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更清潔的煤炭，核能，太陽能，風能：這些是滿足美國電力需求的一些發電選擇。據美國能源資訊署稱，即使採取了一系列節能措施和對輸電基礎設施的改進，未來25年，這一需求預計仍將增長30%。但是，根據諮詢公司Black & Veatch的新預測，2034年主要的電力來源將是天然氣。它是對大氣溫室氣體影響最小的化石燃料——燃燒它排放的二氧化碳比燃燒煤炭少43%——並且看起來將在電力市場中增加其份額，即使存在限制氣候變化排放的迫在眉睫的法規。此外，還有以下推動因素：在馬塞勒斯頁岩地層（從西弗吉尼亞州延伸到紐約州）等地發現了新的、大量的天然氣儲量。
據Black & Veatch稱，到2034年，美國近一半的電力將來自天然氣燃燒渦輪機或聯合迴圈機組，而傳統的燃煤發電將縮減至僅23%（儘管很少有發電廠會關閉）。核能將增長，提供近15萬兆瓦的電力，而可再生能源將從今天的5.4萬兆瓦（不包括水力發電）躍升至2034年的16.5萬兆瓦以上。
Black & Veatch電力市場分析主管馬克·格里菲思（Mark Griffith）與ScientificAmerican.com討論了美國電網未來的能源結構。
[以下是採訪的編輯文字稿。]
您最近釋出了一項電力公司執行長的調查。您發現了什麼？
這是一項非常有趣的調查。一方面，它表明公用事業公司在需要做什麼的問題上存在廣泛的意見分歧。有些人對碳排放立法的必要性持懷疑態度，而另一些人則認為這非常重要。從調查和行業發展來看，無論人們的個人或政治觀點如何，他們都希望電力部門朝著更低的碳足跡方向發展。目前在某些方面缺乏立法會引起更多擔憂。如果您不知道監管方面的未來是什麼，就很難為未來制定計劃。假設確實會發生某些事情，該調查支援這樣一種觀點，即公用事業公司將核能視為一種可靠的綠色技術，這與10年前人們的想法截然不同。核能已經被重新定義，至少行業是這樣看待的。
煤炭還有未來嗎？
在一段時間內，燃煤發電仍然似乎有很多興趣。煤炭還有未來嗎？總的來說，答案是肯定的。在我們對事物如何發展的基線觀點中，我們在相當長的一段時間內仍然在一定程度上依賴煤炭。這是如何可能的——即使有Waxman–Markey型別的立法[眾議院透過的美國清潔能源和安全法案]，這也是我們假設的基線？到2014年，[根據該立法]，您必須開始達到標準，並且隨著時間的推移，這些標準會變得更加嚴格……合規的概念與立法中允許的抵消[在其他地方減少溫室氣體排放，例如阿拉斯加不被砍伐的樹木可以抵消阿拉巴馬州燃煤電廠的排放]的可用性相結合。假設所有部門（包括電力行業）都可以進入某種全球抵消市場，並可以以一定的成本利用它們。隨著規則越來越嚴格，這使得合規成為可能。您不能在像那樣的立法的第一年就發生懸崖式變化。它的結構允許過渡，其中一些在早期分配配額中體現……它會迫使您進入一個公用事業公司需要在2030年代而不是更早地真正減少碳排放的世界。您不必明天就關閉所有燃煤電廠。您可以制定一項長期戰略，依靠價格合理的抵消措施。對於像Waxman-Markey這樣的法案來說，它並不是什麼可怕的事情，它會迫使人們迅速地發生巨大行為改變。它確實會迫使行為改變，但它會隨著時間的推移而逐步進行。
然而，您預測未來會從煤炭大幅轉向天然氣。為什麼？
即使有需求側管理和能源效率，我們仍然預計電力需求會有所增長。仍然需要這種型別的可排程[sic]熱[產生熱量]資源。天然氣是剩下的最佳選擇。
即使碳排放價格適中，這種[從煤炭轉向天然氣的]趨勢[已經存在]仍在繼續。天然氣仍然是一種有競爭力的燃料。您不會建造更多的傳統燃煤電廠。我們正處於目前正在進行的[煤炭]建設週期的尾聲——這幾乎就到此為止了。您在等待碳捕獲和儲存方面的突破，當這種情況發生時，您可能會重新開始使用煤炭。如果沒有，我認為我們不會再建造更多了。
隨著碳價格上漲，減少效率較低的煤炭機組或交付成本較高的煤炭機組並更多地執行天然氣機組開始變得具有成本效益……天然氣正在發揮更重要的能源作用。您在西部已經擁有天然氣基本負荷發電廠[提供持續的電力供應]。在東部地區，這是一個更大的轉變，那裡更加依賴燃煤發電能力。到2040-2050年，您將在某個時候淘汰大量燃煤發電廠。在您仍然依賴熱力發電的情況下，您將依賴天然氣。
我們是否有足夠的天然氣來滿足這種需求？
我們假設與頁岩氣、關於地下水的環境問題以及[一般]用水有關的問題都得到了解決。這些看起來像是可以解決的問題，不需要技術突破。這是一種產生的費用。我不認為頁岩氣存在無法克服的、難以解決的環境問題。當然，也有未知的未知數——您不知道。但是，沒有任何跡象表明……人們今天對馬塞勒斯和其他[天然氣開採點]的擔憂會阻止頁岩氣的開發。越來越多的資金流入該領域[因為]它確實需要大量的資本投資。頁岩氣井產氣迅速，壽命短。您必須不斷鑽探。
那麼核能呢？
核能是公用事業公司一直在迴避的事情，因為人們認為它的政治不可接受以及相對較高的資本成本。如果您可以建造一座燃煤電廠，為什麼要費心在美國建造一座核電廠呢？這是一個更容易的解決方案。
鑑於單個一機組或兩機組電廠的投資規模相對於擁有它們的公司的市值而言，貸款擔保計劃似乎至關重要。相對於[政府]提供的資金而言，它的成本較低。進一步擴大貸款擔保計劃似乎是鼓勵新建核電的最佳途徑。[但是]您可以預期會有很多阻力——一波反對核電站的阻力——就像目前存在反對燃煤電站的阻力一樣。那場戰鬥尚未到來……您甚至能再獲得20萬兆瓦的核電站嗎？
那麼可再生能源呢？在您的預測中，它們（不包括水電）從電力供應的5%增長到13%。這包括哪些能源？
主要是風能。這是最大的份額。其中還有一些地熱和一些太陽能。薄膜技術已經取得了很大進展，但是[太陽能]電廠的平衡[除光伏電池本身以外的所有材料]並沒有變得更便宜。電池正在變得更便宜，而且完全不清楚它的底線在哪裡。我認為[資訊科技]部門的人們提出的論點有一定的道理，他們說，看看我們所取得的進步。我們有了電晶體、積體電路。看起來[光伏]方面還有很大的改進空間，它將比煤炭或任何熱力技術取得更顯著的進步，而這些技術已經觸及其理論極限。最終，[光伏]技術將會取得突破。對於任何徵求可再生能源投標的公用事業公司來說，太陽能仍然有點貴。它還不便宜。
這是否意味著會有更多的電力儲存？
在基線觀點中，我們沒有太多。我們還沒有看到這方面的經濟效益……除了電池之外，很難產生儲存能力，而電池有點貴。很難產生抽水蓄能或壓縮空氣儲能的成本。這種情況的每一種情況都是如此獨特。有些可以實現，但坦率地說，除了某些孤立的示範之外，新的儲能一直很困難。
您對電力發電組合的預測是否使我們走上實現到2050年將溫室氣體排放量減少80%的道路，正如奧巴馬總統所呼籲的那樣？
這並沒有讓我們實現目標的一半。[但是]再說一遍，這又回到了可用的抵消量。這是一個每年排放25億噸的行業，並希望將排放量降至5億噸以符合要求。那麼，是否有20億噸的抵消措施在市場上流通？抵消數字中有很多漏洞。但是您可以獲得5億噸的抵消量，並建立起相當規模的天然氣產業。核能可以填補其中的很大一部分。那裡有很多不確定性。
那麼，Black & Veatch目前實際為客戶建造的是什麼？
我們做很多事情：海外的煤炭；我們在水利方面做了很多工作；天然氣發電廠；風能和一般的可再生能源；生物質。我們正在做不同的專案……如果是在國內，那麼目前對我們來說，新的建設專案將是可再生能源或天然氣。