世界能源利用进入“清洁、低碳、可再生”的可持续发展新航道。美国在全力确保清洁能源制造和全球领先地位，保障和实现国家能源安全稳定供给中努力形成能源可持续利用结构。能源结构转型已使美国温室气体排放总量达峰后持续走低，并下降至2000年以前水平，电力行业和交通行业碳排放震荡下降，美国可持续能源发电成本较世界其他国家偏低。美国与中国能源结构和能源转型中面临的形势与挑战相似，也有不同。中国能源转型将面临重要多重技术无人区，应从战略角度充分认识能源转型的长期性、复杂性和艰巨性，深入加强中国能源绿色低碳化转型的基础性、原创性、颠覆性技术的研究，推动中国能源绿色低碳安全转型。

　　英国石油公司（BP）发布《世界能源统计年鉴2022》，提出自20世纪70年代发生世界能源危机以来，世界能源系统面临50多年来的最大挑战和不确定性。因世界局部冲突导致的粮食危机、能源短缺、通货膨胀等多种复杂矛盾交织，世界发展进入新的动荡变革期。在世界能源转型和低碳背景下，能源系统稳定和能源安全保障俨然极为珍贵同时也极为困难。继美国提出“能源独立”计划以来，历任美国政府都十分重视美国能源安全问题。2017年美国率先提出国家能源安全战略，将节约能源和最大限度利用发展可再生能源作为国家经济和能源转型的重要战略。2022年，美国能源部发布《美国实现清洁能源转型的供应链保障战略》，确保清洁能源制造和创新的全球领先地位，以保障和实现国家能源安全稳定供给链。

　　当前，全球供应链面临瓶颈、美国通胀压力不断上升，世界经济在动荡中乏力复苏，能源行业面临新发展形势。尽管能源行业的发展存在相当大的不确定性，但2021年美国清洁能源发展呈现一定趋势，能源效率保持稳健提升，可再生能源、电池存储技术、可持续交通等领域的投入创历史新高，进入到相关领域的公司、技术和项目投资前所未有，与之相关的支持性政策不断出台。本文盘点美国能源可持续利用的发展现状，梳理可持续能源发展利用中涌现的技术与市场、政策与法规等重要关节，分析可持续能源利用的发展趋势。

　　2021年美国国内生产总值（GDP）增长5.7%（按美元现价计算为10.1%），达22.99万亿美元。一次能源消费较2020年增长4.4%，但比2019年前水平仍低3.19%，能源生产率提高1.3%，单位GDP（国内生产总值）能耗下降4.8%。1990—2021年，美国经济规模增长了2.85倍，而年度一次能源消费仅增长15.2%，表明美国能源生产效率在过去30年间提高70%（图1）。2021年，美国能源消费总量同比增长4.8%，至97.3千万亿英热单位（BTU），约为35亿t标准煤。由于天然气价格高企，煤炭消费量增加了18.8%，约为3.93亿t标准煤，但仍不及2005年峰值8.2亿t标准煤。2021年，美国可再生能源消费总量约为4.4亿t标准煤，占美国一次能源消费总量的12%，可再生能源消费总量超过煤炭消费总量，居美国一次能源消费总量第3位。2021年石油、天然气、煤炭等化石能源仍是美国一次能源消费的主体能源，总量约为27.7亿t标准煤，占美国一次能源消费的比重达79%（图2）。化石能源仍是美国能源消费的主体能源，美国仍然处在石油消费时代。

　　美国是世界上最大的石油消费国和生产国。2021年，美国石油类产品消费总量达19.8百万桶/d，约为11.6亿t；石油类产品产量18.7百万桶/d，约为11.0亿t。2021年美国原油总产量为11.2百万桶/d，约为6.6亿t（图3）。据国际能源署（IEA）统计，美国成为全世界最大的原油生产国，超过俄罗斯和沙特阿拉伯，占世界原油总产量的17%。2020年和2021年美国成为石油类产品净出口国，石油消费对外依存度由2000年的6.1亿t（最高2005年7.4亿t）转变为净出口国，改变1949年以来的石油类产品净进口国地位。

　　美国是世界上最大的天然气消费国和生产国。2021年，美国天然气消费量达9670亿m3，创美国天然气消费历史新高，天然气产量8575亿m3较2019年8816亿m3略有下降，但比2000年天然气产量增长30%（图4）。美国页岩气产量自2008年开始持续大幅增长，2021年产量达7589亿m3，占美国天然总产量的88.5%，美国自2017年开始成为天然气净出口国。

　　美国是世界上的煤炭消费和生产大国。2020年美国煤炭消费总量4.77亿t，2021年美国煤炭消费总量反弹至5.46亿t，占美国能源消费总量的10.8%，2020年和2021年美国煤炭消费量实现自1949年以来最低，美国煤炭消费主要用于发电，占比为91.9%，达5.01亿t。工业领域主要用于炼焦用煤、水泥生产等，用量占比为8%（图5）。

　　2021年，美国总发电量同比增长2.7%，达4.12万亿度（图6）。天然气发电是美国最大的电力能源来源，天然气发电占发电总量的38.3%，达到1575TW·h，比2020年下降2.2%。可再生能源发电的贡献率同比增长4.1%，达到826TW·h，占总发电量的20.1%。过去10年中，可再生能源和天然气占总发电量的比例从37.3%上升到58.3%。

　　燃煤发电自2014年以来首次同比增长，占2021年发电总量的21.8%，达899TW·h，同比增长2.5%，燃煤发电占比仍高于可再生能源发电占比，仅次于天然气发电量占比，是美国第2大电力来源。2010年以来，美国30%的燃煤电厂关停退役，2013年以来，无新增燃煤电厂投入使用。核能占2021年发电总量的18.9%，达到778TW·h，核能发电占比低于可再生能源发电，核能发电与可再生能源发电之和占总发电量的39%，达1604TW·h，超过天然气发电总量。

　　美国综合电能生产效率为35%，电能生产过程中约65%的系统能耗（图6）。在用能终端的消费侧，2021年美国电力总消费达73.5千万亿BTU，约为26.4亿t标准煤，其中交通领域占比37%，工业领域占比35%，住宅和商业领域分别占比16%和12%，69%的原油用于交通运输，但占交通运输领域能源消耗量的90%，交通运输中的电能损耗＜1%，表明交通领域电气化程度仍十分低。住宅和商业领域的电气化程度占比均超40%。石油、天然气、煤炭在工业领域的用能占比达78%，仍承担主体地位。

　　美国可再生是美国能源的重要组成部分，对减少温室气体排放、促进能源清洁化利用发挥重要作用。美国可再生能源通常包括太阳能、风能、生物质能和地热能等。随着可再生能源发电不断增长，尤其在得克萨斯州和加利福尼亚州等可再生能源丰富的各州和地区，风能和太阳能成为新能源主力（图7）。

　　2000—2021年，美国可再生能源在美国能源消费中的占比不断增加。2021年美国可再生能源在美国能源消费中总占比为12%，约为4.4亿t标准煤（图8）。其中生物质能源占可再生能源中比重最高达40%，其中生物燃料用于交通运输中的比重占64%。风能占比27%，水电占比29%，几乎全部用于发电。

　　2021年美国可再生能源发电量为826TW·h，占美国发电总量的20.1%。其中太阳能占比12%，其中67%用于发电，地热能中67%用于发电。终端用能中用于发电的可再生能源占比达59%，其中风电、水电、太阳能发电分别占比为46%、32%、14%，占总发电量的92%。

　　2021年成为美国近20年来最大的新增发电能力建设之年，新增发电能力达45GW（图9）。非水力可再生能源占新增能源总量的82.5%，创有史以来的最高比例增长。新增天然气发电装机容量降至5.6GW，较2020年下降22.5%，大多数位于东北部和东南部靠近天然气主产区的各州。

　　2021年可再生能源总容量为353GW，风能发电能力达到138GW，发电量达380TW·h，太阳能装机容量仍为119GW，发电量达115TW·h。2021。