目前，世界各國(guó)都在積極探索未來(lái)能源轉(zhuǎn)型發(fā)展路線(xiàn)，加快開(kāi)發(fā)利用可再生能源已成為世界各國(guó)的普遍共識(shí)和一致行動(dòng)。大力發(fā)展可再生能源不僅能夠減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴(lài)，又能減少二氧化碳等有害氣體和有害物質(zhì)的排放。在全球有害氣體排放量中美國(guó)位居第三，僅次于中國(guó)和印度。為破解可再生能源發(fā)展瓶頸問(wèn)題，美國(guó)政府推出了一系列能源戰(zhàn)略和政策。

　　美國(guó)是世界上第一個(gè)制定能源安全戰(zhàn)略的國(guó)家，能源安全戰(zhàn)略包括四項(xiàng)基本原則：節(jié)約能源、完善機(jī)制、靈活的財(cái)政支持以及最大限度地利用可再生能源。

　　美國(guó)制定的能源安全戰(zhàn)略的核心內(nèi)容是節(jié)能。從降低能源消耗的角度來(lái)看，政府完成了本國(guó)的經(jīng)濟(jì)性結(jié)構(gòu)調(diào)整。當(dāng)然，這是大規(guī)模使用可再生能源的結(jié)果，有助于減少對(duì)化石燃料進(jìn)口的依賴(lài)，實(shí)質(zhì)上可以作為一項(xiàng)長(zhǎng)期的政治任務(wù)。

　　美國(guó)退出“巴黎協(xié)定”的決定并未改變美國(guó)社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)問(wèn)題的態(tài)度。每年舉辦的例行會(huì)議上美國(guó)超百萬(wàn)個(gè)城市的州長(zhǎng)和市長(zhǎng)表示他們打算繼續(xù)大規(guī)模發(fā)展可再生能源發(fā)展，特別是風(fēng)能和太陽(yáng)能。

　　一、太陽(yáng)能發(fā)展現(xiàn)狀

　　從2008到2017年近十年來(lái)，美國(guó)可再生能源發(fā)展迅猛，特別是太陽(yáng)能發(fā)電領(lǐng)域。2008年，美國(guó)太陽(yáng)能的市場(chǎng)份額占0.05%（可以向18萬(wàn)戶(hù)家庭提供電力）。2012年太陽(yáng)能供電能力已經(jīng)達(dá)到100萬(wàn)戶(hù)家庭。但到2017年底，太陽(yáng)能發(fā)電量達(dá)到總發(fā)電量的2%以上，足以為700萬(wàn)美國(guó)普通家庭提供電力，2018年第一季度末，太陽(yáng)能可供電用戶(hù)數(shù)量增加到1000萬(wàn)。

　　自2008年以來(lái)，美國(guó)太陽(yáng)能發(fā)電量增加了39倍，從2000吉瓦時(shí)增加至2017年的80000吉瓦時(shí)左右。

　　美國(guó)加利福尼亞州近年來(lái)一直被譽(yù)為美國(guó)太陽(yáng)能領(lǐng)導(dǎo)者，該州太陽(yáng)能發(fā)電占全國(guó)太陽(yáng)能發(fā)電總增長(zhǎng)的43％，這主要得益于政府實(shí)施的“百萬(wàn)太陽(yáng)能屋頂計(jì)劃”。

　　美國(guó)其他州也跟隨加利福尼亞州發(fā)展太陽(yáng)能：亞利桑那州（太陽(yáng)能發(fā)電量從2008年的35吉瓦時(shí)增加到2017年的6498吉瓦時(shí)），北卡羅來(lái)納州（7吉瓦時(shí)增長(zhǎng)到5783吉瓦時(shí)），德克薩斯州（從7吉瓦時(shí)增長(zhǎng)到2814吉瓦時(shí)），佐治亞州（從1吉瓦時(shí)增加到2364吉瓦時(shí)）和猶他州（從0吉瓦時(shí)增加到2262吉瓦時(shí)）。美國(guó)太陽(yáng)能行業(yè)的快速發(fā)展主要是得到了各州政府的補(bǔ)貼政策，特別是一些在屋頂安裝太陽(yáng)能電池板的房主和小企業(yè)獲得了大力的財(cái)政支持。

　　二、風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀

　　2008~2017年，美國(guó)風(fēng)力發(fā)電量從5萬(wàn)吉瓦時(shí)增加至25萬(wàn)吉瓦時(shí)。美國(guó)風(fēng)力發(fā)電量占整個(gè)發(fā)電量的份額從2008年的1.5%增加至2017年的6.9%，使得風(fēng)電還是供電的家庭數(shù)量從300萬(wàn)戶(hù)增加至2400萬(wàn)戶(hù)。目前，美國(guó)50000臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行使全社會(huì)發(fā)電量提高了5倍，風(fēng)力發(fā)電主要來(lái)自于大西洋沿岸地帶。美國(guó)計(jì)劃再投入14.5吉瓦的風(fēng)電裝機(jī)容量，為500萬(wàn)戶(hù)家庭提供能源。

　　風(fēng)力發(fā)電量排名前十的州中德克薩斯州居首，風(fēng)力發(fā)電量從2008年的16225吉瓦時(shí)增加到2017年的67092吉瓦時(shí)。其次是俄克拉荷馬州（從2358吉瓦時(shí)到24404吉瓦時(shí)）和加利福尼亞（從5385吉瓦時(shí)增加到13971吉瓦時(shí)）。內(nèi)布拉斯加州作為美國(guó)風(fēng)電領(lǐng)導(dǎo)者，帶動(dòng)了全美風(fēng)力發(fā)電的增長(zhǎng)：2008~2017年，內(nèi)布拉斯加州風(fēng)力發(fā)電從214吉瓦時(shí)增加到5237吉瓦時(shí)，增長(zhǎng)了24.5倍。

　　三、可再生能源發(fā)展經(jīng)驗(yàn)分析

　　1、制定可再生能源標(biāo)準(zhǔn)

　　實(shí)際上，美國(guó)能源部的重組開(kāi)始時(shí)間可以認(rèn)為是1997年，當(dāng)時(shí)馬薩諸塞州政府當(dāng)局制定了第一個(gè)可再生能源標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)最終作為電力公用事業(yè)重組法案的一部分通過(guò)。如今已經(jīng)連續(xù)第七年，馬薩諸塞州被美國(guó)節(jié)能經(jīng)濟(jì)委員會(huì)評(píng)為全國(guó)能源效率最高的州。

　　目前，全美各州都采納能源標(biāo)準(zhǔn)，但并非所有可再生能源都會(huì)對(duì)自然環(huán)境產(chǎn)生積極影響。例如，某些類(lèi)型的生物質(zhì)能和水力發(fā)電在其開(kāi)發(fā)過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生諸多問(wèn)題。

　　在可再生能源發(fā)展的初始階段，制約發(fā)展的因素是能源生產(chǎn)成本較高。隨著新結(jié)構(gòu)材料和復(fù)合材料的使用、以及科學(xué)研究的進(jìn)步，可再生能源已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)化模式。而太陽(yáng)能、風(fēng)能的應(yīng)用和快速發(fā)展促進(jìn)了可再生能源商業(yè)化進(jìn)程。

　　2、建立無(wú)碳化經(jīng)濟(jì)模式

　　美國(guó)可再生能源發(fā)展的一個(gè)顯著特點(diǎn)：隨著可再生能源在總能源生產(chǎn)中的份額增加，實(shí)際的能源消耗量將會(huì)減少。這是實(shí)施能源安全四項(xiàng)基本原則的結(jié)果，原則中還提到了首要任務(wù)是要提高國(guó)家經(jīng)濟(jì)能效，即提高能源效率和促進(jìn)可再生能源發(fā)展，從而形成無(wú)碳經(jīng)濟(jì)。

　　提高能源效率

　　美國(guó)人均使用能源比十年前節(jié)約近8%，這在很大程度上歸功于能源效率的提高。在1950至2008年間，美國(guó)的能源消耗量增加了兩倍，從2008到2017年，在人口數(shù)量和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的狀況下能效下降了1.1%。 而今天，盡管增長(zhǎng)了4400萬(wàn)人口，但美國(guó)的能源消耗量仍低于2000年。 過(guò)去十年美國(guó)GDP絕對(duì)值增長(zhǎng)15%的情況下，GDP單位能耗下降了14%，人均能源消耗下降了7.7%。

　　美國(guó)新汽車(chē)的能耗標(biāo)準(zhǔn)從2008年的每加侖21英里降低至2017年每加侖25.2英里，能耗降低了20%，這大大提高了能源效率。2007年的能源市場(chǎng)同樣也起到了節(jié)能的帶頭作用，開(kāi)始在照明領(lǐng)域大規(guī)模使用LED設(shè)備，2016年使用數(shù)量達(dá)到8.74億臺(tái)，節(jié)省的能源足以供應(yīng)520萬(wàn)個(gè)家庭使用。

　　交通電氣化

　　建立無(wú)碳化經(jīng)濟(jì)的條件之一便是交通電氣化，一種新的能源消耗模式，這勢(shì)必對(duì)電力系統(tǒng)的裝機(jī)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定影響，以確保優(yōu)先使用可再生能源。2008~2017年美國(guó)電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)售量為39.5萬(wàn)臺(tái)，僅在2017年銷(xiāo)售了10.4萬(wàn)臺(tái)電動(dòng)汽車(chē)。就在2010年，美國(guó)道路上的電動(dòng)車(chē)數(shù)量達(dá)到數(shù)百個(gè)，甚至包括插電式混合動(dòng)力汽車(chē)。現(xiàn)在市場(chǎng)上有20多種純電動(dòng)車(chē)型，從經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的通勤車(chē)到超快速豪華車(chē)。

　　在電動(dòng)汽車(chē)使用方面，加利福尼亞州成為領(lǐng)跑者，占據(jù)美國(guó)的電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)售總量多達(dá)一半——18.2805萬(wàn)輛汽車(chē)，安裝的電池充電站和充電裝置也是全國(guó)領(lǐng)先，以確保全州大范圍使用電動(dòng)汽車(chē)。2018年，加利福尼亞州已建成全國(guó)17000座充電站中的4320座。

　　另外，根據(jù)新建地下停車(chē)場(chǎng)安裝充電樁的規(guī)定，除了主要道路的固定充電樁外，可以在車(chē)庫(kù)和停車(chē)場(chǎng)安裝私人充電裝置。充電時(shí)間取決于輸入功率，充電設(shè)備容量越高，充電時(shí)間越短。另外也可以建立電池更換的自動(dòng)化中心。

　　3、提高可再生能源份額

　　能量的存儲(chǔ)裝置促進(jìn)了電力系統(tǒng)中可再生能源份額的增加，減小可再生能源生產(chǎn)中的波動(dòng)性影響，在惡劣的氣候條件或技術(shù)事故導(dǎo)致的能源生產(chǎn)減少情況下，可以為消費(fèi)者提供能源，從而提高能源供應(yīng)的穩(wěn)定性。儲(chǔ)能方式有很多種，其中最常見(jiàn)的是鋰離子電池，在低成本下，鋰離子電池具備能量高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、綠色環(huán)保等顯著優(yōu)勢(shì)。電力系統(tǒng)中，為了防止電力供應(yīng)中斷等緊急情況導(dǎo)致用戶(hù)斷電，儲(chǔ)能裝置的儲(chǔ)存容量高達(dá)100兆瓦，在電力供應(yīng)中斷期間儲(chǔ)存容量達(dá)10千瓦的存儲(chǔ)裝置可以為家庭提供長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)的電力來(lái)源。

　　儲(chǔ)能技術(shù)是可再生能源大規(guī)模利用的必要開(kāi)發(fā)手段。例如，美國(guó)電力儲(chǔ)存容量從2008年的42兆瓦增加至2017年的708兆瓦。專(zhuān)家預(yù)測(cè)，到2020年，美國(guó)的電力儲(chǔ)存容量將增加到1.7吉瓦。

　　美國(guó)軍隊(duì)對(duì)可再生能源的利用給予高度支持，特別是海軍。為了向軍事基地提供能源，包括住房、辦公樓、醫(yī)院、培訓(xùn)中心和野外營(yíng)地，目前正在建設(shè)基于可再生能源利用的自動(dòng)化智能能源系統(tǒng)。該系統(tǒng)發(fā)出的電力有三分之一用于武裝部隊(duì)，這取代了上千個(gè)柴油發(fā)電廠(chǎng)。2020年前自動(dòng)化系統(tǒng)裝機(jī)容量將達(dá)到4.3吉瓦。

　　近十年來(lái)可再生能源的積極發(fā)展使其在美國(guó)能源消費(fèi)總量的份額達(dá)到20%。前十大“領(lǐng)跑者”中北達(dá)科他州居首，2017年可再生能源份額占總能源消耗的58%。在愛(ài)荷華州的比例為43%，俄克拉荷馬州為41%。如果可再生能源的年增長(zhǎng)率達(dá)到14%，美國(guó)在2035年之前將實(shí)現(xiàn)100%可再生能源提供電力。

　　4、提升可再生能源裝備的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能

　　加快發(fā)展和使用技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能高的能源裝備是推動(dòng)可再生能源發(fā)展的關(guān)鍵。在風(fēng)力發(fā)電方面，單位產(chǎn)能持續(xù)增長(zhǎng)。2005至2015年美國(guó)陸地風(fēng)電裝機(jī)容量從1.4兆瓦增加到2.0兆瓦。同時(shí)，塔架高度從73米升至83米，葉片長(zhǎng)度從73米增加到102米。據(jù)專(zhuān)家估計(jì)，到2030年，大陸風(fēng)力渦輪機(jī)的支撐塔架為115米，葉片長(zhǎng)度為135米，裝機(jī)為3.25兆瓦。

　　具有最佳風(fēng)能利用條件的海上風(fēng)電投運(yùn)產(chǎn)能在8~10兆瓦，政府考慮進(jìn)一步增加其單機(jī)容量的可能性，相當(dāng)于6臺(tái)現(xiàn)有容量最大的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。為此成立了一個(gè)工作組，著手設(shè)計(jì)功率為50兆瓦的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，采用棕櫚葉的原理，在強(qiáng)風(fēng)中彎曲并隨風(fēng)搖擺，以此來(lái)抵抗颶風(fēng)。

　　太陽(yáng)能領(lǐng)域廣泛利用納米顆粒來(lái)提高太陽(yáng)能電池板的能源效率。通過(guò)減少損耗和擴(kuò)大太陽(yáng)能通量的光譜來(lái)提升裝置的技術(shù)性能。從2008到2016年，美國(guó)屋頂太陽(yáng)能電池板的效率提高了25%。效率的提高給計(jì)算機(jī)跟蹤系統(tǒng)和太陽(yáng)能發(fā)電廠(chǎng)管理系統(tǒng)的應(yīng)用帶來(lái)了益處。

　　改進(jìn)技術(shù)和提高裝置效率有助于降低能源生產(chǎn)成本。2008到2017年，風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電廠(chǎng)的能源生產(chǎn)成本分別下降了67%和86%。與2010年相比，能量?jī)?chǔ)存單位成本下降了80%，2017年每千瓦時(shí)為209美元。這也有助于降低電動(dòng)汽車(chē)和充電設(shè)施的成本。

　　發(fā)電成本的降低提高了可再生能源的競(jìng)爭(zhēng)力。可再生能源國(guó)家實(shí)驗(yàn)室稱(chēng)，到2030年，風(fēng)力發(fā)電成本將下降30%，太陽(yáng)能發(fā)電成本將減少36%，將低于燃煤發(fā)電成本。

　　對(duì)目前美國(guó)可再生能源發(fā)展現(xiàn)狀和經(jīng)驗(yàn)的分析表明，為了進(jìn)一步擴(kuò)大可再生發(fā)展規(guī)模，節(jié)約能源仍是首要任務(wù)。這需要引入新的能源消費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，并擴(kuò)大美國(guó)在各個(gè)經(jīng)濟(jì)層面可以廣泛使用可再生能源的條件。