Fuentes de energía renovables en 2022. Las energías renovables representaron el 8,4% de la energía total, o 8,3 quads. [1]
Fuentes de electricidad renovables en 2022. Las energías renovables representaron el 21% de la electricidad total, o 907 TWh. [2]
Según datos de la Administración de Información Energética de EE. UU. , la energía renovable representó el 8,4 % de la producción total de energía primaria [1] y el 21 % de la generación total de electricidad a escala de servicios públicos en los Estados Unidos en 2022. [3]
Desde 2019, la energía eólica es el mayor productor de electricidad renovable del país. La energía eólica generó 434 teravatios-hora de electricidad en 2022, lo que representó el 10% de la electricidad del país y el 48% de la generación renovable. [2] En enero de 2023, la capacidad de generación de energía eólica nominal de los Estados Unidos era de 141,3 gigavatios (GW). [4] Texas se mantuvo firmemente establecido como líder en despliegue de energía eólica, seguido de Iowa y Oklahoma a partir del primer trimestre de 2023. [5]
La energía hidroeléctrica es el segundo mayor productor de electricidad renovable del país, generando alrededor del 6,2% de la electricidad del país en 2022, así como el 29% de la generación renovable. [2] Estados Unidos es el cuarto productor de energía hidroeléctrica del mundo después de China, Canadá y Brasil.
La energía solar proporciona una proporción cada vez mayor de la electricidad en el país, con más de 111,6 GW de capacidad instalada que generarán alrededor del 3,4% del suministro eléctrico total del país en 2022, frente al 2,8% del año anterior. En 2020, más de 260.000 personas trabajaban en la industria solar y 43 estados implementaron medición neta , donde las empresas de energía recompraron el exceso de energía generada por los paneles solares . [6] [7] Las grandes plantas de energía fotovoltaica en los Estados Unidos incluyen Mount Signal Solar (600 MW) y Solar Star (579 MW). Desde que Estados Unidos fue pionero en la tecnología de energía solar térmica en la década de 1980 con Solar One , se han construido varias centrales eléctricas más de este tipo. Las mayores de estas centrales termosolares son la Ivanpah Solar Power Facility (392 MW), al suroeste de Las Vegas, y el grupo de plantas SEGS en el desierto de Mojave, con una capacidad de generación total de 354 MW. [8]
Otras fuentes de energía renovable incluyen la geotérmica , siendo The Geysers en el norte de California el complejo geotérmico más grande del mundo.
El desarrollo de las energías renovables y la eficiencia energética marcó "una nueva era de exploración energética" en Estados Unidos, según el expresidente Barack Obama . [9] 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. Las energías renovables alcanzaron un hito importante en el primer trimestre de 2011, cuando aportaron el 11,7% de la producción energética nacional total (660 TWh), superando la producción de energía procedente de la energía nuclear (620 TWh) [10] por primera vez desde 1997. [11 ] En su discurso sobre el Estado de la Unión de 2012 , el presidente Barack Obama reafirmó su compromiso con la energía renovable y mencionó el compromiso de larga data del Departamento del Interior de permitir 10 GW de proyectos de energía renovable en terrenos públicos en 2012. [12] Durante el gobierno del presidente Joe Biden , El Congreso aumentó ese objetivo a 25 GW para 2025. [13] En mayo de 2023, la Oficina de Gestión de Tierras aprobó proyectos que cumplieron aproximadamente el 37% de ese objetivo. [14]
Las tecnologías de energía renovable abarcan una amplia y diversa gama de tecnologías, incluidas la energía solar fotovoltaica , las plantas de energía solar térmica y los sistemas de calefacción/refrigeración, los parques eólicos , la hidroelectricidad , las plantas de energía geotérmica y los sistemas de energía oceánica y el uso de biomasa .
El informe Outlook On Renewable Energy In America explica que Estados Unidos necesita energía renovable por muchas razones:
Estados Unidos necesita energía que sea segura, confiable, mejore la salud pública, proteja el medio ambiente, aborde el cambio climático, cree empleos y proporcione liderazgo tecnológico. Estados Unidos necesita energía renovable. Si se quiere desarrollar todo el potencial de la energía renovable, Estados Unidos necesitará políticas federales y estatales coordinadas y sostenidas que expandan los mercados de energía renovable; promover y desplegar nuevas tecnologías; y brindar oportunidades apropiadas para fomentar el uso de energía renovable en todos los sectores críticos del mercado energético: generación de electricidad mayorista y distribuida, aplicaciones de energía térmica y transporte. [15]
Otro beneficio de algunas tecnologías de energía renovable, como la eólica y la solar fotovoltaica (PV), es que requieren poca o ninguna agua para generar electricidad, mientras que las centrales termoeléctricas (a base de combustibles fósiles) requieren grandes cantidades de agua para funcionar.
En 2009, el presidente Barack Obama, en su discurso inaugural, pidió un mayor uso de energía renovable para enfrentar el doble desafío de la seguridad energética y el cambio climático . Esas fueron las primeras referencias al uso de energía del país, a los recursos renovables y al cambio climático en un discurso de toma de posesión de un presidente de los Estados Unidos. El presidente Obama miró hacia el futuro cercano y dijo que, como nación, Estados Unidos "aprovechará el sol, los vientos y el suelo para alimentar nuestros automóviles y hacer funcionar nuestras fábricas". [dieciséis]
El plan Nueva Energía para América del presidente exige una inversión federal de 150 mil millones de dólares durante la próxima década para catalizar los esfuerzos privados para construir un futuro de energía limpia. Específicamente, el plan exige que la energía renovable suministre el 10% de la electricidad del país para 2012, aumentando al 25% para 2025. [16]
En su discurso conjunto ante el Congreso en 2009, Obama afirmó que: "Sabemos que el país que aproveche el poder de la energía limpia y renovable liderará el siglo XXI... Gracias a nuestro plan de recuperación , duplicaremos el suministro de energía renovable de esta nación". energía en los próximos tres años... Es hora de que Estados Unidos vuelva a liderar". [17]
A partir de 2011, ha surgido nueva evidencia de que existen riesgos considerables asociados con las fuentes de energía tradicionales y que se necesitan cambios importantes en la combinación de tecnologías energéticas:
Varias tragedias mineras a nivel mundial han puesto de relieve el costo humano de la cadena de suministro del carbón. Las nuevas iniciativas de la EPA dirigidas a las toxinas del aire, las cenizas de carbón y las emisiones de efluentes resaltan los impactos ambientales del carbón y el costo de abordarlos con tecnologías de control. El uso del fracking en la exploración de gas natural está siendo objeto de escrutinio, con evidencia de contaminación de las aguas subterráneas y emisiones de gases de efecto invernadero. Están aumentando las preocupaciones sobre las grandes cantidades de agua utilizadas en las centrales nucleares y de carbón, particularmente en regiones del país que enfrentan escasez de agua. Los acontecimientos ocurridos en la central nuclear de Fukushima han renovado las dudas sobre la capacidad de operar un gran número de centrales nucleares de forma segura a largo plazo. Además, las estimaciones de costos para las unidades nucleares de “próxima generación” siguen aumentando y los prestamistas no están dispuestos a financiar estas plantas sin garantías de los contribuyentes. [18]
Entre 2010 y 2020, el coste de la energía eólica, solar y del gas natural se redujo drásticamente. [19] En 2018, la EIA esperaba que, después de aumentar un 2,7 % en 2018, las emisiones de dióxido de carbono (CO 2 ) relacionadas con la energía de EE. UU. disminuyeran un 2,5 % en 2019 y un 1,0 % en 2020 [20] debido a un alejamiento del carbón hacia las energías renovables y el gas natural.
La energía renovable tiene el potencial de reducir las emisiones de CO 2 en tres sectores clave de uso de energía: transporte, calefacción y refrigeración (incluida la calefacción y el aire acondicionado de edificios, el uso de calor industrial, etc.) y la electricidad. El año 2018 había sido un año pico para el uso de aire acondicionado, que se esperaba que disminuyera. [20]
La energía renovable representó el 14,94% de la electricidad producida nacionalmente en 2016 en Estados Unidos. [26] Esta proporción ha aumentado desde sólo el 7,7% en 2001, aunque la tendencia a veces se ve oscurecida por grandes variaciones anuales en la generación de energía hidroeléctrica. La mayor parte del crecimiento desde 2001 se puede observar en la expansión de la energía generada por el viento y, más recientemente, en el crecimiento de la energía generada por el sol. La energía renovable en California ocupa un lugar destacado: alrededor del 29 % de la electricidad proviene de fuentes renovables elegibles para RPS (incluida la energía hidroeléctrica). [27]
Estados Unidos tiene algunos de los mejores recursos de energía renovable del mundo, con el potencial de satisfacer una parte creciente y significativa de la demanda energética del país. Una cuarta parte de la superficie terrestre del país tiene vientos lo suficientemente fuertes como para generar electricidad al mismo precio que el gas natural y el carbón. [28]
Muchas de las nuevas tecnologías que aprovechan las energías renovables (incluidas la eólica, la solar, la geotérmica y los biocombustibles) son, o pronto lo serán, económicamente competitivas con los combustibles fósiles que satisfacen el 85% de las necesidades energéticas de Estados Unidos. Las tasas de crecimiento dinámicas están reduciendo los costos y estimulando rápidos avances en las tecnologías. [28] La energía eólica y la energía solar están adquiriendo cada vez más importancia en relación con las fuentes de energía hidroeléctrica, más antiguas y establecidas. En 2016, la energía eólica cubría el 37,23% de la producción total de electricidad renovable, frente al 43,62% de la energía hidroeléctrica. La proporción restante de energía fue generada por biomasa con un 10,27%, energía solar con un 6,03% y geotérmica con un 2,86% de la generación renovable total.
En 2015, Georgetown, Texas, se convirtió en una de las primeras ciudades estadounidenses en funcionar exclusivamente con energía renovable, y eligió hacerlo por razones de estabilidad financiera. [29]
Estados Unidos consumió alrededor de 4.000 TWh de electricidad en 2012 y alrededor de 30.000 TWh (98 cuatrillones de BTU) de energía primaria. Se espera que las mejoras en eficiencia reduzcan el uso a 15.000 TWh para 2050.
Utilizando datos de las proyecciones de capacidad del Anual de Energía Eléctrica 2018 [30] , los cambios esperados en las capacidades de generación de fuentes de combustibles renovables darían como resultado un aumento de 55.873 GW de capacidad que entrará en funcionamiento a principios de 2024. Esto haría un total de 277,77 gigavatios de energía renovable disponibles para 2024, un aumento del 23,1 % con respecto a 2018. El uso de esta capacidad de generación y los factores de capacidad de los datos de 2018 dará como resultado un total de 798,19 teravatios-hora (TWh) de energía eléctrica renovable en 2023. Esto representaría un aumento de 61,84 TWh ( +8,3%) desde 2018.
La energía hidroeléctrica fue el mayor productor de energía renovable en Estados Unidos hasta 2019, cuando fue superada por la energía eólica. [31] Produjo 254,79 TWh, lo que representó el 5,94 % de la electricidad total del país en 2022 y proporcionó el 26,48 % de la energía renovable total del país. [2] Estados Unidos es el cuarto productor de energía hidroeléctrica del mundo después de China, Canadá y Brasil. La presa Grand Coulee es la séptima central hidroeléctrica más grande del mundo y otras seis centrales hidroeléctricas estadounidenses se encuentran entre las 50 más grandes del mundo. La cantidad de energía hidroeléctrica generada se ve fuertemente afectada por los cambios en las precipitaciones y la escorrentía superficial . Proyectos hidroeléctricos como la presa Hoover , la presa Grand Coulee y la Autoridad del Valle de Tennessee se han convertido en grandes proyectos de construcción icónicos.
La capacidad de energía eólica en Estados Unidos se triplicó entre 2008 y 2016, momento en el que suministró más del 5% de la generación eléctrica total del país. La energía eólica superó a la hidroeléctrica como la mayor fuente de generación de electricidad renovable en 2019 y representó el 10,25% de la generación eléctrica total del país en 2022. [34] La energía eólica y solar representaron dos tercios de las nuevas instalaciones de energía en los Estados Unidos en 2015. [35] La capacidad instalada de energía eólica de Estados Unidos supera los 141 GW a partir de 2023. [2] Esta capacidad solo es superada por China .
El Alta Wind Energy Center de 1550 MW es el parque eólico más grande de Estados Unidos y el segundo más grande del mundo detrás del parque eólico Gansu . [36]
En 2015, había 90.000 puestos de trabajo en operaciones eólicas en los Estados Unidos. La industria eólica en los Estados Unidos genera decenas de miles de empleos y miles de millones de dólares de actividad económica. [37] Los proyectos eólicos aumentan las bases impositivas locales y revitalizan la economía de las comunidades rurales al proporcionar un flujo constante de ingresos a los agricultores con turbinas eólicas en sus tierras. [33] GE Energy es el mayor fabricante nacional de turbinas eólicas . [33]
En 2013, la energía eólica recibió 5.936 millones de dólares en financiación federal, lo que representa el 37% de toda la financiación federal para la generación de electricidad. [38]
Estados Unidos tiene potencial para instalar 10 teravatios (TW) de energía eólica terrestre y 4 TW de energía eólica marina. [39] El informe del Departamento de Energía de EE.UU. 20% Wind Energy by 2030 preveía que la energía eólica podría suministrar el 20% de toda la electricidad del país, que incluía una contribución del 4% de la energía eólica marina . [37] Será necesario agregar líneas de transmisión adicionales para llevar energía desde los estados ventosos al resto del país. [40] En agosto de 2011, una coalición de 24 gobernadores pidió a la administración Obama que proporcionara un clima empresarial más favorable para el desarrollo de la energía eólica. [41]
.jpg/1280px-02-09-15_First_Solar_Desert_Sunlight_Solar_Farm_(15863210084).jpg)
Estados Unidos es uno de los mayores productores de energía solar del mundo. El país fue pionero en granjas solares y muchos avances clave en energía solar concentrada y fotovoltaica surgieron de investigaciones nacionales.
En 2022, la energía solar a gran escala aportó 145,6 TWh a la red, con 142,6 TWh de energía fotovoltaica y 3,0 TWh de sistemas térmicos. [2] En 2020, 2021 y 2022, la EIA estimó que la energía solar distribuida generó 41.522 TWh, 49.164 TWh y 58.512 TWh respectivamente. [2] Si bien los sistemas de nivel de servicios públicos tienen generación bien documentada, las contribuciones de los sistemas distribuidos a las necesidades de energía eléctrica de los usuarios no se miden ni controlan. Por lo tanto, ha faltado una evaluación cuantitativa de la energía solar distribuida al sector eléctrico del país. Recientemente, la Administración de Información Energética ha comenzado a estimar esa contribución. [47] [2] Antes de 2008, la mayor parte de la energía eléctrica generada por energía solar provenía de sistemas térmicos; sin embargo, en 2011 la energía fotovoltaica había superado a la térmica.
A finales de 2022, Estados Unidos tenía 70,6 gigavatios (GW) de capacidad fotovoltaica instalada a escala de servicios públicos. [2] Estados Unidos tiene algunas de las granjas solares más grandes del mundo. Mount Signal Solar había instalado más de 600 MW en 2018 y tendrá 800 MW de capacidad una vez finalizado. Solar Star es una granja de 579 megavatios (MW CA ) cerca de Rosamond, California . Completado en junio de 2015, utiliza 1,7 millones de paneles solares, repartidos en 13 kilómetros cuadrados (5,0 millas cuadradas). [48] [49] [50] Desert Sunlight Solar Farm es una planta de energía solar de 550 MW en el condado de Riverside, California , que utiliza módulos solares fotovoltaicos de película delgada fabricados por First Solar . [51] Topaz Solar Farm es una planta de energía fotovoltaica de 550 MW, en el condado de San Luis Obispo, California . [52] El Proyecto de Energía Solar Blythe es una estación fotovoltaica de 485 MW planificada para el condado de Riverside, California .
Muchas escuelas y empresas tienen paneles solares fotovoltaicos integrados en sus tejados. La mayoría de ellos están conectados a la red y utilizan leyes de medición neta para permitir el uso nocturno de la electricidad generada durante el día. Nueva Jersey lidera el país con la ley de medición neta menos restrictiva, mientras que California lidera el número total de hogares que tienen paneles solares instalados. Muchos se instalaron gracias a la iniciativa de un millón de techos solares. [53] California decidió que no estaba avanzando lo suficientemente rápido en materia de generación fotovoltaica y en 2008 promulgó una tarifa de alimentación . El estado de Washington tiene una tarifa de alimentación de 15 ¢/kWh que aumenta a 54 ¢/kWh si los componentes se fabrican en el estado. [54] En 2015, California, Hawái, Arizona y algunos otros estados estaban reduciendo los pagos a los propietarios de energía solar distribuida e instituyendo nuevas tarifas por el uso de la red. Tesla y un puñado de otras empresas estaban promoviendo baterías domésticas conectadas a la red, mientras que algunas compañías eléctricas estaban invirtiendo en almacenamiento de energía a escala de servicios públicos , incluidas baterías muy grandes.
A partir del año de datos 2014, la Administración de Información Energética ha estimado la generación solar fotovoltaica distribuida y la capacidad de energía solar fotovoltaica distribuida. [47] Estas estimaciones a escala no de servicios públicos indican que Estados Unidos generó la siguiente energía eléctrica adicional a partir de dichos sistemas solares fotovoltaicos distribuidos. [2]
.jpg/1280px-Ivanpah_Solar_Power_Facility_(2).jpg)
A finales de 2016 había 1,76 GW de capacidad instalada total de energía termosolar en los Estados Unidos. [2] La energía solar térmica es generalmente a escala de servicios públicos. Antes de 2012, en seis estados del suroeste (Arizona, California, Colorado, Nevada, Nuevo México y Utah), la Oficina de Gestión de Tierras de EE. UU. poseía casi 98 millones de acres (400.000 km 2 ) (un área más grande que el estado de Montana) que estuvo abierto a propuestas para instalaciones de energía solar. Para agilizar la consideración de las solicitudes, la BLM produjo una Declaración de Impacto Ambiental Programática (PEIS). En el Acta de Decisión posterior de octubre de 2012, el BLM retiró el 78% de su terreno de un posible desarrollo solar, dejando 19 millones de acres (77.000 km 2 ) todavía abiertos a solicitudes para instalaciones solares, un área casi tan grande como Carolina del Sur. Del área que queda abierta a propuestas solares, el BLM ha identificado 285 mil acres en 17 áreas altamente favorables que llama Zonas de Energía Solar. [55] [56] [57]
Las plantas de energía solar térmica diseñadas para generación exclusivamente solar se adaptan bien a las cargas máximas del mediodía del verano en zonas prósperas con importantes demandas de refrigeración, como el suroeste de Estados Unidos. Utilizando sistemas de almacenamiento de energía térmica, los períodos de funcionamiento de la energía solar térmica pueden incluso ampliarse para satisfacer las necesidades de carga base. [58]
Un estudio de 2013 realizado por el Laboratorio Nacional de Energía Renovable de EE. UU. concluyó que las plantas de energía solar a gran escala alteran directamente un promedio de 2,7 a 2,9 acres por gigavatio-hora/año y utilizan de 3,5 a 3,8 acres por gW-hr/año durante todo el año. sitios. Según un estudio de 2009, esta intensidad de uso de la tierra es menor que la de la central eléctrica promedio del país que utiliza carbón extraído a cielo abierto. [59] Parte de la tierra en la parte oriental del desierto de Mojave debe preservarse, pero la industria solar está más interesada en áreas del desierto occidental, "donde el sol arde más y hay más fácil acceso a las líneas de transmisión". [60]
Algunas de las mayores centrales termosolares de Estados Unidos se encuentran en el suroeste del país, especialmente en el desierto de Mojave .Sistemas de generación de energía solar (SEGS) es el nombre que reciben nueve plantas de energía solar en el desierto de Mojave , puestas en funcionamiento entre 1984 y 1991. [8] La instalación utiliza tecnología solar térmica de cilindros parabólicos junto con gas natural para generar electricidad. La instalación tiene un total de 400.000 espejos y cubre 1.000 acres (4 km 2 ). Las plantas tienen una capacidad de generación total de 354 MW. [8]
Nevada Solar One genera 64 MW de energía en Boulder City , Nevada , y fue construido por el Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) , el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) y Solargenix Energy. Nevada Solar One comenzó a producir electricidad en junio de 2007. Nevada Solar One utiliza cilindros parabólicos como concentradores solares térmicos , calentando tubos de líquido que actúan como receptores solares. Estos receptores solares son tubos especialmente recubiertos de vidrio y acero. En la nueva central eléctrica se utilizan unos 19.300 de estos tubos de 4 metros de largo. Nevada Solar One también utiliza una tecnología que recolecta calor extra colocándolo en sales fundidas que cambian de fase. Esta energía se puede aprovechar por la noche. [61]
La instalación de energía solar Ivanpah es una instalación de energía solar de 392 megavatios (MW) ubicada en el sureste de California. [62] La instalación se inauguró formalmente el 13 de febrero de 2014. [63] La estación generadora Solana es una planta de energía solar de 280 MW que se encuentra cerca de Gila Bend , Arizona , a unas 70 millas (110 km) al suroeste de Phoenix . El proyecto solar Mojave de 250 MW está ubicado cerca de Barstow, California . El Proyecto de Energía Solar Crescent Dunes es un proyecto de energía solar térmica de 110 megavatios (MW) cerca de Tonopah , a unas 190 millas (310 km) al noroeste de Las Vegas . [64]
Estados Unidos es el líder mundial en capacidad en línea y generación de electricidad a partir de energía geotérmica. [65] Según datos energéticos estatales de 2022, la energía geotérmica proporcionó aproximadamente 16 teravatios-hora (TWh) de electricidad, o el 0,37% de la electricidad total consumida en el país. En mayo de 2007, se generaba energía eléctrica geotérmica en cinco estados: Alaska, California, Hawaii, Nevada y Utah. Según el reciente informe de la Asociación de Energía Geotérmica , en mayo de 2007 había 75 nuevos proyectos de energía geotérmica en marcha en 12 estados. Esto representa un aumento de 14 proyectos en otros tres estados en comparación con un estudio completado en noviembre de 2006. [65 ]
El catalizador más importante detrás de la nueva actividad industrial es la Ley de Política Energética de 2005 . Esta Ley hizo que las nuevas plantas geotérmicas fueran elegibles para el crédito fiscal federal completo sobre la producción, que anteriormente solo estaba disponible para proyectos de energía eólica. También autorizó y dirigió un aumento de fondos para la investigación por parte del Departamento de Energía , y brindó a la Oficina de Administración de Tierras nueva orientación legal y financiamiento seguro para abordar su acumulación de arrendamientos y permisos geotérmicos. [sesenta y cinco]
En 2022, la biomasa generó 51.847 teravatios-hora (TWh) de electricidad, o el 1,21% de la producción eléctrica total del país. La biomasa era la mayor fuente de energía primaria renovable en Estados Unidos y la cuarta fuente renovable de energía eléctrica en Estados Unidos, después de la eólica, la hidroeléctrica y la solar. [2]
Los datos de generación eléctrica con biomasa combinan dos categorías básicas:
La energía de las olas en los Estados Unidos se está desarrollando en varios lugares frente a las costas este y oeste, así como en Hawaii. Ha superado la fase de investigación y está produciendo energía fiable. Su uso hasta la fecha ha sido para situaciones en las que otras formas de producción de energía no son económicamente viables y, como tal, la producción de energía es actualmente modesta. Pero está previsto que en los próximos años entren en funcionamiento importantes instalaciones. [ cita necesaria ]
El Departamento de Energía de Estados Unidos declaró (en 2006) que más de 1,5 millones de hogares y empresas utilizaban actualmente calentamiento solar de agua en Estados Unidos, lo que representa una capacidad de más de 1.000 megavatios (MW) de generación de energía térmica. Predijo que probablemente se instalarían otros 400 MW en los próximos 3 a 5 años.
Suponiendo que el 40 por ciento de los hogares existentes en Estados Unidos tengan acceso adecuado a la luz solar, se podrían instalar 29 millones de calentadores de agua solares. [67]
Los calentadores de agua solares pueden funcionar en cualquier clima. El rendimiento varía dependiendo de la cantidad de energía solar disponible en el sitio, así como de qué tan fría esté el agua que ingresa al sistema. Cuanto más fría esté el agua, más eficientemente funcionará el sistema. [67]
Los calentadores de agua solares reducen la necesidad de calentamiento de agua convencional en aproximadamente dos tercios y pagan su instalación en un plazo de 4 a 8 años con ahorros de electricidad o gas natural. En comparación con aquellos que tienen calentadores de agua eléctricos, los propietarios de viviendas de Florida con calentadores de agua solares ahorran entre un 50 y un 85 por ciento en sus facturas de calentamiento de agua, según el Centro de Energía Solar de Florida. [67]
Muchos automóviles vendidos en Estados Unidos desde 2001 pueden funcionar con mezclas de hasta un 15% de etanol . [68] Los automóviles más antiguos en los Estados Unidos pueden funcionar con mezclas de hasta un 10% de etanol . Los fabricantes de vehículos de motor ya producen vehículos diseñados para funcionar con mezclas de etanol mucho más altas. Ford , DaimlerChrysler y GM se encuentran entre las empresas automotrices que venden automóviles, camionetas y minivans de “combustible flexible” que pueden utilizar gasolina y mezclas de etanol que van desde gasolina pura hasta un 85% de etanol (E85). A mediados de 2006, había aproximadamente 6 millones de vehículos compatibles con E85 en circulación. [69]
El noventa y cinco por ciento de la gasolina vendida en los EE. UU. (2016) se mezcla con un 10% de etanol. [70] Sin embargo, existen desafíos al pasar a mezclas más altas. Los vehículos de combustible flexible están ayudando en esta transición porque permiten a los conductores elegir diferentes combustibles según el precio y la disponibilidad. La Ley de Seguridad e Independencia Energética de 2007 , que exige el uso anual de 15,2 mil millones de galones estadounidenses (58.000.000 m 3 ) de biocombustibles para 2012, también ayudará a expandir el mercado. [69] En 2015, el USDA comenzó a ofrecer subvenciones para ayudar a los minoristas de gasolina a instalar bombas mezcladoras para dispensar mezclas de etanol de nivel medio. [71]
Las industrias en expansión del etanol y el biodiesel están generando empleos en la construcción, operación y mantenimiento de plantas, principalmente en comunidades rurales. Según la Asociación de Combustibles Renovables, la industria del etanol creó casi 154.000 puestos de trabajo sólo en 2005, aumentando los ingresos de los hogares en 5.700 millones de dólares. También aportó alrededor de 3.500 millones de dólares en ingresos fiscales a nivel local, estatal y federal. [69] Por otro lado, en 2010, la industria de los biocombustibles recibió 6.640 millones de dólares en apoyo del gobierno federal. [72]
Existen numerosas organizaciones dentro de los sectores académico, federal y comercial que realizan investigaciones avanzadas a gran escala en el campo de las energías renovables. Esta investigación abarca varias áreas de enfoque en todo el espectro de energías renovables. La mayor parte de la investigación tiene como objetivo mejorar la eficiencia y aumentar el rendimiento energético general. [73] Varias organizaciones de investigación con apoyo federal se han centrado en la energía renovable en los últimos años. Dos de los laboratorios más destacados son los Laboratorios Nacionales Sandia (SNL) y el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL), ambos financiados por el Departamento de Energía de los Estados Unidos y respaldados por varios socios corporativos. [74] Sandia tiene un presupuesto total de 2.400 millones de dólares [75] mientras que NREL tiene un presupuesto de 375 millones de dólares. [76]
Tanto el SNL como el NREL han financiado en gran medida programas de investigación solar. BP también invirtió mucho en programas de investigación solar hasta 2008, cuando la empresa comenzó a reducir sus operaciones solares. [77] La empresa finalmente cerró su negocio solar de cuarenta años de antigüedad después de que los ejecutivos decidieron que la producción de energía solar no es económicamente competitiva. [77] El programa solar NREL tiene un presupuesto de alrededor de 75 millones de dólares [78] y desarrolla proyectos de investigación en las áreas de tecnología fotovoltaica (PV), energía solar térmica y radiación solar. [79] Se desconoce el presupuesto para la división solar de Sandia, sin embargo, representa un porcentaje significativo del presupuesto de 2.400 millones de dólares del laboratorio. [80] Varios programas académicos se han centrado en la investigación solar en los últimos años. El Centro de Investigación de Energía Solar (SERC) de la Universidad de Carolina del Norte (UNC) tiene el único propósito de desarrollar tecnología solar rentable. En 2008, investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) desarrollaron un método para almacenar energía solar utilizándola para producir combustible de hidrógeno a partir de agua. [81] Dicha investigación tiene como objetivo abordar el obstáculo que enfrenta el desarrollo solar al almacenar energía para su uso durante las horas nocturnas cuando el sol no brilla. En febrero de 2012, Semprius Inc., con sede en Carolina del Norte, una empresa de desarrollo solar respaldada por la corporación alemana Siemens , anunció que había desarrollado el panel solar más eficiente del mundo. La compañía afirma que el prototipo convierte el 33,9% de la luz solar que le llega en electricidad, más del doble de la tasa de conversión de gama alta anterior. [82]
La investigación sobre la energía eólica se remonta a varias décadas, hasta la década de 1970, cuando la NASA desarrolló un modelo analítico para predecir la generación de energía de las turbinas eólicas durante vientos fuertes. [83] Hoy en día, tanto el SNL como el NREL tienen programas dedicados a la investigación eólica. El laboratorio de Sandia se centra en el avance de materiales, aerodinámica y sensores. [84] Los proyectos eólicos del NREL se centran en mejorar la producción de energía de las plantas eólicas, reducir sus costos de capital y hacer que la energía eólica sea más rentable en general. [85] El Laboratorio de Campo para la Energía Eólica Optimizada (FLOWE) en Caltech se estableció para investigar enfoques renovables para las prácticas de tecnología de cultivo de energía eólica que tienen el potencial de reducir el costo, el tamaño y el impacto ambiental de la producción de energía eólica. [86]
Como fuente principal de biocombustibles en América del Norte, muchas organizaciones están realizando investigaciones en el área de producción de etanol . A nivel federal, el USDA lleva a cabo una gran cantidad de investigaciones sobre la producción de etanol en los Estados Unidos. Gran parte de esta investigación está dirigida al efecto de la producción de etanol en los mercados alimentarios nacionales. [87] El Laboratorio Nacional de Energías Renovables ha llevado a cabo varios proyectos de investigación sobre etanol, principalmente en el área del etanol celulósico . [88] El etanol celulósico tiene muchos beneficios sobre el etanol tradicional a base de maíz. No elimina ni entra directamente en conflicto con el suministro de alimentos porque se produce a partir de madera, pastos o partes no comestibles de plantas. [89] Además, algunos estudios han demostrado que el etanol celulósico es más rentable y económicamente sostenible que el etanol a base de maíz. [90] Sandia National Laboratories lleva a cabo investigaciones internas sobre etanol celulósico [91] y también es miembro del Joint BioEnergy Institute (JBEI), un instituto de investigación fundado por el Departamento de Energía de los Estados Unidos con el objetivo de desarrollar biocombustibles celulósicos. [92]
Se han gastado más de mil millones de dólares de dinero federal en la investigación y el desarrollo del combustible de hidrógeno en los Estados Unidos. [93] Tanto el NREL [94] como el SNL [95] tienen departamentos dedicados a la investigación del hidrógeno.
"El hidrógeno blanco podría encontrarse o producirse en el Sistema del Rift del Medio Continente a escala para una economía del hidrógeno renovable ". Se podría bombear agua hasta rocas calientes ricas en hierro para producir hidrógeno y extraerlo. [96] [97]
Es difícil predecir estimaciones precisas sobre la creación de empleo como resultado de una creciente dependencia de la energía renovable en los Estados Unidos debido a desarrollos tecnológicos imprevistos, la incertidumbre en torno a los niveles futuros de importación y exportación de tecnología de energía renovable en los Estados Unidos y la ambigüedad con respecto a las tecnologías indirectas y efectos inducidos en el empleo . Dicho esto, sin embargo, es muy probable que Estados Unidos experimente un aumento neto del empleo en el sector energético como resultado de una transición a las energías renovables . [98] [99] [100] Un estudio realizado por Wei, Patadia y Kammen sobre la eficiencia de las energías renovables en los Estados Unidos encontró que el sector de las energías renovables genera significativamente más empleos que el sector de los combustibles fósiles según la unidad de energía entregada. [100] [101] [102] Las energías renovables que tienen las mayores proporciones de empleo por unidad de energía generada son la solar y la eólica; Es probable que esto se deba a los componentes de su instalación. [100] Aunque el empleo neto variaría según la ubicación dentro de los EE. UU. (por ejemplo, el empleo neto de Virginia Occidental se vería más afectado que el de California debido a la industria minera del carbón de Virginia Occidental), en total, el empleo neto en el sector energético dentro de los EE. UU. es se prevé que aumente considerablemente. [100] El aumento del empleo directo, así como el aumento de la infraestructura de energía renovable, naturalmente conducirían también a empleos indirectos e inducidos adicionales.
Las investigaciones realizadas en países de la Unión Europea han confirmado esta noción positiva de empleo neto. ¿Hacia una economía de energía verde? Seguimiento de los efectos de las tecnologías bajas en carbono en el empleo en la Unión Europea, un estudio realizado por Markandya et al. utilizó un modelo multirregional de insumo-producto junto con la base de datos mundial de insumo-producto para analizar datos de 1995 a 2009 en busca de impactos netos en el empleo. [99] Estos años se consideraron específicamente como la estructura energética de la Unión Europea estaba cambiando significativamente hacia el gas y otras formas renovables de energía durante este tiempo. Aunque los efectos específicos de cada país variaron, se encontró que en total se eliminaron 530.000 puestos de trabajo de la transición durante este período. [99] Otro estudio realizado en Alemania por Lehr, Lutz y Edler utilizó el modelo PANTA RHEI para evaluar la situación energética alemana teniendo en cuenta los impactos positivos y negativos de las energías renovables. [100] El modelo consideró diferentes supuestos para los precios de los combustibles fósiles, las instalaciones nacionales, el comercio internacional y las exportaciones alemanas a los mercados mundiales de energía renovable en desarrollo. En casi todos los escenarios se observaron efectos netos positivos en el empleo. [100]
Según una encuesta de CBS News de 2019 realizada a 2.143 residentes de EE. UU., el 42 % de los adultos estadounidenses menores de 45 años pensaba que EE. UU. podría hacer una transición realista a una energía 100 % renovable para 2050, mientras que el 29 % lo consideraba poco realista y el 29 % no estaba seguro. Esas cifras para los estadounidenses mayores son del 34%, 40% y 25%, respectivamente. Las diferencias de opinión podrían deberse a la educación, ya que es más probable que los estadounidenses más jóvenes hayan aprendido sobre el cambio climático en las escuelas que sus mayores. [104]
La Ley de Política Energética de 2005 exige que todas las empresas públicas de servicios eléctricos faciliten la medición neta . [105] Esto permite que los hogares y empresas que realizan generación distribuida paguen solo el costo neto de la electricidad de la red: la electricidad utilizada menos la electricidad producida localmente y devuelta a la red. En el caso de las fuentes de energía renovables intermitentes , esto utiliza efectivamente la red como batería para suavizar las pausas y llenar los vacíos de producción.
Algunas jurisdicciones van un paso más allá y han instituido tarifas de alimentación , que permiten a cualquier cliente de energía ganar dinero produciendo más energía renovable de la que se consume localmente.
De 2006 a 2014, los hogares estadounidenses recibieron más de 18 mil millones de dólares en créditos fiscales federales sobre la renta por climatizar sus hogares, instalar paneles solares, comprar vehículos híbridos y eléctricos y otras inversiones en "energía limpia". Estos gastos tributarios se dirigieron predominantemente a los estadounidenses de mayores ingresos. Los tres quintiles de ingresos inferiores recibieron alrededor del 10% de todos los créditos, mientras que el quintil superior recibió alrededor del 60%. El más extremo es el programa dirigido a los vehículos eléctricos, donde el quintil de ingresos más alto recibió alrededor del 90% de todos los créditos. Los mecanismos de mercado tienen efectos distributivos menos sesgados. [106]
La Ley Estadounidense de Recuperación y Reinversión de 2009 incluyó más de 70 mil millones de dólares en gastos directos y créditos fiscales para energía limpia y programas de transporte asociados. Esta combinación de política y estímulo representa el mayor compromiso federal en la historia de los Estados Unidos para iniciativas de energía renovable , transporte avanzado y conservación de energía . Se esperaba que estas nuevas iniciativas alentaran a muchas más empresas de servicios públicos a fortalecer sus programas de energía limpia. [107] Si bien el Departamento de Energía ha sido criticado por proporcionar garantías de préstamos a Solyndra, [108] su iniciativa SunShot ha financiado empresas exitosas como EnergySage [109] y Zep Solar . [110]
En su discurso sobre el Estado de la Unión del 24 de enero de 2012 , el presidente Barack Obama reafirmó su compromiso con la energía renovable y afirmó que “no abandonará la promesa de la energía limpia”. Obama pidió un compromiso por parte del Departamento de Defensa para comprar 1.000 MW de energía renovable. También mencionó el compromiso de larga data del Departamento del Interior de permitir 10.000 MW de proyectos de energía renovable en terrenos públicos en 2012. [12]
Algunas instalaciones de la Agencia de Protección Ambiental en los Estados Unidos utilizan energía renovable para todo o parte de su suministro en las siguientes instalaciones. [111]
Las tecnologías energéticas reciben subsidios gubernamentales. En 2016, los subsidios y apoyos energéticos específicos del gobierno federal para las energías renovables, los combustibles fósiles y la energía nuclear fueron de 6.682 millones de dólares, 489 millones de dólares y 365 millones de dólares, respectivamente. [112] Todos, excepto unos pocos estados de EE.UU., cuentan ahora con incentivos para promover la energía renovable, mientras que más de una docena han promulgado nuevas leyes sobre energía renovable en los últimos años. [ ¿ cuando? ] [28] Las energías renovables sufrieron un revés político en Estados Unidos en septiembre de 2011 con la quiebra de Solyndra , una empresa que había recibido una garantía de préstamo federal de 535 millones de dólares. [113] [114]
La medición neta es una política de muchos estados de los Estados Unidos diseñada para ayudar a la adopción de energía renovable. La medición neta fue pionera en los Estados Unidos como una forma de permitir que la energía solar y eólica proporcionaran electricidad siempre que estuviera disponible y permitir el uso de esa electricidad cuando fuera necesario, comenzando con las empresas de servicios públicos en Idaho en 1980 y en Arizona en 1981. [115] En 1983, Minnesota aprobó la primera ley estatal de medición neta. [116] En marzo de 2015, 44 estados y Washington, DC han desarrollado reglas obligatorias de medición neta para al menos algunas empresas de servicios públicos. [117] Sin embargo, aunque las reglas de los estados son claras, pocas empresas de servicios públicos realmente compensan con tarifas minoristas completas. [118]
Las políticas de medición neta están determinadas por los estados, que han establecido políticas que varían en una serie de dimensiones clave. La Ley de Política Energética de 2005 exigía que los reguladores estatales de electricidad "consideraran" (pero no necesariamente implementaran) reglas que obligan a las empresas de servicios públicos de electricidad a poner la medición neta a disposición de sus clientes previa solicitud. [119] Se han propuesto varios proyectos de ley para instituir un límite estándar federal para la medición neta. Van desde HR 729, que establece un límite de medición neta en el 2% de la demanda máxima agregada de los clientes prevista, hasta HR 1945, que no tiene límite agregado, pero limita a los usuarios residenciales a 10 kW, un límite bajo en comparación con muchos estados, como como Nuevo México, con un límite de 80.000 kW, o estados como Arizona, Colorado, Nueva Jersey y Ohio, que limitan como porcentaje de carga. [120]En febrero de 2011, el Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) lanzó su Iniciativa SunShot , un esfuerzo nacional colaborativo para reducir el costo total de los sistemas de energía solar fotovoltaica en un 75% para 2020. [121] Alcanzar este objetivo reduciría el costo de la energía solar no subsidiada. Competir con otras formas de electricidad y conseguir paridad de red . [122] La iniciativa SunShot incluyó un programa de innovación colaborativo ejecutado en asociación con Topcoder , durante el cual se desarrollaron 17 soluciones diferentes de aplicaciones de energía solar en 60 días. [123] En 2011, el precio era de $4/W, y el objetivo de SunShot de $1/W para 2020 se alcanzó en 2017. [124]
Wind Powering America (WPA) es otra iniciativa del DOE que busca aumentar el uso de la energía eólica. WPA colabora con partes interesadas estatales y regionales, incluidos agricultores, ganaderos, nativos americanos, cooperativas eléctricas rurales, servicios públicos propiedad de los consumidores y escuelas. [ cita necesaria ]
WPA se ha centrado en estados con un gran potencial para la generación de energía eólica pero con pocos proyectos operativos. WPA proporciona información sobre los desafíos, beneficios e impactos de la implementación de la tecnología eólica.
La Iniciativa Solar América (SAI) [125] es parte de la Iniciativa Federal de Energía Avanzada para acelerar el desarrollo de materiales fotovoltaicos avanzados con el objetivo de hacerlos rentables con otras formas de electricidad renovable para 2015.
El Programa de Tecnología de Energía Solar (SETP) del DOE pretendía lograr los objetivos de la EFS a través de asociaciones y alianzas estratégicas centrándose principalmente en cuatro áreas:
Como parte del Programa del Millón de Techos Solares del exgobernador Arnold Schwarzenegger , California se fijó el objetivo de crear 3.000 megavatios de nueva electricidad producida con energía solar para 2017, con una financiación de 2.800 millones de dólares. [126]
La Iniciativa Solar de California ofrece incentivos en efectivo para sistemas solares fotovoltaicos de hasta 2,50 dólares por vatio. Estos incentivos, combinados con incentivos fiscales federales, pueden cubrir hasta el 50% del costo total de un sistema de paneles solares. [126] Algunos otros estados de EE. UU. ofrecen incentivos financieros para apoyar la energía renovable. [127]
La EPA nombró a los 20 principales socios de su Green Power Partnership que están generando su propia energía renovable en el lugar. Combinados, generan más de 736 millones de kilovatios-hora de energía renovable in situ cada año, suficiente para alimentar a más de 61.000 hogares estadounidenses promedio. [128]
.png/1280px-Renewable_portfolio_standards_for_selected_U.S._states,_2010_through_2050_(46504655934).png)
Un Estándar de Cartera de Energías Renovables se refiere a la legislación que crea un mercado de certificados negociables de electricidad renovable o verde. Los distribuidores de electricidad o los compradores mayoristas de electricidad deben obtener un porcentaje específico de su electricidad (cartera) de fuentes de generación renovables. Las entidades responsables que no alcancen su cuota pueden comprar certificados de proveedores acreditados que hayan generado electricidad renovable y hayan obtenido y registrado certificados para vender en ese mercado.
En febrero de 2024, al menos el 15% de los condados de Estados Unidos habían impuesto prohibiciones u otras restricciones para impedir la construcción de proyectos eólicos y solares. [129]
El Consejo Americano de Energía Renovable (ACORE) es una organización sin fines de lucro con sede en Washington, DC . Fue fundado en 2001 como un foro unificador para incorporar la energía renovable a la corriente principal de la economía y el estilo de vida de Estados Unidos. En 2010, ACORE tenía más de 700 organizaciones miembros. [130] En 2007, ACORE publicó Outlook On Renewable Energy In America , un informe de dos volúmenes sobre el futuro de la energía renovable en los Estados Unidos. [131] Se ha dicho que este informe expone una "nueva realidad para la energía renovable en Estados Unidos". [132]
El Instituto de Estudios Ambientales y Energéticos (EESI) es una organización sin fines de lucro que promueve sociedades ambientalmente sostenibles . Fundada en 1984 por un grupo de miembros del Congreso , EESI busca ser un catalizador que aleje a la sociedad de los combustibles fósiles dañinos para el medio ambiente y la acerque a un futuro de energía limpia. EESI presenta soluciones políticas que resultarán en una disminución del calentamiento global y de la contaminación del aire ; mejoras en la salud pública, la seguridad energética y las oportunidades de desarrollo económico rural; mayor uso de fuentes de energía renovables y mejora de la eficiencia energética .
Una parte importante de la misión del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) es la transferencia de tecnologías desarrolladas por NREL a los mercados de energías renovables. La Oficina de Transferencia de Tecnología del NREL apoya a los científicos e ingenieros de laboratorio en la aplicación práctica y exitosa de su experiencia y las tecnologías que desarrollan. El personal y las instalaciones de I+D son reconocidos y valorados por la industria, como lo demuestran muchos proyectos de investigación colaborativos y tecnologías autorizadas con socios públicos y privados. Las tecnologías innovadoras de NREL también han sido reconocidas con 39 premios R&D 100.
El Rocky Mountain Institute (RMI) es una organización dedicada a la investigación, publicación, consultoría y conferencias en el campo general de la sostenibilidad , con especial enfoque en innovaciones rentables para la eficiencia energética y de recursos. RMI tiene su sede en Snowmass, Colorado , y también mantiene oficinas en Boulder, Colorado . RMI es el editor del libro Winning the Oil Endgame .
Los esfuerzos comunitarios de energía renovable incorporan llamados a la democracia energética para colocar la responsabilidad de los procesos de planificación e implementación de un proyecto de energía renovable dentro de una comunidad. [133] Se espera que los proyectos comunitarios de energía renovable tengan una amplia gama de impactos sociales positivos además de la disminución del uso de combustibles fósiles, tales como “aceptación de desarrollos de energía renovable; conciencia sobre tecnologías y cuestiones de energía renovable y sostenible; adopción de tecnologías bajas en carbono; y comportamiento sostenible/proambiental”. [134] Sin embargo, en una encuesta realizada dentro de una comunidad sobre proyectos comunitarios de energía renovable, los resultados mostraron que, si bien había un apoyo generalizado para la implementación, había bajos niveles de deseo de participación personal, lo que significa que muchas personas rehuían servir como líderes de proyectos. . [134] Muchas veces, el grado de propiedad se debate dentro del proceso de planificación. [135]
Los proyectos comunitarios de energía renovable priorizan la participación de las comunidades de usuarios finales, desafiando las estructuras de poder tradicionales de los proyectos de energía renovable. Los proyectos comunitarios de energía renovable, y la gran cantidad de impactos sociales positivos que a menudo se asocian con ellos, sólo tienen éxito con apoyo institucional. [134] Las becas destacan la prevalencia del apoyo institucional en la UE y el Reino Unido a la energía renovable basada en la comunidad y, como era de esperar, hay muchos más proyectos exitosos en Europa que en los Estados Unidos. [136] La literatura existente muestra una clara falta de apoyo institucional para proyectos comunitarios de energía renovable dentro de los Estados Unidos. Sin embargo, en Estados Unidos son evidentes las inversiones basadas en el mercado en campos como los proyectos solares y eólicos comunitarios. El sector privado ha aumentado especialmente el interés en proyectos comunitarios de energía solar en los últimos años. [137] Los diferentes enfoques de los proyectos comunitarios de energía renovable a nivel mundial pueden atribuirse a las diferencias dentro de los estados de bienestar liberales de Europa en comparación con los Estados Unidos.
Estados Unidos tiene potencial para instalar 11 teravatios (TW) de energía eólica terrestre y 4 TW de energía eólica marina, capaces de generar más de 47.000 TWh. El potencial de energía solar concentrada en el suroeste se estima entre 10 y 20 TW, capaz de generar más de 10.000 TWh. [138]
Un informe de 2012 del Laboratorio Nacional de Energías Renovables evalúa los recursos energéticos potenciales para cada estado de los Estados Unidos. [139] [140]
Nota: El uso total está inflado para crear una equivalencia de petróleo.
Fuente de datos: Administración de Información Energética de EE. UU.,
Revisión mensual de energía,
Apéndice D.1 y Tablas 1.3 y 10.1, abril de 2022, datos preliminares para 2021. / La madera incluye madera y madera. desperdiciar;
Las energías renovables incluyen biocombustibles, geotermia, solar y eólica.
Este artículo incorpora material de dominio público de Intervenciones financieras federales directas y subsidios en energía en el año fiscal 2016. Departamento de Energía de Estados Unidos .
