對氣候變化的擔憂正促使美國越來越多的州、公用事業公司和企業制定電力行業碳排放零排放的目標。迄今為止，17個州加上華盛頓特區和波多黎各已經通過法律或行政命令，在未來幾十年內實現100%無碳電力。此外，46家美國公用事業公司承諾不遲于2050年實現凈零碳排放。總的來說，這些目標覆蓋了大約一半的美國人口和經濟。看上去是雄心勃勃的目標，但重新審視過去15年來的美國電力行業的碳排放，可以發現大幅減排是可能的。

 

美國能源部勞倫斯伯克利國家實驗室（Berkeley Lab）的最新研究分析了歷史數據，以檢驗美國電力部門在減排方面已經取得了多大進展。這項名為“邁向無碳能源領域的進展”（Halfway to Zero: Progress towards a Carbon-Free Power Sector）的研究回顧了美國能源信息署（EIA）在2005年對2020年美國電力部門碳排放的預測。

 

按照當時的預測，從2005年到2020年，美國電力部門的二氧化碳年排放量將從24億噸上升到30億噸。但是，2020年的實際排放量降至14.5億噸，電力行業的排放量削減了52%。可以說，美國的凈零排放之路已經走了一半。

 

這項研究確定了過去15年推動美國電力行業碳排放降低的主要因素。2020年的電力需求總量與2005年幾乎完全相同，比15年前的預測低了24%。需求下降的部分原因是部門和經濟結構的變化，但同時也是政策和技術進步推動了能源效率的提高。

 

研究人員發現，風能和太陽能發電的表現大大超過預期，2020年的發電量是預期的13倍。這也是技術進步以及州和聯邦政策的結果，因為新的風能和太陽能技術價格大幅度下跌。研究發現，從煤炭轉向天然氣發電對降低碳排放起到了很大作用。在頁巖氣革命和天然氣低價的推動下，天然氣發電量迅速增長。

 

研究人員還發現，過去15年的變化還有許多其他的經濟和環境效益。例如，2020年消費者的電費總額比當初的預測低18%，每年可節省860億美元。根據這項研究，硫和氮排放量的減少導致了較低的健康影響，如呼吸道疾病，過早死亡人數從每年38000人下降到3100人。研究還發現，雖然就業模式隨著電力行業的變化而變化，但電力供應所支持的就業崗位卻比先前預測的情況多出20萬個。

 

回顧過去這段歷史表明，在15年的時間跨度內排放量可能會發生巨大變化。但研究指出，這并不能保證未來15年也會出現類似幅度的進展。鑒于風能、太陽能和電池技術的進步，這些資源可能在近期內對電力行業的進一步脫碳起到重要作用。根據這項研究，接近零碳電力部門目標所需的容量中有很大一部分已經在開發進程中：約660吉瓦的風能和太陽能已要求接入電網，超過接近零碳電力部門目標所需容量的一半。

 

未來面臨的一個主要的挑戰是如何確保在風不吹，陽光不照時保證可靠的電力供應，這就需要進一步研究、開發和示范可以解決這一問題技術，例如長時間儲能、氫或合成燃料、生物能源、生物質發電，以及碳捕獲、核能、地熱能和太陽能蓄熱。