2024.07.30. 에너지 전환 이슈
전기차, 원자력, 재생에너지, 미국의 주요 이슈
1. 2024년 글로벌 전기차 판매량
올해 전 세계 전기차 판매량은 약 1,700만 대에 달하며 다시 큰 폭의 성장세를 보이고 있다. 2024년 전 세계에서 판매되는 자동차 5대 중 1대 이상이 전기차가 될 것으로 예상되는 가운데 전기차가 빠르게 증가 중이라고.. 한국의 전기차 재고와 할인 등으로 시장의 위축이 보이지만 글로벌 시장 관점에서는 중국 시장 및 중국산 전기차의 확대가 선명한 듯.
해당 보고서의 Executive summary 부분을 요약해봤다.
전기차 판매의 성장세는 주요 시장의 진전과 신흥 경제국의 발전으로 여전히 견고하다.
전기차 판매는 지속적으로 증가하고 있으며, 2024년에는 약 1,700만 대에 이를 것으로 예상되며, 이는 전 세계적으로 판매되는 자동차의 5분의 1을 차지할 수 있다. 전기차는 더 많은 국가에서 대중화 제품으로 자리 잡아가고 있다. 높은 인플레이션, 배터리 금속 가격의 변동성, 일부 국가의 구매 인센티브 폐지 등으로 인해 업계의 성장 속도에 대한 우려가 제기되었으나, 글로벌 판매 데이터는 여전히 강력하다. 2024년 1분기 전기차 판매는 2023년 1분기와 비교하여 약 25% 증가했으며, 이는 2022년 같은 기간에 비해 연간 성장률과 비슷하다. 2024년에는 전기차의 시장 점유율이 중국에서는 45%, 유럽에서는 25%, 미국에서는 11%를 초과할 수 있으며, 이는 제조업체 간의 경쟁, 배터리 및 자동차 가격 하락, 지속적인 정책 지원에 의해 뒷받침된다 .
2024년의 성장 기대는 기록적인 한 해를 기반으로 한다. 2023년 전 세계 전기차 판매는 1,400만 대에 육박했으며, 이는 전체 자동차 판매의 18%를 차지했다. 이는 2022년의 14%에서 증가한 수치이다. 2023년 전기차 판매는 2022년보다 350만 대 증가하여 연간 35% 증가를 기록했다. 이는 많은 주요 시장이 초기 채택자에서 대중 시장으로 전환됨에 따라 강력한 성장을 나타낸다. 작년에 매주 25만 대 이상의 전기차가 판매되었으며, 이는 10년 전 한 해 동안 판매된 수량보다 많다. 중국 자동차 제조업체는 2023년 전 세계에서 판매된 전기차의 절반 이상을 생산했지만, 내연기관 자동차의 글로벌 판매는 10%에 불과했다 .
중국 외 신흥 개발 경제국에서의 전기차 판매 증가 속도는 이들의 글로벌 성공을 결정할 것이다. 2023년 전기차 판매의 대다수는 중국(60%), 유럽(25%), 미국(10%)에 집중되었다. 이에 비해, 이 지역들은 전 세계 자동차 총 판매량의 약 65%를 차지했으며, 이는 전기차 모델 판매가 기존 모델보다 지리적으로 더 집중되어 있음을 보여준다. 신흥 경제국에서의 전기차 판매는 세 주요 시장에 비해 뒤처져 있었지만, 2023년에는 베트남(전체 판매의 약 15%)과 태국(10%)과 같은 국가에서 성장이 가속화되었다. 대형 자동차 시장을 가진 신흥 경제국에서는 여전히 시장 점유율이 상대적으로 낮지만, 여러 요인이 향후 성장을 가리키고 있다. 구매 보조금 및 전기차 및 배터리 제조 인센티브와 같은 정책 조치가 주요 역할을 하고 있다. 인도(전기차 시장 점유율 2%)에서는 생산 연계 인센티브(PLI) 제도가 국내 제조를 지원하고 있다. 브라질(3% 점유율), 인도네시아, 말레이시아(각각 2% 점유율), 태국에서는 주로 중국 브랜드의 저렴한 모델이 보급을 견인하고 있다 .
산업 투자에 대한 정책 지원이 증가하여 전기차의 빠른 전환이 계속될 것이라는 신뢰를 구축하고 있다. 현재의 에너지, 기후 및 산업 정책 설정을 반영한 IEA의 명시된 정책 시나리오에 따르면 2035년에는 전 세계적으로 판매되는 자동차의 절반이 전기차가 될 것으로 예상된다. 이는 자동차 보유 대수에 큰 영향을 미친다. 2030년에는 중국 도로에 있는 자동차의 거의 3분의 1이 전기차가 될 수 있으며, 미국과 유럽 연합에서는 거의 5분의 1이 될 수 있다. 모든 유형의 전기차(자동차, 밴, 트럭, 버스, 이륜 및 삼륜차)의 빠른 채택은 2030년 명시된 정책 시나리오에서 하루 600만 배럴의 석유 수요를 회피하며, 2035년에는 1,000만 배럴 이상을 회피할 수 있다. 이는 현재 미국의 도로 운송에 사용되는 석유 양에 해당한다. 최근의 정책 개발은 캐나다, 유럽 연합 및 미국에서 지난 1년 동안 채택된 새로운 배출 표준과 같이 빠른 전기화에 대한 기대를 계속 강화하고 있다. 산업 인센티브는 미국의 인플레이션 감축법(IRA), EU의 넷 제로 산업법, 중국의 14차 5개년 계획, 인도의 PLI 제도와 같이 이러한 경제에서 가치 창출 및 일자리 창출을 장려하고 있다. 모든 국가의 에너지 및 기후 목표가 전부 제때 달성되면, 2035년에는 판매되는 모든 차량의 3분의 2가 전기차가 될 수 있으며, 이는 하루 약 1,200만 배럴의 석유를 회피할 수 있다 .
2023년부터 2024년까지 전기차 및 배터리 제조에 대한 투자 발표는 거의 5,000억 달러에 달했으며, 이 중 약 40%가 이미 확정되었다. 2023년 전 세계 자동차 판매의 90% 이상을 차지하는 20개 이상의 주요 자동차 제조업체가 전기화 목표를 설정했다. 가장 큰 자동차 제조업체의 목표를 모두 합하면, 2030년에는 4,000만 대 이상의 전기차가 판매될 수 있으며, 이는 현재의 정책 설정에서 예상되는 배치 수준을 충족할 것이다 .
이 보고서에서 제시하는 통계값을 아래와 같이 정리해봤다. (ChatGPT 활용)
2024 글로벌 전기차 전망 보고서에서 중요한 수치들:
1. **전기차 판매량 및 점유율**
- 2024년 전기차 판매 예상: 약 1,700만 대
- 2023년 전기차 판매량: 약 1,400만 대 (전 세계 자동차 판매의 18%)
- 2022년 전기차 판매량: 전체 자동차 판매의 14%
- 2023년 전기차 판매 증가율: 35% (2022년 대비)
- 2024년 1분기 전기차 판매 증가율: 25% (2023년 1분기 대비)
- 주요 시장의 2024년 전기차 시장 점유율 예상: 중국 45%, 유럽 25%, 미국 11%
2. **지역별 전기차 판매 비율**
- 2023년 전기차 판매 지역 비율: 중국 60%, 유럽 25%, 미국 10%
- 신흥 시장 전기차 판매 비율: 베트남 15%, 태국 10%, 인도 2%, 브라질 3%, 말레이시아 2%
3. **산업 및 정책 영향**
- 2023년 전기차 수출량: 중국 1.2백만 대 (전체 수출 자동차의 약 30%)
- 2030년 및 2035년 전기차 시장 전망: 2030년에는 중국 도로의 30%, 미국과 유럽 연합 도로의 20%가 전기차
- 전기차 보급으로 인한 석유 수요 감소: 2030년 600만 배럴/일, 2035년 1,000만 배럴/일
4. **배터리 및 제조 관련**
- 2023년 글로벌 EV 배터리 제조 용량: 2.2 테라와트시(TWh)
- 2023년 배터리 수요: 750 기가와트시(GWh)
- 배터리 수요 증가 전망: 2035년까지 2023년 대비 7배 증가 (정책 시나리오 기준), 9배 증가 (공표된 공약 시나리오 기준), 12배 증가 (2050년 넷제로 시나리오 기준)
5. **가격 및 경제성**
- 2023년 중국 전기차의 60% 이상이 내연기관차보다 저렴
- 유럽과 미국에서 전기차는 내연기관차보다 10-50% 더 비쌈
- 리튬이온 배터리 팩 가격: 2022년 대비 2023년에 14% 하락
6. **중고 전기차 시장**
- 2023년 중고 전기차 시장 규모: 중국 80만 대, 미국 40만 대, 유럽 주요 국가(프랑스, 독일, 이탈리아, 스페인, 네덜란드, 영국) 45만 대
7. **공공 충전 인프라**
- 2023년 설치된 공공 충전소 증가율: 40% (2022년 대비)
8. **전기차 모델 다양성**
- 2023년 전 세계에서 판매되는 전기차 모델의 60% 이상이 대형차, 픽업트럭, 스포츠유틸리티차량(SUV)
9. **중국의 전기차 수출**
- 2023년 중국 전기차 수출: 120만 대 (전년 대비 80% 증가)
- 중국 주요 전기차 수출 시장: 유럽, 아시아 태평양 지역(태국, 호주 등)
10. **전기차 배터리 기술**
- 리튬-철-인산염(LFP) 배터리의 전 세계 전기차 판매 비중: 2023년 40% 이상
- 소듐-이온 배터리의 비용 절감 예상: 리튬 기반 배터리보다 20% 저렴
11. **전기차의 총 소유 비용(TCO)**
- 전기차와 내연기관차의 TCO 비교: 5년 후 전기차가 내연기관차보다 경제적임
- 주요 EV 시장에서 가격 패리티(내연기관차와 전기차의 가격이 동일해지는 시점) 예상: 2030년
12. **전기차의 대기오염 및 온실가스 배출 감소**
- 전기차의 배출 절감 효과: 2030년까지 6백만 배럴/일의 석유 수요 감소, 2035년까지 1천만 배럴/일 감소
- 전기차로 인해 피할 수 있는 온실가스 배출량: 2030년까지 6백만 배럴/일의 석유 사용에 해당하는 양
13. **전기차 보급에 따른 경제적 효과**
- 전기차 도입으로 인한 세수 영향: 지역별로 전기차 도입에 따른 세수 변화 추정
14. **충전 인프라 증가 필요성**
- 공공 충전소 증가 필요성: 2035년까지 6배 증가
- 중량 전기차(트럭, 대형 버스) 충전 인프라 증가 필요성: 2035년까지 20배 증가
15. **중고 전기차의 국제 무역**
- 중고 전기차의 국제 무역 증가 예상: 특히 중국 외 신흥 및 개발 경제국으로의 수출
16. **배터리 재활용 용량**
- 2023년 전 세계 배터리 재활용 용량: 300 기가와트시(GWh)
- 2030년 예상 재활용 용량: 1,500 기가와트시(GWh), 그 중 70%는 중국에 위치
2.원자력 발전의 경제성 평가: AP1000과 소형 모듈형 원자로(SMR) 비교(MIT)
https://web.mit.edu/kshirvan/www/research/ANP201%20TR%20CANES.pdf
MIT에서 미국에서 추진 중인 SMR과 가장 최근에 설치, 운영된 원자로 AP1000 간의 경제성을 분석하는 리포트를 내놓았다. 우선, AP1000에 대한 이해를 위해서는 Vogtle 3, 4호기에 대한 정보가 필요하다.
<Vogtle 3&4 현황>
Vogtle 3&4는 미국에서 지난 30년 동안 처음으로 건설된 새로운 상업용 원자로로, Georgia Power가 운영하는 이 발전소는 미국 내 최대의 청정 에너지 생산 시설 중 하나로 자리 잡고 있다. Vogtle 3호기는 2023년 7월 31일에, Vogtle 4호기는 2024년 4월 29일에 상업 운전을 시작했다. 이 두 원자로는 웨스팅하우스의 AP1000 3세대 플러스 기술을 사용하며, 각각 약 1150 MWe의 전력을 생산할 수 있다.
Vogtle 프로젝트는 상당한 비용 초과와 일정 지연을 겪었다. 원래 예상 비용은 약 $140억이었으나, 최종 비용은 $350억에 달했다. 또한, 프로젝트는 7년 지연되어 최종적으로 2024년에 완료되었다. 미국에 설치된 가장 최신의 원자로이지만 경제성에 대한 비판적 시각으로 미국 내 원자력 발전 추가 설치에 대한 어려움을 대표하는 사례가 되기도 한다. 그 이유는 이 원자로를 사용해야 하는 지역의 납세자의 부담 증가다. 비용 초과로 인해 프로젝트의 재정적 부담은 상당히 증가했으며, 이는 궁극적으로 소비자에게 전가된다. Georgia Public Service Commission (PSC)은 Georgia Power가 고객에게 전가할 수 있는 비용을 약 $76억으로 제한했지만, 이는 여전히 소비자들에게 큰 부담을 줄 수 있다.
따라서, 원자력 발전의 확대를 위해서는 정부의 재정적 확대가 매우 공격적으로 변경될 필요가 있다. 다시 말해, 원자력 발전이 경제적으로 경쟁력을 갖추기 위해서는 정부의 강력한 지원이 필요하다. 그러나 재정적 지원이 원자력 발전의 근본적인 경제적 문제를 해결할 수 있을지는 의문이다. 대규모 정부 지원 없이는 원자력 발전이 다른 에너지원과 경쟁하기 어려울 수 있다.
최근 몇 년 간, 미국을 비롯한 영국, 프랑스, 대한민국 등 주요 민주주의 국가와 중국, 러시아, 인도 등 원자력 기술 보유 국가에서는 높은 투자와 낮은 수익에 따라 시장 경쟁력을 상실한 대형 원자력 대신 발전량 기준 비용은 비싸나 기술개선과 대량양산을 통해 경제성을 갖출 수 있다고 기대하는 소형원자로로 투자 대상을 바꿔 R&D에 집중하고 있는 상황이다. 이런 전반적인 기술 전환의 분위기 속에 MIT에서 SMR의 경제적 비효율성으로 차라리 대형원자로를 건설하는 편이 낫다는 리포트를 내놓았다.
<보고서 개요>
AP1000 원자로의 경제성 평가
AP1000은 1150 MWe급의 3세대 플러스 원자로로, 최신 건설 사례인 Vogtle 3&4의 데이터를 바탕으로 경제성을 평가했다. Vogtle 3&4 프로젝트는 2023년 현재 $35억의 총 건설 비용과 130개월의 건설 기간이 소요되었다. 이는 초기 건설 사례(FOAK)로서 예상보다 높은 비용과 긴 건설 기간을 보여주었지만, 차기 프로젝트에서는 상당한 비용 절감이 예상된다.
차기 2기의 AP1000 건설 비용은 $8,300에서 $10,375/kW로 추정되며, 건설 기간은 80~96개월로 예상된다. 연방 대출 보증 및 투자세액공제(ITC)를 포함하면, AP1000의 평생 균등화 전력 비용(LCOE)은 $78에서 $97/MWhre로 추산된다. 이는 최근 데이터 센터 및 제조 시설에서 요구하는 24/7 탄소 중립 전력의 비용과 경쟁력이 있으며, 대체 에너지원의 고정 비용과도 비교할 수 있다. 추가적으로, NOAK(Nth-Of-A-Kind) 단계의 AP1000 건설 비용은 $4,625/kW로 낮아질 수 있으며, 이 경우 LCOE는 $66/MWhre로 추산된다.
소형 모듈형 원자로(SMR)의 경제성 평가
300 MWe급 수냉식 SMR은 경제성 면에서 대형 원자로와 다른 도전을 안고 있다. SMR은 높은 학습률을 실현할 수 있지만, NOAK 기준으로 여전히 AP1000 대비 약 45% 높은 비용을 보인다. 또한, SMR의 운영 및 유지보수 비용이 약 2배 더 높아, NOAK 기준 평생 LCOE는 $95/MWhre로 추산된다. 이는 여전히 대체 에너지원과 경쟁력 있는 수준이지만, 대규모 전력 수요를 충족하기 위해서는 AP1000과 같은 대형 원자로가 더 적합할 수 있다.
경제성 비교 및 정책적 지원의 필요성
AP1000과 SMR의 경제성을 비교한 결과, 대형 원자로가 경제적으로 더 효율적인 것으로 나타났다. 특히, AP1000은 대규모 전력 수요를 충족하고 탈탄소화 목표를 달성하는 데 중요한 역할을 할 수 있다. 반면, SMR은 특정 상황에서 유용할 수 있지만, 대규모 전력 공급에는 한계가 있다.
현재의 전력 비용을 유지하면서 심층 탈탄소화를 실현하려면 NOAK 단계의 대형 원자로가 필요하다. 대형 수냉식 원자로는 작은 원자로보다 약 1.45배의 비용 효율성을 가지며, 정부의 지속적인 지원이 필수적이다. 미국 정부는 향후 20년간 매년 $1.25억씩 총 $25억의 지원을 통해 AP1000과 같은 기술이 NOAK 비용에 도달하도록 해야 한다.
결론
AP1000 원자로는 대규모 전력 수요를 충족하고 탈탄소화 목표를 달성하는 데 중요한 역할을 할 수 있다. SMR도 중요한 역할을 할 수 있지만, 대형 원자로의 경제성과 효율성을 고려할 때, 충분한 정부 지원 하에 AP1000의 추가 건설이 더 유리할 것이다. 이러한 정책적 지원을 통해 미국은 지속 가능한 에너지 미래를 실현할 수 있을 것이다.
<기타: 본 보고서에서 제시한 수치들>
- 차기 2기 AP1000 건설 비용: 8,300-10,375달러/kW
- Vogtle 3&4 총 건설 비용: 350억 달러
- AP1000 NOAK 건설 비용: 4,625달러/kW
- 차기 2기 AP1000 LCOE: 78-97달러/MWh
- AP1000 NOAK LCOE: 66달러/MWh
- SMR NOAK LCOE: 95달러/MWh
- Vogtle 3&4 프로젝트 일정 지연: 7년
3. EU의 신규 버스 중 전기차 36% 차지(2023년)
현재, 등록 대수 기준 디젤버스를 추월했다고..
https://x.com/alex_avoigt/status/1817507245963333822
4. 일본, 아오모리 사용후 핵연료 저장소를 건설 승인 예정
일본이 미국, 대한민국보다 앞서 핵연료 저장소 건설을 승인 예정이라고...
https://x.com/HopfJames/status/1817966924112040082
5. 유럽, 에너지 전환에 따른 가스 소비량 감소
X.com의 내용을 그대로 옮겨보면...
"천연가스 회사들은 미국이 유럽을 지원하기 위해 더 많은 LNG 수출 터미널을 건설해야 한다고 주장해 왔습니다. 그러나 그 주장은 항상 허술했습니다. 유럽 대륙이 청정 에너지로 전환함에 따라 가스 수요가 감소하고 있습니다. 이러한 추세는 더욱 가속화될 것입니다."
https://x.com/curious_founder/status/1817949468135760373
6. 미국의 주택 보험사들의 기후변화에 따른 손실액(자연재해)이 150억 달러에 이른다
"미국 주택 보험사들은 작년에 150 억 달러의 손실을 입었습니다. 기후로 인한 자연 재해 증가, 잘못된 곳에서의 인구 증가, 연방 조치의 공백으로 악화 될 것입니다"
https://x.com/Guay_JG/status/1817545999029792841
7. 모건스탠리, 테슬라를 포드를 대신할 자동차 섹터의 Top-Pick으로 선정
"목표치 310달러 대비 40%의 상승 여력, 자동차에 대한 관리된 기대치, 강력한 신흥 가치 동인으로 인해 테슬라를 미국 자동차 부문에서 포드를 대체하는 새로운 '톱픽'으로 선정."
https://x.com/SawyerMerritt/status/1817912809704890461
8. 기상이변이 전력망 강화를 요구한다.
"기상이변이 미국 전력망에 부담을 주고 미국 전역의 유틸리티에서 복원력 계획을 훨씬 더 어렵게 만드는 방법에 대한 보도가 있었다. 그리드 강화/보강에 대한 자본 투자가 한 방향으로 상승하는 추세가 될 것으로 예상한다."
"악천후는 전국적으로 정전의 가장 큰 원인이며 모든 종류의 전력망 문제의 주요 요인입니다."
"폭풍처럼 전력 공급이 중단되는 경향은 없지만 열은 전기 공급망의 거의 모든 부분에 스트레스를 주게 됩니다. 가스 연소 발전기와 풍력 발전소(터빈이 자유롭게 회전하지 않음)에서 원자력 발전소(냉각 시스템이 제대로 작동하지 않음)와 전선(과열되어 너무 많이 늘어짐)에 이르기까지 모든 것의 성능을 저하시킵니다."
"폭풍은 심각성과 빈도가 증가할 것으로 예상되기 때문에 또 다른 큰 문제입니다. 이는 유틸리티, 전력망 운영자 및 발전소 소유주가 전봇대, 송전탑 및 기타 인프라를 강화하는 데 훨씬 더 많은 비용을 지출해야 한다는 것을 의미합니다."
9. 유틸리티가 알고 있었던 사실: 1968년부터 2017년까지 기후 변화에 대한 전기 유틸리티의 초기 지식과 지속적인 속임수
미국 전력회사들이 기후변화에 대한 심각성을 진작에 인지하고 있었으나 수익 추구를 위해 회피하고 있었다는 분석 기사
"미국 유틸리티 기업들은 지난 수십 년 동안 가장 무자비한 기후 악당 중 하나였습니다. 그들은 파산해야 마땅하며, 가장 심각한 기업들은 더 큰 처벌을 받을 수도 있습니다. 그들은 수년 전에 범죄 행위를 했을 수도 있습니다."
https://x.com/richcalhoun/status/1817959579038220710
https://energyandpolicy.org/utilities-knew-about-climate-change/
이 보고서는 1968년부터 2017년까지 전기 유틸리티 산업이 기후 변화에 대해 알고 있었던 내용과 그 이후 진행된 허위 정보 확산 및 법적 규제 방해 노력을 조사한 결과를 제시하고 있다. 보고서는 전기 유틸리티 산업이 1988년 기후 변화 문제가 본격적으로 공론화되기 전부터 이 문제에 대해 알고 있었음을 보여주는 중요한 문서들을 검토했다.
1968년에 과학자들은 화석 연료를 태우면서 발생하는 이산화탄소 배출이 지구와 기후에 미칠 잠재적 재앙적 영향을 전기 유틸리티 산업에 직접 경고하기 시작했다. 당시의 과학적 이해는 제한적이었지만, 1971년까지 전기 유틸리티는 이산화탄소의 기후학적 영향과 기타 발전소 배출물의 연구에 대한 예산을 포함시켰다. 전기 유틸리티는 고객의 자금으로 운영되는 에디슨 전기 연구소(EEI)와 전기 전력 연구소(EPRI)를 통해 1970년대와 1980년대 초반에 최첨단 기후 연구를 후원했다. 예를 들어, 1982년부터 EPRI는 저명한 과학자 Charles Keeling과 스크립스 해양학 연구소의 연구를 후원했다.
보고서에 따르면, 1977년 한 EPRI 고위 관리자는 석탄 사용 증가로 인해 발생할 수 있는 기후 변화 위험에 대해 의회에 증언했다. 1988년까지 EPRI는 과학 공동체에서 온실 효과가 실제로 존재한다는 합의가 증가하고 있음을 인정했다. 그러나 1988년 이후, 전기 유틸리티 산업은 화석 연료 이해 관계자들과 협력하여 기후 과학을 표적으로 한 초기 허위 정보 캠페인을 조율했다. 1991년 정보위원회(ICE) 광고 캠페인은 지구 온난화를 이론으로 재정립하려는 시도를 포함했다.
이 보고서는 전기 유틸리티 산업이 화석 연료 사용의 기후 변화 영향을 오랜 기간 동안 알고 있었음에도 불구하고, 지속적으로 허위 정보를 퍼뜨리고 기후 변화 과학과 해결책을 공격하는 데 참여했다는 사실을 강조한다. 이러한 행동은 기후 변화 문제를 부정하려는 석유 산업 및 기타 이해 관계자들과의 협력을 통해 이루어졌다. 이러한 사실들을 바탕으로 전기 유틸리티 산업이 과거의 실수를 반복하고 있으며, 기후 변화에 대한 책임 있는 행동을 촉구하고 있다
10. 미국 발전원 구성: 가스와 재생에너지의 약진
미국은 전기를 생산하기 위해 여러 가지 에너지원과 기술을 사용한다. 이 에너지원과 기술들은 시간이 지나면서 변화했으며, 일부는 다른 것들보다 더 많이 사용된다.
전력 생산을 위한 세 가지 주요 에너지 범주는 화석 연료(석탄, 천연가스, 석유), 원자력 에너지, 재생 가능 에너지이다. 대부분의 전기는 화석 연료, 원자력, 바이오매스, 지열 또는 태양열 에너지를 사용하는 증기 터빈으로 생산된다. 그 외 주요 전력 생산 기술로는 가스터빈, 수력 터빈, 풍력 터빈, 태양광 발전이 있다.
미국 에너지 정보청(EIA)은 대규모 및 소규모 시스템에서의 전력 생산 데이터를 발표한다. 대규모 시스템에는 최소 1메가와트(MW) 이상의 전력 생산 용량을 가진 발전소가 포함된다. 소규모 시스템은 1MW(1,000킬로와트) 미만의 전력 생산 용량을 가진 시스템을 말한다. 2023년, 미국의 대규모 시스템을 통한 총 전력 생산량은 약 4.18조 킬로와트시(kWh)였다. EIA는 소규모 태양광 시스템을 통해 약 0.07조 kWh의 전기가 생산되었다고 추정하고 있다.
화석 연료는 2023년 미국 전력 생산의 약 60%를 차지했다. 천연가스는 2023년 미국 대규모 전력 생산의 약 43%로 가장 큰 비중을 차지하는 에너지원이었다. 천연가스는 증기 터빈과 가스 터빈에서 전기를 생산하는 데 사용된다.
석탄은 2023년 미국 전력 생산의 약 16%로 네 번째로 높은 에너지원이었다. 거의 모든 석탄 화력 발전소는 증기 터빈을 사용하며, 한 발전소는 석탄을 가스로 전환하여 가스 터빈에서 전기를 생산한다.
석유는 2023년 미국 전력 생산의 약 0.4%를 차지했다. 잔여 연료유와 석유 코크스는 증기 터빈에서 사용된다. 경질유 또는 디젤 연료유는 디젤 엔진 발전기와 같은 내부 연소 엔진에서 사용된다. 잔여 연료유와 경질유는 증기 터빈과 가스 터빈에서도 연소될 수 있다.
기타 가스와 기타 에너지원은 2023년 미국 대규모 전력 생산의 약 0.5%를 차지했다. 기타 가스에는 용광로 가스 및 화석 연료에서 파생된 기타 제조 및 폐가스가 포함된다. 기타 에너지원에는 양수식 수력 발전, 비생물성 도시 고형 폐기물, 배터리, 수소, 구입한 증기, 황, 타이어 유래 연료 및 기타 다양한 에너지원이 포함된다.
원자력 에너지는 미국 전력의 거의 5분의 1을 제공한다. 원자력 에너지는 2023년 미국 대규모 전력 생산의 약 18%를 차지하며, 세 번째로 높은 비중을 차지하는 에너지원이었다. 원자력 발전소는 핵분열을 통해 전기를 생산하는 증기 터빈을 사용한다.
재생 에너지는 미국 전력의 점점 더 큰 비중을 차지한다. 여러 가지 재생에너지원이 전력 생산에 사용되며, 2023년에는 전체 미국 대규모 전력 생산의 약 21%를 차지했다. 1990년에는 재생에너지가 대규모 전력 생산의 약 12%를 제공했다.
풍력 에너지는 2023년 전체 미국 대규모 전력 생산의 약 10%를 차지했으며, 재생에너지원에서 생산된 전력의 48%를 담당했다. 풍력 터빈은 풍력 에너지를 전기로 변환한다.
수력(전통적인) 발전소는 2023년 전체 미국 대규모 전력 생산의 약 6%를 생산했으며, 재생에너지원에서 생산된 전력의 약 27%를 차지했다. 수력 발전소는 흐르는 물을 사용하여 터빈을 회전시키고, 이 터빈은 발전기와 연결되어 전기를 생산한다.
태양광 및 태양열 발전소는 2023년 전체 미국 대규모 전력 생산의 약 4%를 제공했으며, 재생에너지원에서 생산된 전력의 18%를 차지했다. 거의 모든 태양광 전력 생산은 태양광 시스템(PV)에서 나왔다. 태양광 변환은 태양광 셀에서 직접 햇빛으로부터 전기를 생산한다. 대부분의 태양열 발전 시스템은 증기 터빈을 사용하여 전기를 생산한다. EIA는 소규모 태양광 시스템을 통해 약 0.07조 kWh의 전기가 생산되었다고 추정한다.
바이오매스는 2023년 전체 미국 대규모 전력 생산의 약 1%를 차지했으며, 재생에너지원에서 생산된 전력의 5%를 담당했다. 바이오매스는 증기 전력 발전소에서 직접 연소되거나, 가스로 전환되어 증기 발생기, 가스 터빈 또는 내연기관 발전기에서 연소될 수 있다.
지열 발전소는 2023년 전체 미국 대규모 전력 생산의 1% 미만을 차지했으며, 재생에너지원에서 생산된 전력의 약 2%를 담당했다. 지열 발전소는 증기 터빈을 사용하여 전기를 생산한다.
