«Мировое и национальное хозяйство»

Издание МГИМО МИД России    |   
ISSN: 2713-0983

Ветровая энергетика США: география, динамика, регулирование

Н.М.Хасая, магистрант, МГУ им. М.В.Ломоносова,

Е.А.Гречко, к.г.н., с.н.с., МГУ им. М.В.Ломоносова

В настоящее время энергетический переход, заключающийся в декарбонизации энергетической системы, стал основным направлением развития мировой энергетики. Одним из безусловных лидеров по внедрению возобновляемых источников энергии стали США, где более половины производства «зеленой» электроэнергии обеспечивает ветровая энергетика. Несмотря на ряд противоречий, ветряная отрасль в США активно развивается, а ввод ветровых электростанций является частью национальной стратегии. В этих условиях изучение ветровой энергетики США, а именно: центров размещения, исторической и прогнозируемой динамики, государственного регулирования – представляет особый интерес. В статье описано, как длительная история отрасли предшествовала быстрому развитию ветровой индустрии, регулирование которой все более зависит от законодательства штата. Показано, как с продолжающимся развитием отрасли изменится география ветровой индустрии, которая, в условиях сосредоточения производства в Техасе и на Среднем Западе, а управления производством – в Европе, отличается высокой территориальной и низкой рыночной концентрацией.

Ключевые слова: электроэнергетика, возобновляемые источники энергии, ветровая индустрия, США, энергетический переход.

Wind energy in the U.S.: geography, dynamics, regulation

Nikolay M. Khasaya, Elena A. Grechko

At present, the energy transition, which aims at the decarbonization of the power system, has become the main development path of the global power engineering. The U.S., where more than half of the production of green electricity is provided by wind energy, has become one of the undisputed leaders in the introduction of renewable energy sources. Despite a number of contradictions, the U.S. wind industry is actively developing, and the commissioning of wind farms is part of the national strategy. In this context, the study of the wind energy in the U.S., namely: manufacturing locations, historical and predicted dynamics and government regulation, is of particular interest. The article describes how the industry's long history preceded its rapid development, while the regulation of the industry is increasingly dependent on state law. It is shown how with the continued development of the wind industry its geography will change. It is also shown that production is concentrated in Texas and the Midwest and management is concentrated in Europe, making the industry being characterized by high territorial and low market concentration.

Keywords: power engineering, renewable energy, wind industry, USA, energy transition.

Введение. В настоящее время термин «энергетический переход» отождествляется с переходом человечества к экологически чистой экономике. Это привело к появлению множества концепций, направленных на обеспечение глобального перехода, среди которых публикации Международного агентства по возобновляемым источникам энергии, Всемирного экономического форума и Международного энергетического агентства.

Энергетический переход – одно из базовых направлений развития современной мировой энергетики. В широком смысле под энергетическим переходом понимается изменение сложившейся структуры потребления энергоресурсов и создание нового состояния энергосистемы (Smil, 2010), в узком – продолжающийся процесс отказа от производства электроэнергии на ископаемом топливе в пользу возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Впервые термин энергетический переход появился в 1980 г. в публикации ученых немецкого Института прикладной экологии Ф.Краузе, Х.Босселя и К.-Ф.Мюллера-Райссманна, где был обоснован отказ от централизованного производства электроэнергии в пользу распределенного (Jacobs, 2012). Чешско-канадский экономист В. Смил выделил четыре энергетических перехода: замена биомассы углем, затем – нефтью и, позднее, газом; а на современном этапе человечество переходит к ВИЭ (Smil, 2010).

Современный энергетический переход отличается от предыдущих – он, во многом, обусловлен возрастающей обеспокоенностью изменением климата и стремлением сократить выбросы углекислого газа. Несмотря на неравномерность процесса перехода, неразрешенные технологические вопросы и экологические риски, его важность несомненна (Mastepanov, 2019). Однако, В. Смил отмечает, что проблемы обеспечения непрерывности и повсеместности использования ВИЭ делают полноценный переход возможным только через несколько поколений (Smil, 2010).

США стали по абсолютным показателям одним из безусловных лидеров по внедрению ВИЭ – страна занимает второе место в мире после КНР по мощности альтернативных электростанций. Ветровая энергетика обеспечивает более половины производства электроэнергии с помощью ВИЭ в мире и в США, где сосредоточена пятая часть всех мощностей ветряных электростанций (ВЭС). Ветряная отрасль в США активно развивается, а ввод новых ветровых электростанций является частью стратегии по обеспечению «американского лидерства в переходе к глобальной экономике на основе чистой энергии»[1]; в таких условиях изучение этой индустрии представляет особый интерес. Цель данного исследования – комплексно охарактеризовать ветровую энергетику США, выявив основные тенденции ее развития.

Результаты и обсуждение. Становление ветровой энергетики в США. Первые ветряные мельницы на территории США появились во времена Американской революции: установки на полуострове Кейп-Код в Массачусетсе использовались при перекачке воды для производства соли, а к XIX веку ветер уже широко использовался на Среднем Западе для обеспечения работы ирригационных насосов. В современном понимании, история ветровой индустрии в США отсчитывается с создания в стране автоматического ветродвигателя в 1888 г. (Righter, 1996). Именно после этого ветряные мельницы начали использовать для снабжения жилых домов и промышленных объектов[2]. Постепенно установки увеличивались в размерах и подключались к существующим сетям – первый случай муниципального использования ветровой энергии относится к 1940 г., когда небольшой городок Петтибон в Северной Дакоте перешел на ВИЭ.

Однако в последующие десятилетия производство электроэнергии с помощью ветра было незначительным – дешевая нефть оставалась более привлекательным ресурсом. Заметное развитие ветровой энергетики началось только после мирового энергетического кризиса 1973 г., когда правительство США совместно с лидерами отрасли запустило разработку больших коммерческих ветряных турбин2. Благодаря этому в 1980 г. на горе Кротчет в Нью-Гэмпшире была создана первая в мире ВЭС.

В течение нескольких следующих лет были введены налоговые льготы для ветровой энергетики на федеральном уровне и уровне штатов; в первую очередь, в Калифорнии, где возврат налогов позволил профинансировать первое массовое использование энергии ветра для выработки электроэнергии коммунальными предприятиями (Pasqualetti, Righter, Gipe, 2004). Именно в это время в штате была построена ВЭС Альта, являющаяся крупнейшей (до 1,5 ГВт) в США и, на тот момент, в мире (Smith, 1987). Успешный опыт работы ВЭС Альта стал импульсом для массового ввода новых мощностей, и с тех пор темпы выработки ветровой электроэнергии постоянно возрастают (см. рис. 1).

США преодолели порог в 1 ГВт установленных мощностей ВЭС в 1986 г., 10 ГВт – в 2006 г. и 100 ГВт – в 2019 г.; в этом же году ветровая энергетика превзошла гидроэнергетику и стала главным ВИЭ в США. В 2020 г. было введено рекордное количество мощностей ВЭС, и их доля в производстве энергии достигла 8 % (см. рис. 1); сейчас, по оценкам, она превышает 10 %[3].

Рис. 1. Развитие ветровой энергетики в США в 1985-2020 гг.

Составлено по: eia.gov/electricity/data.php.

При этом ветер остается не очень надежным источником энергии; он дает мощность, которая постоянна из года в год, но очень переменчива на более коротких временных промежутках. Из-за этого возникает необходимость использования аккумуляторов для накопления избыточной электроэнергии или других типов электростанций для обеспечения беспрерывного электроснабжения, что может существенно ограничить самостоятельность и потенциал ветровой энергетики (Friedrich, 2017).

Регулирование ветровой энергетики в США. Несмотря на дерегулирование электроэнергетики США и значительные различия в законодательствах штатов, развитие ветровой индустрии изначально стало возможным благодаря актам федерального уровня. На продвижение ВИЭ был направлен Национальный энергетический закон 1978 г., дополненный Законом об энергетической политике[4]. Физические и юридические лица получили налоговые льготы за установку альтернативных электростанций, а коммунальные предприятия – право закупать энергию у малых электростанций (Mustafinov, 2018). Таким образом, США запустили необходимое для энергетического перехода распределенное производство.

Закон об энергетической политике 2005 г. обязал коммунальные предприятия ввести систему чистого измерения, которая стала одним из ключевых драйверов распространения ВИЭ. Физические и юридические лица, получающие энергию от альтернативных электростанций, могут направить ее избыток в систему, и счетчик сработает в обратном направлении. Более того, шесть штатов (см. рис. 2) ввели зеленый тариф, позволяющий получать доход, если производство возобновляемой энергии превышает потребление[5].

Рис. 2. Правовое регулирование ВИЭ по штатам.

Составлено по: ncsl.org/research/energy/renewable-portfolio-standards.aspx

В некоторых случаях строительство ВЭС откладывается или отменяется из-за оппозиции со стороны местных сообществ по причине негативного влияния ветряков на природные и культурные ландшафты. Кроме того, жители опасаются чрезмерных уровней шума и вибрации, снижающих стоимость их недвижимости. Учитывая также, что строительство ВЭС требует обширных свободных площадей, дальнейший рост ветровой энергетики может быть ограничен, несмотря на проводимую штатом политику (Friedrich, 2017). Поэтому правительство США продолжает поддерживать ветровую энергетику посредством субсидирования и программы Wind Powering America, хотя практически полностью регулирование осуществляется на уровне штатов[6] в рамках портфельных стандартов по ВИЭ. Они представляют собой нормативные акты, которые обязывают энергетические компании производить определенную часть энергии на альтернативных электростанциях[7].

Принятые штатами стандарты в значительной степени различаются, но обычно механизм работы портфеля заключается в получении энергетическими компаниями сертификатов возобновляемой энергии на каждый 1 МВт, произведенный на альтернативных ЭС. Эти сертификаты создаются в момент передачи электроэнергии в систему и затем направляются регулирующему органу. В качестве обязательства обычно устанавливается доля, приходящаяся на ВИЭ в торговле электроэнергией7.

Первый портфельный стандарт по ВИЭ был принят в 1983 г. в Айове, но практически все портфели были введены в течение 2000-х гг. В настоящий момент в 30 штатах стандарты обязательны, еще в 7 – добровольны (см. рис. 2). Заметим, что портфели не приняты ни в одном из 13 «очень республиканских»[8] штатов. Это связано с политикой партии, исторически препятствующей экологическому законодательству; кроме того, штаты Юго-Востока отличаются развитием атомной энергетики.

Рис. 3. Изменение валовой выработки электроэнергии в США в 2001-2019 гг.

Составлено по: eia.gov/electricity/data.php.

В большинстве портфелей выделяются конкретные технологии или строительство ВЭС в море, которые должны обеспечивать определенную часть потребностей в ВИЭ; за это производители получают дополнительные сертификаты. Благодаря этому ветровая энергетика в США продолжает активно развиваться, замещая уголь и нефть и опережая по темпам прироста все, кроме солнечной, отрасли энергетики (см. рис. 3): в среднем, валовая выработка на ВЭС с 2001 г. ежегодно увеличивается на 24%.

Для обеспечения дальнейшего роста с сохранением текущих темпов необходимо решить ряд инфраструктурно-технологических проблем. Важнейшая из них заключается в интеграции ВЭС, обычно находящихся на отдалении от потребителя, в энергосистему. Для этого требуются высоковольтные линии электропередач, которые оказываются чрезмерно дорогими в случае их строительства исключительно для ВЭС. Однако эксперты ожидают, что капитальные вложения в энергосистему и дальнейшее снижение себестоимости ВЭС позволят найти решение этой проблемы (Friedrich, 2017).

География ветровой энергетики в США. Размещение ветровой индустрии, во многом, обусловлено естественным распределением ресурсного потенциала – скорости ветра. Минимальными скоростями на суше (менее 5 м/с на высоте 80 м) отличаются штаты Юго-Востока, в большинстве из которых ветровая энергия не вырабатывается, а максимальными (более 7,5 м/с на высоте 80 м) – штаты Среднего Запада и Техас, в пределах которых сосредоточены практически все крупные ВЭС и производства отрасли (см. рис. 4).

Рис. 4. География ветровой энергетики США.

Составлено по: eia.gov/electricity/data.php; Hensley, Stern, Wanner, 2020.

В 2019 г. в США было произведено 300,0 млрд кВт⋅ч электроэнергии на ВЭС в 42 штатах, при этом на пять штатов пришлось 59 % всего объема – это Техас (84,4 млрд кВт⋅ч), Оклахома (28,9 млрд), Айова (26,6 млрд), Канзас и Калифорния (Hensley, Stern, Wanner, 2020). Всего 3 % электроэнергии было получено с ВЭС в море: в Нью-Джерси, Техасе, Массачусетсе, Коннектикуте и Мэриленде[9]; это связано с тем, что затраты на ветровую энергию в море существенно выше – 115 долл. за МВт⋅ч против 53 долл. за МВт⋅ч на суше, что сдерживает развитие этого перспективного направления.

Географию производственных мощностей напоминает распределение собранных налогов – из 912 млн долл., полученных местными бюджетами в 2019 г., 65 % аккумулируют Техас (285 млн долл.), Оклахома (107 млн), Калифорния (86 млн), Айова и Орегон. Из 120 тыс. занятых в этой индустрии половина приходится на Техас (26 тыс. чел.), Айову (10 тыс.), Иллинойс (9 тыс.), Колорадо и Оклахому (Hensley, Stern, Wanner, 2020).

Это свидетельствует о высокой территориальной концентрации отрасли – по большинству показателей лидерами выступают те же штаты, а с большим отрывом на первое место выходит Техас. Таким образом, ключевыми[10] для ветровой энергетики страны территориями являются Техас, Калифорния и большинство штатов Среднего Запада, важными – другие штаты этих районов, а также Северо-Востока (см. рис. 4).

Это связано с тем, что практически во всех случаях рядом располагаются и значительные энергетические мощности, и, в силу логистических причин, крупные предприятия по производству турбин, башен или лезвий. Однако в процессе создания цепочек добавленной стоимости участвуют все территории страны. На уровне штатов важнейшую роль ветровая энергетика играет в малых экономиках (см. табл. 1), тогда как другие штаты в большинстве случаев уступают по относительным показателям из-за своих размеров.

Табл. 1. Штаты с максимальным проникновением ветроэнергетики в 2019 г.

Штат

Доля электроэнергии, произведенной на ВЭС, %

Сбор налогов с ветроэнергетики, долл. на 10 тыс. долл. всех поступлений

Число занятых в ветроэнергетике, чел. на 10 тыс. занятых в экономике

1

Оклахома

35

39

38

2

Северная Дакота

27

127

18

3

Айова

42

59

24

4

Канзас

41

42

11

5

Южная Дакота

24

67

11

6

Мэн

24

30

21

7

Нью-Мексико

19

33

9

8

Вайоминг

10

35

16

9

Небраска

20

30

5

10

Техас

18

19

10

Составлено по: statista.com/markets/; Hensley, Stern, Wanner, 2020.

Практически все крупные предприятия расположены в ранее выделенных штатах, в первую очередь – в Техасе, Колорадо, Айове и Южной Дакоте; в большинстве случаев эти заводы принадлежат европейским ТНК (см. рис. 4). Среди американских производителей отметим Molded Fiber Glass, TPI Composites, Broadwind Towers и Arcosa, центры принятия решений которых находятся в городах Аштабьюла (Огайо), Портсмут (Род-Айленд), Сисеро (Иллинойс) и Даллас (Техас) соответственно.

Мощностями ВЭС, напротив, владеют преимущественно компании из США. NextEra Energy Resources, штаб-квартира которой находится в Джуно-Бич (Флорида), является крупнейшим оператором ВЭС в стране и в мире. Значимую долю рынка также занимают Berkshire Hathaway Energy и Avangrid Renewables, центры принятия решений которых находятся в Де-Мойне (Айова) и Портленде (Орегон) соответственно. В то же время уровень рыночной концентрации остается низким: значение индекса Херфиндаля — Хиршмана для рынка ветровой электроэнергии составляет всего 0,04.

Перспективы ветровой энергетики в США. Потенциально, технологический прогресс позволит ВЭС закрепить свои позиции в качестве самого дешевого источника энергии. Эти изменения становятся возможными благодаря государственным и частным инвестициям: к 2019 г. общий объем накопленных вложений в ветровую энергетику США превысил 208 млрд долл., с тенденцией к увеличению в будущем (Hensley, Stern, Wanner, 2020).

Потенциал ветровой энергетики США оценивается в 49,7 млрд МВт⋅ч, 52 % которого должны обеспечить ВЭС в море (Lopez, Roberts, Heimiller, et al., 2012). Учитывая это и современную повестку, рост отрасли будет продолжаться высокими темпами. В пользу этого свидетельствует и динамика развития, соответствующая S-образной кривой темпа энергетического перехода. Сам термин «энергетический переход» активно популяризуется администрацией Дж. Байдена и расценивается как возможность обеспечения энергетической безопасности, что становится особенно актуальным в условиях текущего кризиса и повышения цен на энергоносители. Большинство жителей страны также поддерживают переход к ВИЭ и, в частности, к использованию энергии ветра. Однако различия в отношении республиканцев и демократов к ВЭС усиливаются, и для успешного развития ветровой индустрии потребуется найти решение политическим противоречиям[11].

Повсеместное проникновение ветровой индустрии соотносится с планом Министерства энергетики США: доля электроэнергии, производимой на ВЭС, должна достичь 20 % к 2030 г.[12] Для этого необходимо развить систему передачи энергии, увеличить зоны балансировки нагрузки, улучшить региональное планирование и устранить потенциальные негативные экологические эффекты – гибель птиц и летучих мышей, шумовое загрязнение, изменение климата из-за ветровой тени.

Рис. 5. Штаты с максимальным прогнозируемым приростом установленной мощности ВЭС.

Составлено по: energy.gov/articles/new-interactive-map-shows-big-potential-america-s-wind-energy-future

Многие штаты следуют портфельным стандартам по ВИЭ с опережением7, и план Министерства, скорее всего, будет выполнен. К 2050 г. доля электроэнергии, производимой на ВЭС, может достичь 35%, а ветроэнергетика – создать более 480 тыс. рабочих мест и стать важным источником энергии во всех штатах. Ожидается, что ветровая индустрия будет развиваться быстрыми темпами и в штатах-лидерах, и в тех штатах, которые не имеют ВЭС или имеют их в незначительном количестве9 (см. рис. 5).

Благодаря этому общая мощность ВЭС к 2050 г. может увеличиться в 3,5 раза и составить 404 ГВт. Значительная часть этого роста будет обеспечена строительством ВЭС в море после 2030 г.; в таком случае их доля в структуре ветровой энергетики может увеличиться в 7 раз и достичь 21 %. Предполагается, что этот вид ВЭС будет преобладать практически во всех штатах Восточного побережья и в Орегоне9.

Из-за того, что в новых районах будет наблюдаться активное развитие ветровой энергетики, произойдет территориальная деконцентрация отрасли, и доля пяти лидирующих штатов в выработке энергии к 2050 г. может сократиться в 2 раза – до 31 %. При выполнении прогноза, в число ключевых штатов войдут Монтана и Огайо, к важным штатам можно будет отнести Вайоминг, Нью-Джерси, Северную Каролину, Южную Каролину и Миссури – многие из этих территорий должны стать лидерами по строительству ВЭС в ближайшие десятилетия, вместе с Иллинойсом, Айовой и Техасом (см. рис. 5).

Выводы. Ветровая энергетика имеет долгую историю в США, но заметное развитие этой отрасли началось в 1980-х гг. как ответ правительства на энергетический кризис. Тогда локомотивом внедрения ВЭС стала Калифорния, и успех отрасли в этом штате запустил массовый ввод новых мощностей по всей стране, темпы которого постоянного увеличиваются. В среднем, валовая выработка ВЭС ежегодно возрастает на 24 %, уже превышая 300 млрд кВт⋅ч – это более 8 % от всего производства электроэнергии в США.

Правительство страны подготовило базу для развития ветровой энергетики: ввело налоговые льготы, запустило распределенное производство и обеспечило переход на систему чистого измерения. Теперь регулирование отрасли осуществляется на уровне штатов в рамках портфельных стандартов по ВИЭ, обязывающих энергетические компании получать часть электроэнергии с альтернативных электростанций. В 2000-х гг. такие программы были запущены в большинстве штатов, позволив ветру стать главным ВИЭ.

Ветровая энергетика США отличается высокой территориальной концентрацией – основные производства и ВЭС приходятся на Техас и штаты Среднего Запада, где скорости ветра максимальны. Наибольшую роль отрасль играет в Оклахоме, Северной Дакоте и Айове, а высоким уровнем производства отличаются Колорадо, Айова и Южная Дакота. В основном, этими мощностями владеют европейские ТНК, но американским компаниям принадлежит большинство ВЭС, и рыночная концентрация остается низкой.

Дальнейшее снижение себестоимости ВЭС и их сверхвысокий потенциал могут обеспечить рост доли ветра в структуре выработки электроэнергии США до 20 % к 2030 г. и до 35 % к 2050 г. – драйвером такого развития должно стать строительство морских ВЭС на Восточном побережье. Ожидается, что Иллинойс, Айова и Техас станут лидерами по приросту мощностей в ближайшие десятилетия, но активное вовлечение других штатов в развитие отрасли обеспечит ее территориальную деконцентрацию.

Список литературы

  1. Friedrich, B. (2017). The Pitfalls of Wind Energy. Energy and industry of Russia, 3-4(311-312), 26. (In Russian).
  2. Hensley, J., Stern, A., Wanner, S. (2020). AWEA Wind Powers America Annual Report 2019. Washington, DC: American Wind Energy Association.
  3. Jacobs, D. (2012). The German Energiewende: history, targets, policies and challenges. Renewable Energy Law and Policy Review, 3(4), 223-233.
  4. Lopez, A., Roberts, B., Heimiller, D., et al. (2012). U.S. Renewable Energy Technical Potentials: A GIS-Based Analysis. Golden: National Renewable Energy Laboratory. DOI: 10.2172/1047328.
  5. Mastepanov, A.M. (2019). Energy transition as a new challenge for the global oil and gas industry. Energy Policy, 3, 62-69. (In Russian).
  6. Mustafinov, R.K. (2018). Theoretical features and deregulation risks of electricity markets. Russian Journal of Entrepreneurship, 2, 381-394. (In Russian).
  7. Pasqualetti, M., Righter, R., Gipe, P. (2004). Wind Energy, History of. In C. Cleveland (Ed.) Encyclopedia of Energy (pp. 419-433). Boston: Elsevier Academic Press.
  8. Righter, R. (1996). Wind Energy in America: A History. Norman: University of Oklahoma Press.
  9. Smil, V. (2010). Energy Transitions: History, Requirements, Prospects. Santa Barbara: Praeger.
  10. Smith, D. (1987). The Wind Farms of the Altamont Pass Area. Annual Review of Energy, 12, 145-183. DOI: 10.1146/annurev.eg.12.110187.001045.
 

[1] 2016–2020 Strategic Plan. energy.gov/sites/prod/files/2015/12/f27/EERE_Strategic_Plan_12.16.15.pdf

[2] History of Wind Energy. windenergyfoundation.org/about-wind-energy/history/

[3] 2020 could be a record year for U.S. wind turbine installations. eia.gov/todayinenergy/detail.php?id=45856

[4] History of Major Energy Policy Landmarks. e-education.psu.edu/geog432/node/116/

[5] Feed-in tariff. eia.gov/todayinenergy/detail.php?id=11471

[6] ВЭС в море находятся в ведении Бюро по добыче энергоресурсов в открытом море в составе МВД США.

[7] State Renewable Portfolio Standards and Goals. ncsl.org/research/energy/renewable-portfolio-standards.aspx

[8] К ним агентство Bloomberg относит Айдахо, Алабаму, Арканзас, Вайоминг, Западную Виргинию, Кентукки, Луизиану, Миссисипи, Небраску, Оклахому, Северную Дакоту, Теннеси и Южную Дакоту.

[9] New Interactive Map Shows Big Potential for America’s Wind Energy Future. energy.gov/articles/new-interactive-map-shows-big-potential-america-s-wind-energy-future

[10] Проведенный в рамках исследования анализ позволил выделить ключевые и важные для ветровой энергетики страны штаты. Среди всех показателей отрасли были отобраны те, корреляция которых с другими не превышала 0,8, – производство электроэнергии, сбор налогов и число занятых; их значения были нормированы и сложены с учетом их весов, рассчитанных по факторному анализу методом главных компонент с вращением методом Варимакса и нормализацией Кайзера; штаты были отсортированы по итоговому значению, и первые десять из них были определены как «ключевые», вторые десять – как «важные».

[11] Most Americans support expanding solar and wind energy, but Republican support has dropped. pewresearch.org/fact-tank/2021/06/08/most-americans-support-expanding-solar-and-wind-energy-but-republican-support-has-dropped/

[12] 20% Wind Energy by 2030: Increasing Wind Energy’s Contribution to U.S. Electricity. nrel.gov/docs/fy08osti/41869.pdf