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Energiewirtschaft in den Vereinigten Staaten
License SS BY-SA 4.0 _ Last updated: September 30, 2023
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Inhalt

Allgemeine Wirtschaftslage

Die Vereinigten Staaten von Amerika sind ein Land in Nordamerika. Die Hauptstadt ist Washington D.C. Das Land grenzt an Kanada (im Norden) und Mexiko (im Süden) sowie eine Seegrenze zu Russland. Die Vereinigten Staaten haben Zugang zum Pazifik, zum Atlantik und zum Arktischen Ozean.
Die USA sind das viertgrößte Land der Welt und beherbergen im Jahr 2022 mehr als 337 Millionen Menschen. In Bezug auf die Bevölkerungsdichte liegt das Land weltweit auf Platz 185 von 248 betrachteten Ländern [1,2,3] . Die Gesamtlänge der Küste des Landes beträgt 19.924 km [3].

the United States
Capital: Washington, D.C.Density: 33.6/km2Currency: United States ($)
Official languages:  EnglishLife expectancy at birth: 77.28 yearsGDP (PPP): $26.855 trillion (2023 est.)
National Day: 04 JulyArea: 9,833,520 km2GDP - per capita (PPP): $80,035 (2023 est.)
Population: 333,287,557 (2022 est.)Coastline: 20,083 kmInternet country code: .us

Source: [1,2,3,4,5]

Die USA sind eine Präsidialrepublik und die Amtssprache ist Englisch. Die Verwaltungskarte des Landes ist in 50 Bundesstaaten unterteilt [3].
Die Vereinigten Staaten sind die größte hochentwickelte Volkswirtschaft der Welt [3], was sich in Abbildung 1 widerspiegelt. Bei fast allen Indizes liegen die USA im oberen Viertel der Grafik und damit unter den 25 % der besten Länder der Welt Bewertung. Bei fast der Hälfte der Indikatoren nehmen die USA den Spitzenplatz ein.

 Sources:
1. GDP (purchasing power parity), 2020 est. / The World Factbook/Library/Central Intelligence Agency *228
2. GDP - per capita (PPP), 2020 / The World Factbook/Library/Central Intelligence Agency *229
3. Inflation rate (consumer prices), 2019 est. / The World Factbook/Library/Central Intelligence Agency *228
4. Charges for the use of intellectual property, receipts (BoP, current US$), 2020 / International Monetary Fund, Balance of Payments Statistics Yearbook, and data files. / License: CC BY-4.0 *88
5. The Global Competitiveness Index 2019 / Rankings / Reports / World Economic Forum *141
6. High-technology exports (current US$) 2019-2020 / United Nations, Comtrade database through the WITS platform / License: CCBY-4.0 / Data *134
7. 2021 Index of Economic Freedom / International Economies / The Heritage Foundation *178
8. Reserves of foreign exchange and gold, 2017 est. / The World Factbook / Library / Central Intelligence Agency *195
9. Annual average GDP growth in %, for the last 10 years (2011-2020) / World Bank national accounts data, and OECD National Accounts data files / License: CC BY-4.0  *206
10. Public debt (% of GDP), 2017 est. / The World Factbook / Library / Central Intelligence Agency
(from smallest to largest) *210
  * Total number of countries participating in ranking


Abbildung 1. Wirtschaftsindizes der Vereinigten Staaten von Amerika

Seit den frühen 1990er Jahren verzeichnete das Land (abgesehen von einem leichten Rückgang im Jahr 2008) ein anhaltendes BIP-Wachstum in Kaufkraftparität sowohl im Allgemeinen als auch pro Kopf, das sich im Jahr 2020 auf 19,84 Billionen US-Dollar belief (2. Platz weltweit) [3,4, 5]. Das BIP des Landes bei Kaufkraftparität pro Kopf ist niedriger (17. Platz weltweit), zeigt aber auch eine positive Dynamik: von 58.400 US-Dollar im Jahr 2015 auf 59.800 US-Dollar im Jahr 2017 und 60.200 US-Dollar im Jahr 2020 [3]. Die Inflationsrate veränderte sich von 1,3 % im Jahr 2016 auf 2,1 % im Jahr 2017 und 1,8 % im Jahr 2019 [3].
Laut dem vom Weltwirtschaftsforum vorgelegten Global Competitiveness Report 2019 belegten die USA nach Singapur den zweiten Platz (von insgesamt 141 berücksichtigten Ländern). Dieses Rating misst die Wirksamkeit der Nutzung der eigenen Ressourcen des Landes für eine nachhaltige Entwicklung. Zusätzlich zu einer Reihe von Wirtschaftsindikatoren berücksichtigt dieser Index auch Variablen wie Bildung, Gesundheit, Innovationsgrad usw.
Gemäß dem Index der wirtschaftlichen Freiheit, der auf Unternehmensfreiheit, Freiheit von staatlichen Eingriffen und Eigentumsschutz basiert 2021 lag das Land in Bezug auf Korruption und Korruptionsfreiheit auf dem 20. Platz von 178 betrachteten Ländern. Bezogen auf die Goldreserven und Devisenreserven belegten die USA 2017 den 21. Platz , hinter Südkorea, Russland und China.
Laut dem Indikator für das durchschnittliche prozentuale BIP-Wachstum der letzten 10 Jahre (2011-2020) lag das Land im Jahr 2017 auf Platz 131 von 206 Ländern. Bezogen auf die Staatsverschuldung, berechnet als Prozentsatz des BIP des Landes, belegten die USA im Jahr 2017 den 36. Platz von 210 betrachteten Ländern. Zu den Top-Global-500-Unternehmen zählen US-amerikanische Öl- und Gasunternehmen wie Exxon Mobil, Chevron, Valero Energy, Marathon Petroleum, Schlumberger, ConocoPhilips und Duke Energy sowie das große Energieunternehmen General Electric. Im S & P Global Platts 2017 Top 250-Ranking der größten Energieunternehmen sind mehrere Dutzend US-Unternehmen aufgeführt, darunter die bereits genannten, sowie NextEra Energy, Inc., Phillips 66, The Southern Co, Dominion Energy, Xcel Energy Inc. , und viele andere.

Energieressourcen

Die USA verfügen über erhebliche Reserven an fossilen und unkonventionellen Energieressourcen (Tabelle 1). Bezogen auf die Öl- und Gasreserven belegte das Land weltweit den 9. bzw. 5. Platz ; In Bezug auf die Kohlereserven war das Land absoluter Spitzenreiter [6,7].
Den Daten für 2021 zufolge beliefen sich die nachgewiesenen Kohlereserven in Tonnen Öläquivalent auf 89,7 %, Erdgas auf 6,7 %; und Öl – 3,6 % (Abb.5). Die Matrix der unkonventionellen Ressourcen für 2021 sieht etwas anders aus: Ölschiefer (Kerogen) machte 95,1 % aus, Schiefergas – 2,7 %, Schieferöl (Tight Oil) – 1,7 %, Begleitgas – 0,4 %, Methannutzungspotenzial aus Kohlebergwerken – 0,1 % ( Abb.7).
Nach Angaben der US Energy Information Administration wurden die nachgewiesenen Ölreserven in den USA im Jahr 2020 auf 35,8 Milliarden Barrel geschätzt [7].

Tabelle 1. Fossile Energieressourcen der Vereinigten Staaten von Amerika

Resource
/Explanations
Crude oil*Natural gas*Coal*Shale Gas**Tight Oil**Coal mine
methane
Extra Heavy
Oil***
Oil Shale***
Value44.4(2.61%)465(6.41%)252(21.66%)317.778.211,878193 706 825
Unitbillion barrelsTcfbillion short tonsBcfbillion barrelsBcfmillion barrelsmillion barrels
Year20212020202120202015202020082008
Source[7][7][7][13][14][12][16][16]

*Anteil der Reserven des Landes an der weltweiten Gesamtmenge ist in Klammern angegeben
**unbewiesene technisch förderbare
***Vorhandene Ressourcen Der


Jahresbericht von BP liefert einen höheren Wert für Ende 2020–68,8 Milliarden Barrel [6]. Die nachgewiesenen Erdgasreserven in den USA beliefen sich im Jahr 2020 laut [6] auf 12,6 Billionen Kubikmeter. Nach Angaben der US Energy Information Administration beliefen sie sich auf insgesamt 495 Tcf [7]. Die nachgewiesenen Reserven an assoziiertem und gelöstem Erdgas stiegen im Jahr 2017 um 38 % und wurden auf 99,4 Tcf geschätzt [8].
Nach Angaben der US Energy Information Administration wurden die förderbaren Kohlereserven auf 252 Milliarden Kurztonnen geschätzt, wovon etwa 58 % Kohle unter Tage abgebaut werden [8]. Dem BP-Bericht zufolge beliefen sich die Kohlereserven im Jahr 2020 auf 248.941 Millionen Tonnen [6]; Laut Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) wurden sie im Jahr 2018 auf 219.534 Millionen Tonnen Steinkohle geschätzt[10].
Nach Berechnungen von Advanced Energy Technologies betrug das Methannutzungspotenzial (gemäß der Methodik, die auf den Methanemissionen aus dem Kohlebergbau [11] und seinen Reserven im Jahr 2017 [6] basiert) 2.210-5.564 Milliarden Kubikmeter. Nach Angaben der US Energy Information Administration [12] wurden die nachgewiesenen Reserven an Kohleflözmethan Ende 2017 auf 11,878 Bcf geschätzt; Quelle [10] beziffert die Kohlenmethanreserven im Jahr 2016 auf 4.470 Milliarden Kubikmeter.
Die USA verfügen über die größten Schiefergasreserven, mit nachgewiesenen Reserven Ende 2020 von 317.756 Bcf [13]. Die unbewiesenen technisch förderbaren Reserven an Schiefergas und Schieferöl wurden im Jahr 2015 auf 622,5 Tcf bzw. 78,2 Milliarden Barrel geschätzt [14]. Das Land verfügt über die weltweit größten Reserven an Kerogenöl (Ölschiefer)–6 Billionen Barrel, die in der Lagerstätte Green River (Utah, Colorado und Wyoming) konzentriert sind und etwa 80 % der gesamten weltweiten Reserven ausmachen [15]. Die vorhandenen Vorräte an Kerogenöl wurden im Jahr 2008 auf 3.706.825 Millionen Barrel geschätzt, die Reserven an Schwerstöl auf 19 Millionen Barrel [16].
Die Vereinigten Staaten von Amerika verfügen aufgrund ihrer geografischen Lage über eine Vielzahl erneuerbarer Quellen zur Energieerzeugung. Eine Auswahl grundlegender Indikatoren dieser Art von Ressource ist in Tabelle 2 dargestellt.

Tabelle 2. Erneuerbare Energieressourcen der Vereinigten Staaten von Amerika

Resource/
Explanations
Solar Potential
(DNI)*
Wind Potential
(50 м)*
Hydro energy
Potential**
Bio Potential
(agricultural area)
Bio Potential
(forest area)
Geothermal
Potenial
Municipal Solid
Waste
Value4.1-5.55.5-7.7528, 92344.533.39 0572.58
UnitkWh/m2/daym/sGWh/year% of land area% of land areaMWekg/per capita/day
Year2018201820162018201820082012
Source[17][19][22][23][24][25][26]

* für den größten Teil des Landesgebiets
** wirtschaftlich nutzbare Kapazität


Die Höhe der direkten Sonneneinstrahlung liegt für den größten Teil des Landes zwischen 4,1 und 5,5 kWh/m 2 /Tag [17]. Im Südosten des Landes und in den Bundesstaaten Kalifornien, Nevada, Arizona, New Mexico und Hawaii kann dieser Wert Höchstwerte von 6,8 – 8,2 kWh/m 2 /Tag erreichen [17]. Nach Angaben des US-Energieministeriums beträgt das Potenzial der Solarenergie in diesen Staaten mehr als 600 Wattstunden/Fuß 2 /Tag [18]. In Kombination mit der hohen Häufigkeit wolkenloser Tage ist diese Region eine der vielversprechendsten der Welt für die Entwicklung aller Arten von Solarenergie.
Die Verteilung der Windressourcen ist wie folgt: Im größten Teil des Landes beträgt die Windgeschwindigkeit 5,5–7,7 m/s; im Nordwesten und Nordosten des Landes kann sie 8,7–9,7 m/s erreichen; und auf den Aleuten- und Hawaii-Inseln übersteigt sie 9,7 m/s bei 50 Metern [19]. Laut [20] beträgt das gesamte Windenergiepotenzial in 80 Metern Höhe 10.640.080 MW, wobei Texas mit 1,3 Millionen MW das höchste Potenzial aufweist. Laut NREL wurde das Onshore-Windpotenzial (ohne Offshore-Windenergie) im Jahr 2012 auf 22.195 TWh geschätzt [21].
Das gesamte Wasserkraftpotenzial der USA betrug laut dem World Energy Resources Hydropower Report aus dem Jahr 2016 528.923 GWh/Jahr; nur 52 % davon werden genutzt [22]. Das Oak Ridge National Laboratory schätzte 2012 das gesamte Wasserkraftpotenzial auf 278 TWh [21].
Den Daten für 2018 zufolge sind 44,5 % der Landesfläche landwirtschaftlich genutzte Flächen, deren Fläche im letzten halben Jahrhundert stetig abgenommen hat [23]. Die Waldfläche ist leicht auf 33,3 % zurückgegangen das Territorium des Landes im Jahr 2018 [24]. Das Gesamtpotenzial der Bioenergie im Jahr 2011 wurde auf 445 TWh geschätzt [21]. Das geothermische Potenzial des Landes betrug im Jahr 2008 9.057 MW [25].
Die Menge an Siedlungsabfällen, die 2012 in den USA erzeugt wurde, betrug 2,58 kg pro Kopf und Tag und ist damit höher als in vielen entwickelten Ländern wie Deutschland (2,11 kg pro Kopf und Tag) und Frankreich (1,92 kg pro Kopf). pro Tag). Bis 2025 soll diese Zahl auf 2,3 kg pro Kopf und Tag ansteigen [26]. Diese Ressource ist ein wertvoller Rohstoff für das Recycling oder die Energieerzeugung, dessen Technologien in den USA einen hohen Entwicklungsstand erreicht haben

Energieausgleich

Laut BP Statistical Review of World Energy 2021 belief sich der Primärenergieverbrauch in den USA im Jahr 2020 auf 87,79 Exajoule und wurde von Öl dominiert – 37 %, gefolgt von Erdgas – 29,9 %, Kohle – 9,2 %, Kernenergie – 8,4 %. , erneuerbare Energien – 7 % und Wasserkraft 2,9 % [6]. Ein geschätzter Wert der Energieeffizienz des BIP in den USA, basierend auf den Daten von [3,6], betrug im Jahr 2016 8,7 US-Dollar unter Berücksichtigung der KKP-Preise von 2011 pro aufgewendeter Energieeinheit (das Äquivalent der in einem kg enthaltenen Energie). Erdöl), was unter dem Weltdurchschnitt liegt. Die Produktion von Öl und Kondensat in den USA stieg zwischen 2001 und 2020 deutlich an und erreichte 18.609.000 Barrel/Tag, verglichen mit 8.957.000 Barrel/Tag im Jahr 2001 [8,27]. Der Verbrauch flüssiger Kohlenwasserstoffe hat sich im gleichen Zeitraum nicht wesentlich verändert: Der Mindestwert lag bei 18.487.000 Barrel/Tag und belief sich im Jahr 2019 auf 20.542.000 Barrel/Tag [27]. BP weist für 2020 niedrigere Zahlen zur Öl- und Kondensatproduktion in den USA aus – 11.315.000 Barrel/Tag, bei einem Verbrauch von 18.120.000 Barrel/Tag [6]. Dennoch waren die USA laut [3] im Jahr 2017 der größte Rohölproduzent. Laut [3] beliefen sich die Ölimporte in die USA im Jahr 2017 auf insgesamt 7,969 Millionen Barrel/Tag, was das Land zum größten Ölimporteur der Welt macht; Die Exportmengen betrugen 1,158 Millionen Barrel/Tag. Die USA sind der weltweit größte Produzent, Verbraucher und Exporteur von Erdölprodukten.

Source: U.S. Energy Information Administration (Sep 2023) / www.eia.gov

Abbildung 2. Die Produktion und der Verbrauch fossiler Brennstoffe in den Vereinigten Staaten von Amerika (Kohle – links, Gas – in der Mitte, Öl – rechts)

In Bezug auf Beim Import von Erdölprodukten liegen die USA weltweit an zweiter Stelle, hinter den aggregierten Indikatoren der EU [28].
Die Vereinigten Staaten sind auch der größte Verbraucher und Produzent von Erdgas weltweit [3]. Der Erdgasverbrauch in den USA ist seit 2006 leicht gestiegen und erreichte im Jahr 2020 30.482 Bcf, die Produktion wuchs in diesem Zeitraum ebenfalls und erreichte im Jahr 2020 33.436 Bcf [27]. Laut der BP Statistical Review of World Energy 2021 [6] belief sich der Erdgasverbrauch im Land im Jahr 2020 auf 832 Milliarden m3 , während die Produktion 914 Milliarden m3 betrug . Laut [3] beliefen sich die Gasexporte auf 89,7 Milliarden m 3 und die Erdgasimporte auf 86,15 Milliarden m 3 . Bei den Erdgasimporten lag das Land weltweit an vierter Stelle [3].
Die Produktion und der Verbrauch von Kohle im Land sind seit 2008 zurückgegangen und beliefen sich im Jahr 2020 auf insgesamt 1171,8 bzw. 706,3 Millionen Kurztonnen [27]. Laut BP belief sich der Kohleverbrauch im Jahr 2020 auf 9,20 Exajoule, während die Produktion 10,71 Exajoule erreichte [6]. Die Förderung von Methan aus Kohlebergwerken betrug im Jahr 2017 980 Bcf; rund 35 % weniger als im Jahr 2013 – 1.466 Bcf [8].
Bei der Stromerzeugung in den USA überwiegen fossile Quellen, obwohl in den letzten Jahren ein allmählicher Anstieg des Anteils erneuerbarer Energiequellen und ein Rückgang des Anteils fossiler Brennstoffe zu verzeichnen war (Abbildung 3).

                                      
Sources: U.S. Energy Information Administration (Sep 2023) / www.eia.gov
 
 
Abbildung 3. Stromproduktion in den Vereinigten Staaten von Amerika
 

Nach Angaben der US Energy Information Administration belief sich die Stromerzeugung im Jahr 2020 auf insgesamt 4050,83 TWh und wurde mit 59,7 % von fossilen Brennstoffen dominiert ,  gefolgt von Kernkraft mit 19,5 %, erneuerbaren Quellen mit 13,7 % und Wasserkraft mit 7,1 % (Abb. 9). ).
Die Position der USA im Vergleichsdiagramm des Energieindex ist in Abbildung 4 dargestellt.

 Sources:
1. Crude oil proved reserves, 2021 / International Energy Statistic/Geography / U.S. Energy Information Administration (Nov 2021)*98
2. Natural gas proved reserves 2021 / International Energy Statistic / Geography / U.S. Energy Information Administration (Nov 2021) *99
3. Total recoverable coal reserves 2019 / International Energy Statistic / Geography / U.S. Energy Information Administration (Nov 2021) *81
4. Combination production-consumption for Crude oil 2018 / International Energy Statistic / Geography / U.S. Energy Information Administration (Nov 2021) *219
5. Combination production-consumption for Natural gas 2019 / International Energy Statistic / Geography / U.S. Energy Information Administration (Nov 2021) *123
6. Combination production-consumption for Coal 2019 / International Energy Statistic / Geography / U.S. Energy Information Administration (Nov 2021) *128
7. Electricity – from other renewable sources (% of total installed capacity), 2017 est. / The World Factbook / Library / Central Intelligence Agency *170
8. GDP per unit of energy use (PPP per unit of oil equivalent), 2020 *66
Primary energy consumption - BP Statistical Review of World Energy 2021/BP;
GDP (purchasing power parity) - The World Factbook/Library/Central Intelligence Agency
9. Energy use (primary energy use of oil equivalent per capita) 2020  *127
Primary energy consumption – BP Statistical Review of World Energy 2021; Population - United Nations, Department of Economic and Social Affairs,
Population Division (2019). World Population Prospects 2019, custom data acquired via website. Retrieved 15 November 2021
*66
10. The Global Energy Architecture Performance Index Report (EAPI) 2017 / Rankings / Reports / World Economic Forum
11. Electric power consumption (kWh per capita), 2016 *217
Electricity Consumption - The World Factbook / Library / Central Intelligence Agency; Population - United Nations, Department of Economic and Social Affairs,
Population Division (2019). World Population Prospects 2019, custom data acquired via website. Retrieved 15 November 2021

12. Combination of electricity production-consumption (kWh)/The World Factbook/Library/Central Intelligence Agency *216

* Total number of countries participating in ranking

Abbildung 4. Energieindizes der Vereinigten Staaten von Amerika

 

Wie bereits erwähnt, verfügen die USA über außergewöhnlich reiche Reserven an fossilen Brennstoffen aller Art. In Bezug auf das Produktions- und Verbrauchsverhältnis von Kohle gehören die USA zu den führenden 25 % der Länder; Allerdings liegt das Produktions- und Verbrauchsverhältnis von Öl und Gas unter dem Weltdurchschnitt.
Bezogen auf den Anteil der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen (ohne Wasserkraft) belegten die USA im Jahr 2017 den 64. Platz von 170 zur Prüfung ausgewählten Ländern . Im EAPI von 2017 (Energy Architecture Performance Index) belegten die USA den 52. Platz basiert hauptsächlich auf dem Niveau des Wirtschaftswachstums, der Umweltsicherheit und der Energieunabhängigkeit des Landes, einschließlich des Zugangs zu Energie. In den letzten 8 Jahren hat das Land zwei Plätze im Rating verbessert.
Die USA lagen im Jahr 2017 in Bezug auf das BIP pro Energieeinheit unter dem Weltdurchschnitt – der 40. von 66 betrachteten Ländern, aber dieser Indikator pro Kopf ist höher – der 10. Platz weltweit.
Bezogen auf den Stromverbrauch pro Kopf liegt das Land weltweit auf dem 10. Platz, beim Indikator der kombinierten Stromerzeugung und -verbrauch liegen die USA jedoch auf Platz 3 der Rangliste von 216 Ländern, nach Indien und China.

Energieinfrastruktur

Abbildung 5 zeigt eine Gebietskarte, die die Verteilung der größten Infrastrukturprojekte des fossilen Brennstoffsektors in den USA zeigt.
Die nachgewiesenen Kohlereserven machen 89,7 % der gesamten fossilen Brennstoffressourcen aus, gefolgt von Erdgas (6,7 %) und Öl (3,6 %) (Abb. 5). Die größten Rohöl- und Kondensatreserven sind im Bundesstaat Texas konzentriert und belaufen sich dort auf 15,6 Milliarden Barrel; Die Produktion im Jahr 2021 betrug 1.741 Millionen Barrel [8]. Die Top-5-Staaten in Bezug auf Produktionskapazität und Ölreserven werden durch North Dakota, Kalifornien, New Mexico und Oklahoma vervollständigt (Abbildung 5). Im Jahr 2017 verfügten 141 US-Raffinerien über eine installierte Gesamtkapazität von 18,62 Millionen Barrel/Tag [29] und eine Betriebskapazität von 17,9 MBd pro Tag im 1. Quartal 2022 [8]. Die größte Raffinerie des Landes, Port Arthur, liegt in Texas und verfügt über eine installierte Kapazität von 603.000 Barrel pro Tag; Betrieben wird es von TX Motiva Enterprises [30] (Abb. 5). Der Import von Öl und Ölprodukten erfolgt über 8 wichtige Ölterminals, und der größte Lagerort für Erdölprodukte ist Bryan Mound (237,4 Millionen Barrel). Die gesamte installierte Kapazität der Öllageranlagen im Land beträgt 713,5 Millionen Barrel [31]. Raffinierte Produkte werden über Pipelines mit einer Gesamtlänge von 240.711 km transportiert (Abb. 5).
Zusätzlich zu seinen Ölreserven verfügt Texas über beträchtliche Gasreserven. Laut amerikanischen Experten enthielten die Felder in Texas im Jahr 2020 102,4 Tcf, wovon 10,5 Tcf im selben Jahr gefördert wurden [8].
Map of crude oil infrastructure in USA
Abbildung 5. Grundlegende Infrastruktureinrichtungen des fossilen Brennstoffsektors in den Vereinigten Staaten von Amerika: konventionelles Öl

Pennsylvania, Oklahoma und Wyoming gehörten hinsichtlich der Erdgasreserven und der Erdgasproduktion ebenfalls zu den fünf größten Bundesstaaten (Abb. 6).
Das amerikanische Gassystem wird durch 1.400 Gaskompressorstationen, 500 Gasaufbereitungsanlagen und 415 unterirdische Gasspeicheranlagen repräsentiert. Der Gastransport innerhalb des Landes erfolgt über ein Pipelinenetz mit einer Gesamtlänge von 1.984.321 km (Abb. 6).

Map of natural gas infrastructure in USA
Abbildung 6. Grundlegende Infrastruktureinrichtungen des fossilen Brennstoffsektors in den Vereinigten Staaten von Amerika: konventionelles Erdgas
 

Der Gasimport erfolgt über 11 LNG-Terminals, der größte davon ist Sabine, LA mit einem Durchsatz von 4,0 Bcfd [32]. Der deutliche Anstieg der Produktion von landeseigenem Schiefergas im letzten Jahrzehnt hat zu einer neuen Nachfrage nach Exportterminals geführt. Drei Exportterminals, darunter Sabine Pass, LA mit einer installierten Kapazität von 2,8 Buff, versenden LNG [32]; 4 weitere Exportterminals sind im Bau (Abb. 6). Die führende Gasaufbereitungsanlage ist Aux Sable Grundy mit einer installierten Kapazität von 2.100 Mccfd [33]. Die meisten unterirdischen Gasspeicher befinden sich in Pennsylvania, 49 davon haben eine Gesamtkapazität von mehr als 760.000 Millionen Kubikfuß [34].
Die Matrix der unkonventionellen Ressourcen für 2015–2017 wurde von Ölschiefer (Kerogen) dominiert – 95 %; Auf Schiefergas entfielen 2,7 %, auf Schieferöl 1,7 %; Begleitgas für 0,4 %; und das Methannutzungspotenzial von Kohlebergwerken beträgt 0,1 % (Abb. 7).
Eines der führenden Ölschieferfelder ist Red Leaf Resources Seep Ridge in Utah [35]. Die USA sind unangefochtener Weltführer bei der Entwicklung von Technologien zur Gewinnung unkonventioneller und verbesserter Ölförderung. Dies spiegelte sich in der rasanten Entwicklung der Schieferölförderung, der Wiederbelebung alter Felder, der Entwicklung der Ölförderung in der Arktis und der Ausweitung der Schwer- und Hochviskosölförderung wider. Das größte Ölfeld des Landes – Eagle Ford – liegt in Texas und produzierte 1,17 Millionen Barrel pro Tag [36].
Auf dem US-Territorium gibt es auch eine große Anzahl von Schwerölfeldern, von denen sich die meisten in Kalifornien befinden. Aera Energy South Belridge (Tulare) produziert täglich rund 80.000 Barrel Öläquivalent [37]. In Utah gibt es eine Reihe laufender Projekte zur Gewinnung von Ölsanden (Abb. 7). Die Infrastruktur für unkonventionelles Öl wird durch mehrere vertikale Ölschiefer-Retortenanlagen repräsentiert (Abb. 7).
Schiefergas macht etwa 2,7 % des Potenzials der unkonventionellen natürlichen Ressourcen des Landes aus. Das größte Schiefergasfeld ist Marcellus (123,8 Tcf) mit einem Produktionsvolumen von etwa 7,0 Tcf [8].

Map of unconventional oil in USA
Abbildung 7. Grundlegende Infrastruktureinrichtungen des fossilen Brennstoffsektors in den Vereinigten Staaten von Amerika: unkonventionelles Öl
 

Potenzielle Reserven an Kohleflözmethan sind über das ganze Land verteilt, die Hauptbecken liegen jedoch in den Rocky Mountains im Westen, in der Appalachenregion und im Osten des Landes [38] (Abb. 8). Das führende Förderfeld liegt in Colorado, dessen Reserven im Jahr 2017 3.257 Bcf betrugen und die Produktion bei 338 Bcf lag [8]. Es ist zu beachten, dass die Reserven und die Produktion von Kohlengrubenmethan in den letzten Jahren deutlich zurückgegangen sind. In Offshore-Gebieten wurden Erdgashydratcluster entdeckt (Abb. 8), die in Zukunft eine vielversprechende Energieressource darstellen könnten.

Map of unconventional gas in USA
Abbildung 8. Grundlegende Infrastruktureinrichtungen des fossilen Brennstoffsektors in den Vereinigten Staaten von Amerika: unkonventionelles Gas
 

Die Produktion synthetischer Kraftstoffe entwickelt sich in den USA eher langsam; Es gibt nur wenige relativ kleine Unternehmen dieser Art. Beispielsweise gibt es in Oklahoma und Alaska eine kleine Anzahl von Gas-to-Liquid-Anlagen, beispielsweise Ponca City, im Besitz von ConocoPhillips, das über eine installierte Kapazität von 300 Barrel/Tag verfügt [39]. Oberon Fuels Brawley in Kalifornien produziert täglich rund 10.000 Gallonen DME und verwendet dabei Biogas oder Erdgas als Rohstoffe [40]. Die Kohlevergasungsinfrastruktur wird durch mehrere Stationen repräsentiert, darunter das Great Plains Synfuels Plant in North Dakota mit einer Kapazität von 16.000 Tonnen Kohle pro Tag [41] und eine unterirdische CIRI Stone Horn Ridge Station mit einer installierten Leistung von 100 MW [42].
Eine Karte der territorialen Verteilung der größten Infrastrukturanlagen der USA zur Stromerzeugung ist in Abbildung 9 dargestellt.

Map of thermal power plants in USA
Abbildung 9. Stromproduktion in den Vereinigten Staaten von Amerika: Wärmekraftwerke

Wie bereits erwähnt, ist der Anteil der Kohle am Potenzial fossiler Ressourcen erheblich. Insgesamt gibt es im Land mehr als 680 Kohlebergwerke mit einer jährlichen Produktion von mehr als 700 Millionen Kurztonnen (Abb. 9). Kohlebergwerke konzentrieren sich hauptsächlich auf die östlichen und zentralen Regionen des Landes. Wyoming verfügt über die reichste Kohleressourcenbasis; Der Kohlebergbau in diesem Bundesstaat produzierte im Jahr 2021 239 Millionen Kurztonnen [43]. Die meisten Exportterminals befinden sich im Süden und Osten des Landes; der größte ist Lamberts Point, VA mit einer Kapazität von 48 Millionen Tonnen [44].
Nach Angaben der U.S. Energy Information Administration lag der Anteil fossiler Ressourcen an der Stromerzeugung in den USA im Jahr 2020 bei 59,7 % (Abb. 9). Das Land verfügt über eine beträchtliche Anzahl von Stationen zur Stromerzeugung aus Kohlenwasserstoffen, darunter Kraftwerke mit einer Leistung von mehr als 1000 MW: vier Ölstationen, elf Gas-, elf Kohle- und sechs Kombikraftwerke (Abb. 9). Die größten Wärmekraftwerke in den USA sind: das Martin County-Gaskraftwerk von FPL mit einer Leistung von 3.750 MW [45]; Manatee-Ölkraftwerk mit einer installierten Leistung von 2.485 MW [46]; Kohlekraftwerk Robert W. Scherer mit einer installierten Leistung von 3.564 MW; und James M. Barry Kombikraftwerk mit einer installierten Leistung von 2.671 MW [47,48].
Wasserkraft erzeugt in den USA etwa 7,1 % der gesamten Stromerzeugung und wird durch Pumpspeicherwerke sowie große und kleine Wasserkraftwerke repräsentiert (Abb. 10). Das größte Pumpspeicherkraftwerk ist die Bath County Pumped Storage Station mit einer installierten Leistung von 3.003 MW [49]; und das größte Wasserkraftwerk ist der Grand Coulee Dam mit einer installierten Leistung von 6.809 MW [50]. Im Jahr 2017 waren in den USA mehr als 1.646 Kleinwasserkraftwerke registriert, deren installierte Leistung 3.612 MW betrug (Abb. 10).
Die wichtigsten Uranminen liegen im Nordwesten des Landes; das größte ist Smith Ranch-Highland, das im Jahr 2016 rund 358 Tonnen produzierte [51]. Das führende Kernkraftwerk ist Palo Verde mit einer installierten Leistung von 3.937 MW [52]. Darüber hinaus gibt es erhebliche Rohstoffreserven für die Lithiumproduktion, aus der derzeit vor allem Batterien für die Elektronik- und Automobilindustrie hergestellt werden. Im Clayton Valley in Nevada wurden im Jahr 2017 in der Mine Silver Peak 3.500 Tonnen Lithium abgebaut, mit der Möglichkeit, die Produktion auf 6.000 Tonnen zu erweitern [53].

Map of hydro and nuclear power plants in USA
Abbildung 10. Stromproduktion in den Vereinigten Staaten von Amerika: Wasser- und Kernkraftwerke

In Abbildung 11 sehen Sie die wichtigsten Anlagen der USA zur Energieerzeugung aus erneuerbaren Quellen.
Erneuerbare Energien sind in den USA, ohne Wasserkraft, nur für 13,7 % der Stromerzeugung verantwortlich (Abb. 10). Die Gesamtproduktion an Strom aus erneuerbaren Quellen betrug im Jahr 2017, ohne Wasserkraft, 555,89 TWh (Abb. 10).
In Gebieten mit starker Windaktivität gibt es etwa 10 große Windparks mit einer Leistung von jeweils mehr als 550 MW. Im Jahr 2020 betrug die Gesamtkapazität der Windenergie in den Vereinigten Staaten rund 135.000 MW [54]. Das Alta Wind Energy Center in Kalifornien, auch bekannt als Mojave Wind Farm, verfügt über eine installierte Leistung von 1.547 MW und ist das größte in den USA und das drittgrößte der Welt [55]. Die wichtigsten Hersteller von Windkraftanlagen in den USA sind GE Energy, Urban Green Energy, REpower USA Corp., Northwind, Suzion und Harvistor LLC (Abb.11).

Map of Renewable energy infrastructure (Marine, Solar, Wind) in USA
Abbildung 11. Erneuerbare Energien in den Vereinigten Staaten von Amerika: Meer, Sonne, Wind
 

Zwei US-amerikanische Unternehmen haben in den letzten Jahren bemerkenswerte Windenergie-Großprojekte umgesetzt: Im Dezember 2017 erhielt der Windkraftanlagenhersteller Vestas einen Auftrag zum Bau von Windparks mit einer Gesamtleistung von 190 MW; und 2018 kündigte Gamesa die Umsetzung von zwei Windparkprojekten mit einer Gesamtkapazität von 330 MW an [56, 57]. Wie bereits erwähnt, kann die Sonneneinstrahlung in einigen Gebieten des Landes 8,2 kWh/m2 erreichen, was eine enorme Ressource für die Energieerzeugung darstellt [19]. Daher sind in diesen Gebieten zahlreiche Solarenergieanlagen installiert, darunter PV-Kraftwerke, CPV- und CSP-Kraftwerke (Abb. 11). Die größte Photovoltaikanlage ist Solar Star mit einer Leistung von 747,3 MWp und die größte CPV-Anlage ist Alamosa mit einer Leistung von 35,2 MWp [58,59]. Etwa 0,5 % des Stroms aus erneuerbaren Quellen in den USA werden von CSP-Stationen erzeugt. Unter den parabolischen CSP-Anlagen ist SEGS California Complex mit einer Kapazität von 393,8 MW die größte [60]. Das Solana-Kraftwerk (280 MW) ist das größte Parabolkraftwerk mit Wärmespeicher [61]. Die größte Turmstation ist Ivanpah (392 MW) und die größte Turmstation mit Wärmespeicher ist Crescent Dunes (110,0 MW) [62,63]. Die Anlage vom Typ Kimberlina STEP CSP Linear Fresnel hat eine Kapazität von 5 MW und die Anlage vom Typ Tooele Army Depot CSP Dish-Stirling hat eine Kapazität von 1,5 MW [64,65]. Das Potenzial der Wellenenergie wird auf 20-40 kWh geschätzt. In einigen Gebieten, vor allem auf den Hawaii-Inseln, ist die Entwicklung der Meerestechnologie im Gange. So sind in den Küstengebieten eine Reihe von Kraftwerken installiert: Hawaii Azura Wave Energy Project Power Plant (40 kW) [66], das RITE Project, NY Verdant Power Tidal Power Plant (1,05 MW) und MOE/NELHA Hawaii OTEC Anlage (100 kW) [67,68].
Die USA sind der weltweit größte Produzent von elektrischer und thermischer Energie aus geothermischen Quellen. Die derzeit in den USA installierte Kapazität der Geothermie beträgt 3.673 MW aus 93 Kraftwerken verschiedener Typen [95] (Abb. 12). In den meisten Fällen ermöglichen die geothermischen Dampfeigenschaften jedoch den Einsatz von Trockendampftechnologien.

Map of Geothermal and Hydrogen energy infrastructure in USA
Abbildung 12. Erneuerbare Energien in den Vereinigten Staaten von Amerika: Geothermie und Wasserstoff
 

Geothermiekraftwerke vom Binärtyp, von denen Steamboat Hills mit einer Leistung von 135,8 MW das größte ist, haben sich erheblich entwickelt. Das Single Flash Geothermiekraftwerk Steamboat Hills mit einer installierten Leistung von 14,4 MW befindet sich in Nevada [69,70]. Der Imperial Valley Complex ist ein leistungsstarkes Unternehmen, das die Double-Flash-Technologie nutzt und aus mehreren Stationen mit einer Gesamtkapazität von 327 MW besteht [71]. Im Westen des Landes und auf Hawaii gibt es Geothermiestationen kombinierten Typs – der Heber-Komplex hat eine Gesamtkapazität von 217,7 MW [72]. Die Geysers Complex Dry Steam Geothermal Plant in Kalifornien verfügt über eine installierte Leistung von 1.000 MW [73].
Die USA entwickeln die Wasserstoffenergie aktiv weiter und sind hinsichtlich Indikatoren wie der Produktionsmenge von kommerziellem Wasserstoff, der Stromerzeugung aus Brennstoffzellen, der Länge der Wasserstoffpipelines, der Anzahl der Wasserstofftankstellen und anderen unangefochtener Weltführer. Im März 2018 waren im Land mehr als 50 Wasserstofftankstellen in Betrieb (Abbildung 12). Es gibt Wasserstoffproduktionsanlagen im Land, die größte davon ist Texas City mit einer installierten Kapazität von 372.856 Nm³/h, im Besitz von TX Praxair [74] und Wasserstoff-Brennstoffzellenanlagen, einschließlich Newark, im Besitz von Delmarva Power, mit installierter Kapazität Leistung von 30 Megawatt [75]. Der Wasserstofftransport erfolgt über Pipelines mit einer Gesamtlänge von 2.320 km (Abb. 12).
Abbildung 13 zeigt die wichtigsten Bioenergieanlagen des Landes zur Energieerzeugung.

Map of Bioenergy infrastructure in USA
Abbildung 13. Erneuerbare Energien in den Vereinigten Staaten von Amerika: Bioenergie

Bioenergie wird in den USA aktiv entwickelt. Im Jahr 2021 betrug die installierte Leistung 13,57 GW (4,2 %) (Abb. 13). Das Land verfügt unter anderem über Biomasse- und Siedlungsabfallaufbereitungsanlagen, Biodiesel und Pelletproduktion (Abb. 13).
FL verwaltet das größte Biomassekraftwerk – Okeelanta 1-2 – mit einer installierten Leistung von 120,0 MW [76]. Das wichtigste Unternehmen in den Vereinigten Staaten im Bereich der Kraftstoffproduktion aus Biomasse ist das RBF Port Neches Biodiesel Plant mit einer installierten Leistung von 180 MW [77].
Die USA engagieren sich aktiv in der Produktion von Bioethanol und sind weltweit führend in diesem Energiesektor. ADM Cedar Rapids verfügt über eine installierte Kapazität von 540 Millionen Gallonen pro Jahr (MGY) [78]. Bioethanol der zweiten Generation aus Zellulose wird im DuPont-Werk in Nevada hergestellt, das über eine installierte Kapazität von 30,0 Millionen Gallonen pro Jahr (MGY) verfügt [79]. Hometown BioEnergy mit Sitz in La Sueur und einer Kapazität von 8 MW nutzt Biogas, das durch anaerobe Fermentation gewonnen wird [80].
Weitere bemerkenswerte Unternehmen sind: Plainfield Renewable Energy Biomass Gasification Plant, das jährlich etwa 350.000 Tonnen Holz verbrennt [81]; Enerkem Pontotoc-Abfallvergasungsanlage mit der Fähigkeit, 10 Millionen Gallonen Ethanol pro Jahr zu produzieren [82]; GM Defiance-Abfallvergasung durch Plasmaanlage mit einer Kapazität von 50 Tonnen pro Tag [83]; und Georgia Biomass Waycross mit einer Kapazität von 800.000 Tonnen Pellets pro Jahr [84].
Der Marktführer in der Stromerzeugung aus Siedlungsabfällen, Palm Beach 2, verarbeitet täglich etwa 3.000 Tonnen Abfall [85]. In den USA gibt es eines der am weitesten entwickelten Netzwerke von Unternehmen zur Stromerzeugung aus Deponiegas. Ein solches Unternehmen, Fairless Hills, erzeugt etwa 60 MW Strom aus Siedlungsabfällen aus der Produktion und Nutzung von Deponiegas [86]. Die UOP Kapolei Rapid Pyrolysis Demonstration Plant hat eine installierte Kapazität von 168 g/Tag [87] und die größte BTL-FT-Anlage, GTI Des Plaines, hat eine Kapazität von 5 MWth [88]. Torrefaction-Anlagen befinden sich hauptsächlich im Südosten des Landes, und die größte ist Zilkha Biomass Energy Selma, die 275.000 Tonnen pro Jahr produzieren kann [89].
Im Rahmen des Programms „Energy Domination“, das sowohl im Wahlkampf als auch während der Präsidentschaft von Präsident Donald Trump zum Ausdruck kam, wurden mehrere Reformrichtungen identifiziert. Die Reformen werden sich zunächst auf die Kohleindustrie auswirken – Präsident Trump versprach, die gesetzlichen Hindernisse für die Produktion von „sauberer Kohle“ zu beseitigen und das Moratorium für die Pacht von Kohlekraftwerken in den Bundesstaaten zu überarbeiten. Dennoch gehen die Analysten von Ernst und Young davon aus, dass Energieversorger oder Finanzinvestoren, die auf kostengünstiges Erdgas umsteigen, ihre bisherigen Geschäftsmodelle nicht grundlegend zugunsten von Investitionen in die Kohleproduktion umstellen werden, selbst wenn es keine bundesstaatlichen Kürzungen gibt [90]. Im Zuge seines Wahlkampfs betonte Trump zudem immer wieder, dass er die Beschränkungen für die Förderung von Schiefergas und Kerogenöl in Bundesstaaten aufheben werde [91]. Ölfirmen können jetzt beispielsweise in Alaska frei auf Bodenressourcen zugreifen [92]. Im März 2017 erließ der Präsident ein Dekret zur Überarbeitung aller bestehenden Regeln, Anordnungen und Richtlinien, die möglicherweise die Entwicklung oder Nutzung der im Inland verbrauchten Energieressourcen beeinträchtigen könnten, mit besonderem Augenmerk auf Öl, Erdgas, Kohle und Kernenergieressourcen [91].
Ein weiterer Aspekt der Energiepolitik ist die Erhöhung des Anteils der Ölimporte aus Kanada und Mexiko sowie die Verringerung der Abhängigkeit von Lieferanten aus dem Nahen Osten.
Im Bereich der erneuerbaren Energien war der Wendepunkt Trumps Entscheidung, die Teilnahme der USA am „Pariser Abkommen von 2015“ zu beenden, das darauf abzielt, die Auswirkungen des Klimawandels abzumildern, da dieser nach Ansicht des Präsidenten die Wirtschaft des Landes untergräbt USA und bringt das Land in eine dauerhaft ungünstige Lage [93]. Allerdings erklärte Präsident Biden bereits in seinen ersten Tagen im Amt, dass die Vereinigten Staaten dem Pariser Abkommen wieder beitreten würden, und zwar am 19. Februar 2021. Bidens neuer Klimaplan ist der umfassendste, den der US-Präsident jemals verabschiedet hat [94].

Bildung und Innovation

Die Reihe von Indizes, die die Position der USA im Vergleich zu anderen Ländern im Bereich Bildung und Innovation widerspiegeln, ist in Abbildung 14 dargestellt. Aus dem Diagramm ist ersichtlich, dass die USA ein sehr hohes akademisches Leistungsniveau aufweisen.

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  * Total number of countries participating in ranking


Abbildung 14. Die Indizes für Bildung und Innovation in den Vereinigten Staaten von Amerika
 

Die USA liegen im Länderranking des Global Innovation Index 2021 auf Platz 3 von 132 berücksichtigten Ländern (siehe Diagramm). Gemessen an der Zahl der im In- und Ausland an US-Bürger erteilten Patente liegt das Land weltweit an dritter Stelle , hinter Japan und China. Bei der Zahl der gültigen Patente liegen die USA jedoch an erster Stelle, was auf die günstigen Bedingungen des Landes für Innovationen hinweist.
Dennoch sind 177 amerikanische Universitäten im Ranking der weltweit führenden Universitäten – „QS University Rating“ – enthalten. Erwähnenswert ist auch, dass das BIP des Landes hoch ist, weshalb die Staatsausgaben für Bildung in absoluten Zahlen immer noch beträchtlich sind. Bei den öffentlichen Ausgaben für Forschung und Entwicklung im Verhältnis zum BIP liegt das Land auf Platz 10 von 119, hinter Südkorea und einer Reihe von EU-Ländern. Die USA sind sehr gut aufgestellt, wenn man die Anzahl der Veröffentlichungen von Spezialisten in wissenschaftlichen und technologischen Fachzeitschriften und Patentaktivitäten betrachtet. Das Land belegt im Scimago-Ranking den 1. Platz von 240 teilnehmenden Ländern und bei den Aktivitäten in wissenschaftlichen und technischen Fachzeitschriften den 2. Platz von 197 Ländern. Auch bei der Zahl der Internetnutzer gehört das Land zu den Spitzenreitern der Region.
US-amerikanische Universitäten wie das Massachusetts Institute of Technology, die Stanford University, das California Institute of Technology, die Yale University, die Harvard University, die Princeton University, die University of California und Berkeley bilden Fachkräfte in verschiedenen Bereichen der Energie aus, darunter Energietechnik, Umweltingenieurwissenschaften, Geologische Technik und nachhaltige Energie usw.
Im Bereich der synthetischen Kraftstofftechnologie patentieren ExxonMobil Research and Engineering Company, Chevron USA, Inc., Exxon Research and Engineering Company, General Electric, ConocoPhilips Company und Shell Oil Company ihre Erfindungen aktiv. Die Forschung in diesem Bereich wird vom University of Kentucky National Technological Laboratory (NETL), der Princeton University, der Texas A & M University und dem Pasific Northwest National Laboratory (PNNL) durchgeführt.
Im Bereich unkonventionelles Öl sind Halliburton Energy Services, Inc., Shell Oil Company, ExxonMobil Upstream Research Company, MI LLC, die Harris Corporation, Baker Hughes Inc. und ConocoPhilips hinsichtlich der Anzahl der Patente führend. Studien in diesem Bereich werden von der Texas A & M University, dem US Geological Survey (USGS), der Schlumberger Company, der Stanford University und der Colorado School of Mines durchgeführt.
Im Bereich Erdölbegleitgas wurden die meisten Erfindungen von Velocys Inc., ExxonMobil Upstream Research Company, ExxonMobil Research and Engineering Company, Siluria Technologies Inc., Velocys Inc., der University of North Dakota und der University of registriert Texas und Austin veröffentlichen aktiv wissenschaftliche Arbeiten auf diesem Gebiet.ExxonMobil Upstream Research Company, Halliburton Energy Services, Inc., CDX Gas LLC und Baker Hughes Inc. sind führend in der Anzahl der Patente im Bereich Kohleflöz-Methan-Bergbautechnologien. Studien werden von der Pennsylvania State University, der Texas A & M University und der Schlumberger Company durchgeführt , und Halliburton. Auf dem Gebiet der Kohlenwasserstoffproduktion aus Lagerstätten mit geringer Permeabilität sind Halliburton Energy Services, Inc., Baker Hughes Incorporated, Schlumberger Technology Corporation und Rohm and Haas Company die absoluten Patentführer. Studien werden auch von der University of Texas und Austin durchgeführt , Schlumberger Company, Texas A & M University und die University of Oklahoma.
Chevron USA, Inc., ExxonMobil Upstream Research Company, KJT Enterprises, Inc., Halliburton Energy Services, Inc. und Schlumberger Technology Corporation patentieren ihre Entwicklungen im Bereich der Gashydratproduktionstechnologien. Der US Geological Survey (USGS), das Lawrence Berkeley National Laboratory, das National Energy Technology Laboratory (NETL) und die Texas A & M University forschen auf diesem Gebiet.
Patente in bioenergetischen Technologien liegen bei Xyleco Inc, Celanese International Corporation, Solyzame, Inc., Heliae Development LLC und UOP LLC. Wissenschaftliche Forschung auf demselben Gebiet wird vom National Renewable Energy Laboratory (NREL), der University of California, der Iowa State University und der Purdue University durchgeführt.
Eine Vielzahl von Unternehmen patentieren Erfindungen und betreiben Forschung im Bereich erneuerbarer Energietechnologien. Im Bereich Solarenergie sind SunPower Corporation, 3M Innovative Properties Company, Boeing Company und PPG Industries Ohio, Inc. hinsichtlich der Anzahl der Erfindungen führend. Die meisten Veröffentlichungen stammen vom National Renewable Energy Laboratory (NREL), den Sandia National Laboratories, der University of California und dem Massachusetts Institute of Technology (MIT). Die Erfindungen im Bereich der Windenergie sind patentiert von General Electric, Frontier Wind, LLC., Clipper Windpower LLC, Modular Wind Energy Inc. und werden vom National Renewable Energy Laboratory (NREL), der University of Massachusetts, Texas A & M. durchgeführt Universität und Sandia National Laboratories.

Ökologie und Umweltschutz

Die in Abbildung 15 dargestellten Umweltindizes spiegeln in gewisser Weise die ökologische Situation im Land wider, die im Fall der USA relativ negativ ist.
Das Land weist sowohl im Allgemeinen als auch pro Kopf einen relativ hohen CO2 -Ausstoß auf. Hervorzuheben ist auch der sehr hohe Methanausstoß des Landes.

 Sources:
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  * Total number of countries participating in ranking

Abbildung 15. Umweltindizes der Vereinigten Staaten von Amerika
 

Im Climate Change Performance Index (CCPI) 2022, der die 64 Länder umfasst, die für mehr als 90 % der weltweiten energiebedingten CO2-Emissionen verantwortlich sind, belegten die USA den 28. Platz ; Die USA gelten als „mittelmäßig“ und haben ihre Position in den letzten drei Jahren deutlich verbessert. Bezogen auf die Waldfläche des Landes lagen die USA im Jahr 2020 auf Platz 106 von 234; Der mit der Veränderung von 2010 bis 2020 verbundene Trend sieht jedoch sehr positiv aus; Nach dieser Kennzahl liegt das Land weltweit auf Platz 7, hinter China, Australien und Chile. Im Ranking des Environmental Performance Index (EPI), das sich vor allem auf die Bewertung der Umweltleistung nationaler Regierungen konzentriert, belegte das Land im Jahr 2020 den 24. Platz von 180 Ländern . Das insgesamt negative Bild wird durch die Bewertung des Ecological Footprint Atlas noch verschärft Die USA gehören zu den großen ökologischen Schuldnern.

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Die Quellen der Diagramme und Kurven sind unter den Bildern angegeben. 

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