Электроэнергетика США

Электроэнергетика США — совокупность компаний, предоставляющих генерацию электроэнергии, её передачу и распределение между индустриальными, публичными и частными потребителями. Также к отрасли относят множество регуляторов.

Объёмы электроэнергии, произведённой в США по видам топлива: природный газ, возобновляемые источники, ядерное топливо, уголь.

На 1996 год в США было 3,2 тысячи организаций, занятых в электроэнергетике, из них немного менее тысячи участвуют в генерации. Множество небольших компаний обеспечивают работу электрических сетей и дистрибуцию электричества. Среди всех организаций две тысячи публичных и 10 федеральных^[1]. Сети электропередач контролируются некоммерческими независимыми системными операторами (Independent System Operator) и региональными сетевыми организациями (Regional Transmission Organization), которые обязаны предоставлять неизбирательный доступ для любых поставщиков электроэнергии для поддержания конкуренции.

Регуляторами в электроэнергетике выступает несколько публичных институтов. Общие правила устанавливает федеральное правительство в лице Министерства энергетики США (DoE), политику в отношении окружающей среды — Агентство по охране окружающей среды, защитой потребителей занимается Федеральная торговая комиссия. Безопасность ядерных электростанций контролирует Nuclear Regulatory Commission. Экономические правила в сегменте распределения устанавливают штаты, обычно путём создания комиссий «Public Utilities Commission», передачу электроэнергии между штатами регулируют федеральные власти через Federal Energy Regulatory Commission.

Источники электроэнергии в США на 2012 год

В 2013 году в США было произведено 4058 млрд кВт⋅ч электроэнергии^[2]. По данным на 2012 год США производит 18,8 % и занимает второе место в мире по производству электроэнергии, уступая лишь КНР^[3].

В 2013 году 67 % электроэнергии выработано тепловыми электростанциями, работающими на ископаемом топливе: 39 % на угле, 27 % — на природном газе, 1 % — на нефти. 19 % электроэнергии выработано атомными электростанциями, 7 % — гидроэлектростанциями, 6 % — возобновляемая энергия: 1,5 % — выработано электростанциями на биотопливе, 0,4 % — геотермальная энергия, 0,2 % — солнечная энергия, 4,1 % — энергия ветра^[2]. Доля возобновляемых источников постепенно растёт. Импорт электроэнергии в США в 2012 году составил 47 млрд кВт⋅ч^[3].

В 2008 году средний тариф на электроэнергию составлял около 10 центов за киловатт-час (кВт⋅ч)^[4]. В 2006—2007 годах тарифы на электричество в США были выше, чем в Австралии, Канаде, Франции, Швеции и Финляндии, но ниже, чем в Германии, Италии, Испании и Великобритании^[5]. Тарифы для населения значительно различаются по штатам, составляя от 6,7 цента за кВт⋅ч в штате Западная Виргиния до 24,1 цента за кВт⋅ч на Гавайях. Средний счёт домовладения в 2007 году составлял примерно 100 долларов в месяц.

Большинство инвестиций в электроэнергетическом секторе США финансируется частными компаниями с помощью заёмных и собственных средств. Тем не менее, некоторые инвестиции косвенно финансируются налогоплательщиками через различные субсидии от налоговых льгот до субсидий на научные исследования и разработки, льготные тарифы на возобновляемую энергетику и поддержку семей с низкими доходами.

Электроэнергетический комплекс

Основные показатели развития электроэнергетики страны характеризуются динамикой установленной летней мощности-нетто и производством электроэнергии-нетто за период с 1960 по 2019 г. включительно^[6].

Динамика установленной (летней) мощности-нетто электростанций США, 1960—2019 гг., ГВт

Производство электрической энергии-нетто, 1960—2019 гг., млрд. кВт∙ч

Теплоэнергетика

Электростанции, сжигающие жидкое топливо

Крупнейшие тепловые электростанции США (1000 МВт и выше), сжигающие жидкое топливо (на конец 2018 г.)
NN п/п	Наименование электростанции	Количество генераторов, единиц	Установленная мощность-нетто, МВт
			паспортная	летняя	зимняя
1	Oswego Harbor Power	2	1803,6	1638	1654,5
2	Manatee	2	1726,6	1618	1638
3	Canal	2	1165	1113	1129
Общий итог		6	4695,2	4369	4421,5

Гидроэнергетика

Гидроэнергетический потенциал США (на конец 2008 г.): валовой теоретический гидроэнергопотенциал — 2040 ТВт∙ч/год. Общий технический гидроэнергопотенциал (Technically exploitable capability) — 1339 ТВт∙ч/год. Экономический гидроэнергопотенциал — 376 ТВт∙ч/год.

Обычные гидроэлектростанции По состоянию на конец 2019 г. в эксплуатации 11 электростанций, установленная (паспортная) мощность которых равна или превышает 1000 МВт^[7].

Таблица. Крупнейшие конвенциональные гидроэлектростанции США (1000 МВт и выше) (на конец 2019 г.)
№ п/п	Электростанция	Количество генераторов	Установленная мощность-нетто, МВт
			паспортная	летняя	зимняя
1	Bonneville	20	1162	1153,9	1153,9
2	Boundary	6	1118,6	1103,8	1103,8
3	Chief Joseph	27	2456,2	2363,4	2363,4
4	Glen Canyon Dam	8	1312	1312	1312
5	Grand Coulee	27	6495	6765	6765
6	Hoover Dam (NV)	19	2078,8	2079,1	2079,1
7	John Day	16	2160	2058	2058
8	Robert Moses Niagara	13	2429,1	2434,9	2434,9
9	Rocky Reach	11	1299,6	1253,9	1253,9
10	The Dalles	24	1819,7	1822,7	1822
11	Wanapum	10	1201,8	1201,8	1201,8

Гидроаккумулирующие электростанции

Таблица. Крупнейшие гидроаккумулирующие электростанции США (1000 МВт и выше) (на конец 2019 г.)
№ п/п	Электростанция	Количество генераторов	Установленная мощность-нетто, МВт
			паспортная	летняя	зимняя
1	Bath County	6	2862	3003	3003
2	Ludington	6	1979	2152	1999
3	Raccoon Mountain	4	1714	1616	1616
4	Castaic	6	1626	1623	1623
5	Bad Creek	4	1296	1360	1360
6	Northfield Mountain	4	1168	1168	1168
7	Muddy Run	8	1072	1070	1070
8	Helms Pumped Storage	3	1053	1212	1212
9	Blenheim Gilboa	4	1000	1169	1170

Атомная энергетика

Основная статья: Атомная энергетика США

Парк реакторов США за весь период функционирования атомной энергетики, начиная с 1 января 1954 г. и по состоянию на 1 января 2021 г. по данным PRIS IAEA, насчитывал 135 реакторов (включая 2 строящиеся и 38 закрытых). На США приходится 21 % от мирового парка реакторов (95 из 445) и 25 % установленной мощности (97,2 ГВт из 394,6 ГВт)^[8] и в соответствии с EES EAEC^[9] представлен в нижеследующей таблице

Возобновляемая энергия

Выработка электроэнергии при использовании возобновляемой энергии в 2012 году

Источник энергии	Кол-во станций	Уст. мощн. (ГВт)	% от общ.уст.мощн.	КИУМ	Годовая выработка, млрд кВт*ч	% от год.выр.
Гидро	4023	78.7	7.4	0.40	276.24	6.75
Ветер	947	59	5.5	0.272	140.82	3.44
Дрова	351	7.5	0.7	0.575	37.8	0.92
Биомасса	1766	4.8	0.45	0.471	19.82	0.48
Геотерм.	197	2.6	0.24	0.683	15.56	0.38
Солнечн.	553	3.2	0.3	0.154	4.33	0.11
Всего	7837	155.8	14.66	0.362	494.57	12.08

Возобновляемая энергетика в США активно развивается. Например, в 2009 году было запланировано двукратное увеличение таких электростанций за три года^[10][11].

За счёт возобновляемых источников в США было произведено чуть более 10 % от всей энергии (первая половина 2008), причем большую часть этой энергии, 6 % выработали гидроэлектростанции^[12]. Минэнерго США не исключает, что к 2030 году ветроэнергетика (в том числе ветротурбины, установленные в море) сможет генерировать до 20 % требуемой электроэнергии (в настоящее время лишь 3 %)^[13][14][15].

Строятся многочисленные солнечные тепловые станции, в том числе 64 МВт Nevada Solar One. Крупные электростанции — группа SEGS в пустыне Мохаве общей установленной мощностью 354 МВт^[16]. Крупнейшая солнечная станция США на фотоэлементах — 14 МВт Nellis Solar Power Plant вблизи Лас-Вегаса (Невада), которая, вероятно, сможет вырабатывать около 30 миллионов кВт*ч для Nellis Air Force Base^[17].

Электросети

В настоящее время в США имеется две основные сети электроснабжения на переменном токе: Eastern Interconnection^[англ.] и Western Interconnection^[англ.]. Кроме них имеется две небольшие энергосистемы: Alaska Interconnection^[англ.] (Аляска) и Texas Interconnection^[англ.] (Техас). Три энергосистемы, Eastern, Western и Texas связаны друг с другом через соединения постоянного тока, позволяя передавать электроэнергию по континентальным штатам США, в Канаду и в Мексику^[18]. Операторами сетей являются некоммерческие transmission system operator^[англ.] (TSO)

Стандартные параметры бытовой электросети — 120 В, 60 Гц.

Три основных и два дополнительных соединения NERC Interconnections, а также девять региональных «NERC Regional Reliability Councils».

Энергосбережение

Федеральное правительство поощряет развитие энергосбережения в стране с помощью программы Energy Star. Также в этой области работает индустриальная группа «Alliance to Save Energy».

Регулирование

Законодательство

Основные законы, регулирующие отрасль:

• Federal Power Act (1935)
• National Energy Act (1978) и Public Utility Regulatory Policies Act (PURPA)
• Energy Policy Act (1992)
• Energy Independence and Security Act (2007) — запретил лампы накаливания