美国能源化石燃料时代终结了吗？可再生能源如何重塑未来结构？

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本文深入分析了美国从1776年至今的能源使用变化，揭示了能源消费的长期趋势和近期发展。通过美国能源信息管理局（EIA）的数据，我们了解到化石燃料长期以来在美国能源结构中的主导地位，以及可再生能源和核能的逐渐崛起。文章详细探讨了各种能源类型的历史角色，包括木材、煤炭、石油、天然气以及可再生能源，并对2023年的能源消费变化进行了特别关注。此外，还讨论了不同能源类型的比较方法，以及评估能源消费变化的新标准。

美国能源消耗的历史概况（1776-2023）

数据来源：美国能源信息管理局（EIA），《月度能源回顾》。早期数据参考了《1850-1975 年美国经济中的能源：其历史和前景》以及美国农业部通报第 641 号《美国 1630-1930 年使用的燃料木材》。

据EIA的《月度能源回顾》显示，2023年美国能源消耗量为94万亿英热单位，较2022年下降了1%。其中，化石燃料（石油、天然气和煤炭）占据了总能源消费的近83%，而非化石燃料能源（包括可再生能源和核能）则占17%。石油继续作为美国消费最多的燃料，连续73年保持这一地位，而可再生能源消费量在近140年首次超过了煤炭。

能源使用的历史变迁

在1776年《独立宣言》签署时，木材作为可再生能源，是美国的主要能源来源，广泛用于取暖、烹饪和照明。直到19世纪末，煤炭才取代木材成为主导能源。

早期的水力驱动磨坊和木材加工操作虽未详细量化，但在美国早期历史中扮演了重要角色。1880年，密歇根州大急流城的一家椅子工厂首次利用水力发电驱动灯泡。两年后，世界上首家向公众出售电力的水电站在威斯康星州阿普尔顿附近的福克斯河上开业。

可再生能源直到近期才重新成为美国能源结构的重要组成部分。2016年，生物燃料超越木材，成为美国消费最多的可再生能源。80年代起，美国开始广泛使用与石油混合的乙醇汽油，随后是生物柴油和可再生柴油。2022年，美国的可再生柴油消费量首次超过了生物柴油。

美国可再生能源消费的增长

近年来，零碳能源如风能和太阳能的发电量显著增加。2022年，美国的可再生能源消费量自1984年以来首次超过了核能消费量。美国的核能消费始于1950年代末，自2000年代初以来基本保持稳定。

煤炭曾是美国能源的最大来源，约65年间（1885年至1950年）一直如此，直到被石油超越。煤炭的早期用途包括家庭取暖炉和火车、船舶引擎等，自1960年代以来，几乎全部用于发电。

石油自1950年以来一直是美国消费最多的能源，其产品广泛应用于交通运输、工业化学品和塑料等领域。

天然气是美国第二大能源消费来源，自1958年超过煤炭以来一直如此。天然气曾被视为原油生产的副产品，但现已成为广泛使用的能源，主要用于取暖和发电。得益于美国钻探技术的进步，天然气供应迅速增加，2020年消费量几乎超过石油。

2023年，美国可再生能源消费量同比增长2%，达到创纪录的8.2 quadrillion Btu，主要得益于运输中的生物燃料和太阳能发电的增加。同年，风能消费量25年来首次减少。

煤炭消费量下降至8.2 quadrillion Btu，为约1900年以来的最低水平。自2005年达到峰值以来，美国煤炭消费量减少了一半以上，主要是发电用煤的减少。

核能消费总量为8.1 quadrillion Btu，较2022年略有增加，主要得益于2023年7月在乔治亚州投入运营的新Vogtle 3号反应堆。

石油消费总量为35.4 quadrillion Btu，低于2005年的峰值。尽管电动汽车使用增加，石油仍是汽车、卡车和飞机的主要燃料。

天然气消费量达到创纪录的33.6 quadrillion Btu，主要由于发电用量的增加。自2018年以来，美国电力部门每年消耗的天然气超过其他任何经济部门。

能源类型的比较方法

能源比较通常使用英热单位（Btu）这一常用热量单位。自2023年数据发布起，EIA改变了非可燃可再生能源发电量转换为英热单位的方法，从而影响了对可再生能源消费量超过煤炭消费量的评估。

根据当前使用的捕获能源方法，美国的可再生能源消费量在2023年首次超过了煤炭消费量，这是自约1885年以来的首次。而根据之前的化石燃料等效方法，可再生能源消费量在2019年已经超过了煤炭。

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