伯克利实验室的新研究回顾了实现无碳电力部门的进展。对气候变化的关注正促使美国越来越多的州、公用事业公司和企业设定电力部门碳排放为零的目标。迄今为止，17个州加上华盛顿特区和波多黎各已经通过了法律或行政命令，在未来几十年内实现100%无碳电力。此外，46家美国电力公司已承诺最迟在2050年实现无碳排放。总的来说，这些目标涵盖了美国人口和经济的一半左右。

这些都是雄心勃勃的目标，但对过去15年电力部门的新观察表明，大规模减排是可能的。

能源部劳伦斯伯克利国家实验室（伯克利实验室）的新研究分析了历史趋势，以研究电力部门在减少排放方面已经取得了多少进展。这项标题为《通往零的一半：实现无碳电力部门的进展》的研究回顾了能源信息署（EIA）的2005年年度能源展望，EIA是美国政府收集和分析数据的官方机构。

该研究的主要作者、伯克利实验室的科学家Ryan Wiser说："按常规预测，从2005年到2020年，每年的二氧化碳排放量从24亿到30亿公吨（MMT）上升。但2020年的实际排放量下降到只有14.5亿公吨。美国将电力部门的排放量比预测水平减少了52%，所以现在已经行至半路。"

根据该研究，相对于预测值，消费者的总电力成本降低了18%；对人类健康和气候的成本分别降低了92%和52%；而发电行业的工作数量增加了29%。

从技术进步到政策，该研究确定了过去15年中促使美国电力部门降低碳排放的主要驱动因素。2020年的电力总需求与2005年几乎完全相同，比15年前的预测低24%。"这种需求的下降部分是由于部门和经济的变化，但也是由于政策和技术进步所推动的更高的能源效率，"Wiser说。

研究人员发现，风能和太阳能的表现大大超出了预期，2020年的发电量是预测的13倍。这也是技术发展以及州和联邦政策的结果，因为新的风能和太阳能技术的价格暴跌。此外，核能发电基本上保持稳定，跟踪过去的预测，并帮助确保碳排放没有倒退。

研究发现，从煤炭转向天然气发电在降低碳排放方面发挥了很大作用。在页岩气革命和低燃料价格的推动下，天然气发电占比迅速增长。研究人员还发现，过去15年的变化有许多其他经济和环境效益。例如，2020年消费者的总电费比EIA之前预测的低18%，每年共节省860亿美元。

根据该研究，减少硫和氮的排放导致了较低的健康影响，如呼吸道疾病，每年过早死亡人数从38000人下降到3100人。共同作者、伯克利实验室科学家Dev Millstein说："与一切照旧的预测相比，国家不仅大大减少了其碳足迹，而且还减少了总的能源费用和健康负担。"

该研究还发现，虽然就业模式随着电力部门的变化而变化，但电力供应正在支持比早期预测可能出现的情况多20万个工作。虽然回顾表明，在15年的时间里，排放的巨大变化是可能的，但该研究指出，这并不保证未来15年将看到类似的进展。

鉴于风能、太阳能和电池技术的进步，这些资源很可能在近期内对电力部门的进一步脱碳发挥重要作用。根据该研究，接近零碳电力部门目标所需的很大一部分能力已经在开发过程中：大约660吉瓦的风能和太阳能已经申请了传输通道，超过了接近零碳电力部门目标所需的一半。并非所有提议的项目都会被建造，但其规模表明了对发展绿色能源的兴趣。

扩大可再生能源的规模需要大量的基础设施。电力部门将不得不确保电力输送、可靠性和复原力；建立新的输电基础设施；改变规划和电网运行；修改选址程序；并关注受影响的工人和社区。另一个主要挑战是如何满足最后一部分需求，以确保在风不吹、太阳不照的情况下有可靠的电力供应。该研究的结论是，需要进一步研究、开发和展示能够填补这一空白的众多技术，如更长时间的能源储存、氢气或合成燃料、生物能源、带有碳捕获的化石或生物质发电、核能、地热能源和带有储存的太阳能-热能。