从电动汽车电池到太阳能电池板生产，美国的绿色制造业繁荣并不是由可再生能源驱动的 - 目前

松下在堪萨斯州德索托耗资 40 亿美元新建的电池工厂旨在成为可持续发展的典范 – 这是一个 全电动工厂 不需要烟囱。建成后，该工厂将覆盖 48 个足球场大小，雇用 4,000 名员工，并生产足够的先进电池，每年为 50 万辆电动汽车供应。

但有一个问题，而且是一个很大的问题。

虽然工厂大部分时间都依靠风能和太阳能运行， 可再生能源仅占 34% 2023 年当地公用事业公司 Evergy 的电力。

在美国大部分地区，化石燃料在满足电力需求方面仍然发挥着关键作用。事实上，Evergy 已请求允许 延长旧燃煤电厂的寿命 以满足不断增长的需求，包括电池工厂的需求。

我和韦尔斯利学院的学生一起 追踪清洁能源制造业的投资热潮 以及这些项目——包括电池、太阳能电池板和风力涡轮机的制造及其供应链——如何 映射到国家电网.

堪萨斯电池厂凸显了美国面临的挑战扩大清洁能源技术的生产并摆脱对化石燃料的依赖。它还说明了该行业在全国范围内加速向可再生能源转型的潜力。

清洁技术制造业的繁荣

让我们从一些好消息开始。

仅在电池领域，各公司就已宣布计划建造 44 家大型工厂，这些工厂有可能生产足够的电池，以在 2030 年每年供应超过 1000 万辆电动汽车。

这就是美国所需的承诺规模。将应对气候变化并满足其 新汽车排放标准 于 2024 年 3 月宣布。

挑战：这些电池工厂及其装备的电动汽车将需要大量电力。

生产足够的电池芯 据一家公司称，要存储 1 千瓦时 (kWh) 的电力（足够电动汽车行驶 2 至 4 英里），需要大约 30 千瓦时的制造能源。 最近的研究.

结合该估计和 我们的追踪, ，我们预计到 2030 年，美国的电池制造业将达到假设工厂像堪萨斯州那样依靠电力运行，每年将需要约 300 亿千瓦时的电力。这相当于美国总人口的约 2%。2022年工业用电量。

电池带的巨大太阳能潜力

大量此类工厂计划建在美国的一个地区。南被称为“电池带.” 太阳能潜力巨大 在该地区的大部分地区，但电网使 很少用它.

我们的追踪发现 四分之三的电池制造能力位于拥有 可再生能源发电量低于平均水平 今天。在几乎所有这些地方，更多的需求将推动更高的价格 边际排放量, ，因为额外的电力几乎总是来自化石燃料。

然而，我们也一直在跟踪哪些电池公司致力于使用可再生电力为其制造业务提供动力，数据表明了一个更清洁的未来。

据我们统计，一半的电池将由承诺到 2030 年至少 50% 的电力需求来自可再生能源的工厂生产。更好的是，这些承诺集中在美国地区。投资滞后的地方。

一些公司已经在采取行动。特斯拉正在建造 世界上最大的太阳能电池阵 在其德克萨斯州工厂的屋顶上。LG 已承诺采购 100% 可再生太阳能和水力发电 位于田纳西州的新阴极工厂。松下正在采取措施实现 净零排放 到 2030 年，其所有工厂，包括堪萨斯州的新工厂。

更多的企业承诺可以帮助增强对新兴电池带上风能和太阳能部署的需求。

这对美国电力需求意味着什么

制造所有这些电池并为所有这些电动汽车充电将对电网提出更多的需求。但这并不是反对电动汽车的理由。随着更多可再生能源的上线，任何接入电网的东西，无论是电动汽车还是制造电池的工厂，都会变得更加清洁。

这种转变已经发生。尽管天然气在发电中占主导地位，但到 2023 年 可再生能源提供的电力多于煤炭 首次在美国历史。这 政府预测 到 2024 年，电网新增发电量中 96% 将不再使用化石燃料，其中包括电池。这些趋势正在加速，这要归功于 清洁能源部署的激励措施 纳入 2022 年通胀削减法案。

展望未来

这里最大的教训是，堪萨斯州面临的挑战不是电池工厂，而是日益陈旧的电网。

随着对清洁能源未来的投资加速，美国需要 重新设计大部分电网 使用越来越多的可再生能源，同时实现从汽车、工厂到家庭的一切电气化。

这意味着投资电网现代化、扩建和脱碳与建设新工厂或转向电动汽车同样重要。

对清洁能源制造的投资将在实现这一转变中发挥关键作用：一些新型先进电池将用于电网，提供 备用储能 在可再生能源发电放缓或电力需求特别高的时候。

一月份，夏威夷取代了 最后一座燃煤电厂 配备先进的电池系统。不久之后，田纳西州、德克萨斯州和堪萨斯州也会开始发生这种情况。