado y el segundo cubre áreas más amplias que cruzan las fronteras estatales. [ cita requerida ]
En 2009 había cuatro RTO en los EE. UU.: [ cita requerida ]
También hay tres ISO:
Los RTO son similares, pero no idénticos, a los nueve Consejos Regionales de Confiabilidad asociados a la Corporación de Confiabilidad Eléctrica de América del Norte (NERC), una entidad sin fines de lucro que se encarga de mejorar la confiabilidad y seguridad del sistema eléctrico en gran escala en los EE. UU., Canadá y la parte norte de Baja California en México. Los miembros de los Consejos Regionales de Confiabilidad incluyen empresas de servicios públicos privadas, públicas y cooperativas, comercializadores de energía y clientes finales. Los Consejos Regionales de Confiabilidad son:
La FERC distingue entre 10 mercados de energía en los EE. UU., incluidos los siete para los que se han establecido RTO, además de:
Las ISO y las RTO se establecieron en la década de 1990 cuando los estados y las regiones establecieron la competencia mayorista para la electricidad.
Aproximadamente el 75% de las ventas de electricidad a clientes finales las realizan empresas de servicios privados, y el resto lo venden empresas de servicios públicos municipales y cooperativas.
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En 2008, la tarifa eléctrica promedio en los EE. UU. fue de 9,82 ¢/kWh, frente a 6,9 ¢/kWh en 1995. Las tarifas residenciales fueron algo más altas, 11,36 ¢/kWh, mientras que las tarifas comerciales se situaron en 10,28 ¢/kWh y las tarifas industriales en 7,01 ¢/kWh. [44] El costo de suministrar energía de alto voltaje a clientes industriales de gran volumen es menor que el costo de proporcionar energía de bajo voltaje (120 V) a clientes residenciales y comerciales.
En 2006-07 las tarifas de electricidad comercial en los EE.UU. (9,28 ¢/kWh) fueron más altas que en Australia (7,1 ¢/kWh), Canadá (6,18 ¢/kWh) que depende principalmente de la energía hidroeléctrica o en Francia (8,54 ¢/kWh) que depende en gran medida de la energía nuclear, pero más bajas que en Alemania (13,16 ¢/kWh), Italia (15,74 ¢/kWh) o el Reino Unido (11,16 ¢/kWh) que dependen en mayor medida de combustibles fósiles, todas comparadas en paridad de poder adquisitivo . [45]
Las tarifas residenciales varían significativamente entre estados, desde 6,7 ¢/kWh en Virginia Occidental hasta 24,1 ¢/kWh en Hawái. Un factor importante que influye en los niveles de las tarifas es la combinación de fuentes de energía utilizadas en la generación de energía. Por ejemplo, el acceso a energía federal barata proveniente de plantas hidroeléctricas contribuye a que las tarifas de electricidad sean bajas en algunos estados.
En 2007, el consumo eléctrico residencial promedio en los Estados Unidos fue de 936 kWh/mes y la factura promedio fue de 100 dólares estadounidenses al mes. El consumo residencial promedio varía considerablemente entre estados, desde 530 kWh/mes en Maine hasta 1.344 kWh/mes en Tennessee. Los factores que influyen en el consumo de energía residencial son el clima, las tarifas y los esfuerzos por promover la conservación de la energía.
Los ingresos totales por la venta de electricidad en 2008 fueron de 344.000 millones de dólares, incluidos 148.000 millones de dólares de clientes residenciales, 129.000 millones de dólares de clientes comerciales y 66.000 millones de dólares de clientes industriales. [46] Muchas grandes industrias autogeneran electricidad y, por lo tanto, su consumo eléctrico no se incluye en estas cifras.
La mayoría de las inversiones en el sector eléctrico estadounidense son financiadas por empresas privadas mediante deuda y capital. Sin embargo, algunas inversiones son financiadas indirectamente por los contribuyentes a través de diversos subsidios.
En el sector eléctrico de Estados Unidos existe una amplia gama de subsidios que abarcan desde diversas formas de incentivos fiscales hasta subsidios para investigación y desarrollo, tarifas de alimentación para energía renovable y apoyo a hogares de bajos ingresos para pagar sus facturas de electricidad. Algunos subsidios están disponibles en todo Estados Unidos, mientras que otros solo están disponibles en algunos estados.
Los incentivos fiscales incluyen deducciones y exenciones fiscales federales y estatales . Los incentivos fiscales pueden estar dirigidos a los consumidores, por ejemplo, para la compra de electrodomésticos energéticamente eficientes o para sistemas de energía solar, sistemas eólicos pequeños, bombas de calor geotérmicas y sistemas residenciales de microturbinas y células de combustible . [47] Los incentivos fiscales también pueden estar dirigidos a los productores de electricidad, en particular para la energía renovable .
El Programa de Asistencia Energética para Hogares de Bajos Ingresos (LIHEAP, por sus siglas en inglés) recibió fondos federales por 5.100 millones de dólares en el año fiscal 2009. [48] Está financiado principalmente por el gobierno federal a través del Departamento de Salud y Servicios Humanos de los Estados Unidos, la Administración para Niños y Familias, y es administrado por los estados y territorios. Si bien parte de su financiación se destina a combustible para calefacción, otra parte también se utiliza para cubrir las facturas de electricidad, tanto para calefacción como para refrigeración.
En abril de 2009, 11 legislaturas estatales de los Estados Unidos estaban considerando adoptar tarifas de alimentación como complemento a sus mandatos de electricidad renovable. [49]
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