Generación neta de electricidad por fuente de energía para 2023 [1]
Gas natural (42,3%)
Nucleares (18,2%)
Carbón (15,9%)Viento (10,0%)Hidroeléctrica (5,6%)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]
Hay tres redes eléctricas síncronas principales en los EE. UU. continentales: la Interconexión del Este , la Interconexión del Oeste y la Interconexión de Texas . Dentro de estas redes físicas, existen operadores de sistemas independientes y organizaciones de transmisión regionales , que son organizaciones sin fines de lucro que operan un área de la red y están obligadas a brindar acceso indiscriminado a varios proveedores (por ejemplo, propietarios de centrales eléctricas, proveedores de líneas de transmisión). para promover la competencia. En cambio, algunas áreas tienen una empresa de servicios públicos integrada verticalmente como Southern Company , donde todo lo hace una sola empresa.
El sector eléctrico estadounidense 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 responsabilidad del Estado, generalmente realizada a través de 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 aproximadamente estable en los últimos diez años, [4] pero con cambios significativos en su composición a lo largo de ese 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 hidráulica el 6,6% y la solar el 0,2%. Gracias a este cambio, las emisiones de CO2 se han reducido en un 30%. [5]
En 2023, la generación estadounidense
La capacidad de verano de generación de electricidad instalada a escala [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] haciendo un total de 4271,88 TWh para consumo, 114,78 TWh (2,78%) más que en 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 la carga base y, por lo tanto, funcionan durante más horas que las plantas de gas natural y petróleo, que normalmente proporcionan la carga máxima , mientras que las turbinas eólicas y solares Las plantas producen electricidad cuando pueden y el gas natural se rellena según sea necesario para compensar.
Las siguientes tablas resumen la energía eléctrica generada por fuente de combustible para los Estados Unidos. Energía Eléctrica Anual [11] para datos 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 mayoría de las pérdidas han sido reemplazadas por gas natural, pero también una fracción creciente de energías renovables no hidroeléctricas.
En 2007, el Departamento de Energía estimó la capacidad adicional prevista para 2008-2012 en 92 GW, la mayor parte de los cuales se alimentaría con gas natural (48 GW) y carbón (19 GW). [14]
En 2007, en 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 Estados Unidos. Sin embargo, desde 2005 ha habido un renovado interés en la energía nuclear en 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 EE. UU. había recibido solicitudes de permiso para construir 26 nuevos reactores nucleares de potencia [18] Sin embargo, a partir de 2013, la mayoría de las nuevas solicitudes habían sido abandonadas debido a la baja el 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 cuesta 4 centavos por kilovatio-hora, frente a 10 centavos o más de la energía nuclear. [19]
La siguiente tabla resume la energía eléctrica generada por fuentes de combustibles renovables para EE.UU. Los datos fueron obtenidos del Anual de Energía Eléctrica 2022. [20]
[21]
Nota: La biomasa incluye madera y combustible derivado de la madera, gas de vertedero, residuos sólidos municipales biogénicos y otros residuos de biomasa.
El desarrollo de las energías renovables y la eficiencia energética marca "una nueva era de 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 duplicarlo, ya que en 2020 se registró un aumento del 100% con respecto a 2008.
La energía renovable representó 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 representó el 10,17% de toda la producción y ha crecido 2,9 veces durante la última década. Durante este mismo período, la energía solar (incluida la de pequeña escala) se ha multiplicado por 13,1 y ahora proporciona el 3,37% de las necesidades de energía eléctrica de Estados Unidos. La energía solar a pequeña escala ha crecido 11,1 veces en la última década y en los últimos ocho años de estimación de la energía solar a pequeña escala ha crecido 5,4 veces.
Según un informe del Departamento del Interior, la energía eólica estadounidense –incluidas las turbinas marinas– podría satisfacer con creces las necesidades eléctricas del país. [25] El Departamento de Energía ha dicho que la energía eólica podría generar el 20% de la electricidad de EE. UU. para 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 solares térmicas 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 en esta sección se basan en datos extraídos de los archivos anuales de 2022 de la Administración de Información Energética/Energía Eléctrica del DOE de EE. UU. [30] En 2022, el consumo total de electricidad en EE. UU. fue de 4271,88 teravatios-hora (TWh). El consumo aumentó respecto a 2021, en 122,87 TWh o +2,96%. Esto se desglosa como:
Además del consumo de la red eléctrica, los consumidores estadounidenses consumieron aproximadamente 61.282 TWh adicionales (12,12 TWh más que en 2021) de sistemas solares de pequeña escala.
El consumo de electricidad por persona (per cápita) se basa en datos extraídos de los archivos anuales de 2022 de la Administración de información energética/energía eléctrica del Departamento de Energía de EE. UU. [34] Los datos de población [35] provienen de Demografía de los Estados Unidos . El consumo per cápita en 2022 es de 12.809 kWh. Esto supone un aumento de 351 kWh con respecto a 2021, un 1,8 % menos que hace una década y un 7,2 % menos que su máximo en 2007. La siguiente tabla muestra el consumo per cápita anual en EE. UU. por fuente de combustible de 1999 a 2022.
La siguiente tabla utilizó la primera columna de la tabla Demografía de los Estados Unidos # Estadísticas vitales para población y generación de energía eléctrica anual. Técnicamente, esto significa que el "consumo" incluye pérdidas de transmisión, etc., porque todos los valores de la tabla se calcularon a partir de la tabla ES1. Estadísticas resumidas de los Estados Unidos. También desde 2016 la estimación solar a pequeña escala se incluye en la contribución solar.
Estados Unidos tiene 21,9 GW de energía hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo [36] y 6,6 GW de baterías de red a partir de 2022. [37] Tienen alrededor del 80 % de eficiencia (20 % de pérdida), 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 a partir de 2021. [36]
La política para el sector eléctrico en los Estados Unidos la establecen los órganos ejecutivo y legislativo del gobierno federal y los gobiernos estatales. Dentro del poder ejecutivo del gobierno federal, el Departamento de Energía desempeña un papel clave. Además, la Agencia de Protección Ambiental está a cargo de la regulación ambiental y la Comisión Federal de Comercio está a cargo 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 energías renovables (RPS). [38] No existe una política federal sobre RPS.
La Comisión Federal Reguladora de Energía está a cargo de regular las ventas interestatales de electricidad, las tarifas eléctricas mayoristas y la concesión de licencias a las plantas hidroeléctricas. Las tarifas de distribución de electricidad están reguladas por las Comisiones de Servicios Públicos o Comisiones de Servicios Públicos a nivel estatal.
La desregulación del sector eléctrico consiste en la introducción de competencia y la desagregación de servicios públicos integrados verticalmente en entidades separadas encargadas de la generación , transmisión , distribución y comercialización de electricidad. La desregulación del sector eléctrico en Estados Unidos comenzó con la Ley de Política Energética de 1992, que eliminó los obstáculos a la competencia mayorista. En la práctica, sin embargo, la regulación se ha introducido de manera desigual entre los estados. Comenzó en serio sólo a partir de 1996, cuando la Comisión Federal Reguladora de Energía emitió órdenes que exigían que las empresas de servicios públicos prestaran servicios de transmisión "sobre una base razonable y no discriminatoria". En algunos estados, como California, se exigió a las empresas de servicios públicos privados que vendieran algunas de sus centrales eléctricas para evitar la concentración del poder de mercado. [39]
En abril de 2014, 16 estados de EE. UU. ( Connecticut , Delaware , Illinois , Maine , Maryland , Massachusetts , Michigan , Montana , New Hampshire , Nueva Jersey , Nueva York, Ohio , Oregón , Pensilvania , Rhode Island y Texas ) y el Distrito de Colombia ha desregulado en cierta medida sus mercados eléctricos. Además, siete estados ( Arizona , Arkansas , California, Nevada , Nuevo México , Virginia y Wyoming ) iniciaron de alguna manera la desregulación de la electricidad, pero desde entonces la han suspendido. [40] La desregulación del mercado eléctrico 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 sólo permiten que los grandes clientes comerciales elijan un proveedor diferente, otros permiten que todos los consumidores elijan. Al contrario de los métodos de desregulación del gas natural, en gran medida similares, diferentes estados han adoptado enfoques muy diferentes para la desregulación de la electricidad. [41]
Las empresas eléctricas en Estados Unidos pueden estar a cargo tanto de la generación como de la distribución de electricidad . La red de transmisión de electricidad no es propiedad de empresas de servicios públicos individuales, sino de empresas y organizaciones que están obligadas a brindar acceso indiscriminado a varios proveedores para promover la competencia. En 1996, había 3.195 empresas eléctricas en Estados Unidos y 65 comercializadores de energía. De ellas, 2.020 eran de propiedad pública (incluidas 10 empresas de servicios públicos federales), 932 eran cooperativas eléctricas rurales y 243 eran empresas de servicios públicos propiedad de inversores. Menos de 1.000 empresas de servicios públicos se dedican a la generación de energía. [42]
Alrededor del 80% de la electricidad en Estados Unidos es generada por empresas de servicios públicos privadas ("propiedad de inversores"). El resto de la electricidad la produce 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 servicios municipales y cooperativas de servicios públicos .
Los mayores productores privados de electricidad de los Estados Unidos incluyen:
Hay dos redes síncronas de área amplia importantes en América del Norte, la Interconexión Oriental y la Interconexión Occidental . Además de esto, hay dos redes eléctricas menores en los EE. UU., la Interconexión de Alaska y la Interconexión de Texas . Las interconexiones del Este, Oeste y Texas están unidas en varios puntos con interconexiones de CC que permiten que la energía eléctrica se transmita a lo largo de los Estados Unidos 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 sus respectivas áreas de servicio, donde coordinan, controlan y monitorean el funcionamiento del sistema de energía eléctrica. Los GRT están obligados a proporcionar acceso de transmisión no discriminatorio a los generadores y clientes de electricidad. Los TSO pueden ser de dos tipos: operadores de sistemas independientes (ISO) y organizaciones regionales de transmisión (RTO). El primero opera dentro de un solo estado y el segundo cubre áreas más amplias que cruzan las fronteras estatales. [ cita necesaria ]
En 2009 había cuatro RTO en EE. UU.: [ cita necesaria ]
También hay tres ISO:
Los RTO son similares, pero no idénticos, a los nueve Consejos Regionales de Confiabilidad asociados en 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 masivo en los EE. UU. y 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 energéticos en EE. UU., incluidos los siete para los cuales se han establecido RTO, además de:
Las ISO y las RTO se establecieron en la década de 1990, cuando los estados y regiones establecieron una competencia mayorista por la electricidad.
Alrededor del 75 por ciento de las ventas de electricidad a clientes finales las realizan empresas de servicios públicos privadas, y el resto lo venden empresas de servicios públicos municipales y cooperativas.
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En 2008, la tarifa eléctrica promedio en Estados Unidos fue de 9,82 ¢/kWh, frente a 6,9 ¢/kWh en 1995. Las tarifas residenciales eran algo más altas, 11,36 ¢/kWh, mientras que las tarifas comerciales se situaban en 10,28 ¢/kWh y las 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 suministrar energía de bajo voltaje (120 V) a clientes residenciales y comerciales.
En 2006-07, las tarifas comerciales de electricidad en Estados Unidos (9,28 ¢/kWh) eran más altas que en Australia (7,1 ¢/kWh), Canadá (6,18 ¢/kWh), que depende principalmente de la energía hidroeléctrica, o que en Francia (8,54 ¢/kWh), que depende en gran medida de la energía nuclear, pero menos que en Alemania (13,16 ¢/kWh), Italia (15,74 ¢/kWh) o el Reino Unido (11,16 ¢/kWh), países que dependen en mayor medida de combustibles fósiles, todos comparados en términos de poder adquisitivo. paridad . [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 tarifarios es la combinación de fuentes de energía utilizadas en la generación de energía. Por ejemplo, el acceso a energía federal barata procedente de centrales hidroeléctricas contribuye a que las tarifas eléctricas sean bajas en algunos estados.
El consumo promedio de electricidad residencial en los EE. UU. fue de 936 kWh/mes en 2007, 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 para promover la conservación de 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 de electricidad 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.
Existe una gran variedad de subsidios en el sector eléctrico estadounidense que van desde diversas formas de incentivos fiscales hasta subsidios para investigación y desarrollo, tarifas de alimentación para energía renovable y apoyo a los hogares de bajos ingresos para que paguen 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 dirigirse a los consumidores, por ejemplo para la compra de electrodomésticos de bajo consumo o para sistemas de energía solar, pequeños sistemas eólicos, bombas de calor geotérmicas y sistemas residenciales de microturbinas y pilas de combustible . [47] Los incentivos fiscales también pueden dirigirse a los productores de electricidad, en particular de energía renovable .
El Programa de Asistencia Energética para Hogares de Bajos Ingresos (LIHEAP, por sus siglas en inglés) recibió fondos federales por valor de 5.100 millones de dólares en el año fiscal 2009. [48] Está financiado principalmente por el gobierno federal a través de la Administración para Niños y Familias del Departamento de Salud y Servicios Humanos de EE.UU., y está administrado por 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 estadounidenses estaban considerando adoptar tarifas de alimentación como complemento a sus mandatos de electricidad renovable. [49]
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