本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
电力被用于多种用途——例如，照明空间、烹饪食物、为商店降温或运行生产线。在怀俄明州，该州售出的电力一半以上用于工业用途。在哥伦比亚特区，超过 60% 的电力销售给商业部门。当寻求最有效的方式来投资国家电力基础设施时，理解我们的用电模式至关重要。具体而言，了解我们如何以及在何处使用电力，能够帮助我们做出更明智的工程和投资决策。
上周，在科学文化网站上，谢里尔·基尔申鲍姆介绍了美国各州能源消耗的概况。在 2009 年使用的 94.4 万亿英热单位能源中，超过五分之一（20.5%）由仅仅 两个州——德克萨斯州和加利福尼亚州——使用。但是，正如基尔申鲍姆在她的 博客 文章中提到的那样，这些数字没有考虑各州的人口或消耗这些能源的部门——住宅、商业、工业或交通运输部门。
加利福尼亚州拥有超过 3700 万 人口，约占全国总人口的 12%。加上德克萨斯州的 2500 万居民，我们发现这两个州约占全国人口的五分之一（全国人口超过 3.08 亿）。
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换句话说，美国五分之一的人口消耗了全国约五分之一的能源。但是，德克萨斯州（拥有 2500 万居民）比加利福尼亚州（拥有 3700 万居民）消耗更多的能源。
着眼于能源方程式中的电力消耗部分，我将重点关注四个州——德克萨斯州、加利福尼亚州、俄亥俄州和怀俄明州——原因如下，包括：
德克萨斯州的电力（和能源）消耗量超过美国任何其他州。德克萨斯州人的平均用电量是加利福尼亚州人的两倍。
加利福尼亚州是美国第二大能源消耗州，但人均电力销售量却是美国所有州中最低的。
俄亥俄州是美国工业用电量第二大州（德克萨斯州是美国最大的工业用电州）。
怀俄明州的人均电力销售量是美国所有州中最高的，这在很大程度上归因于其工业活动。该州工业部门的人均电力销售量在全国各州中最高。
从历史上看，这些州的电力销售概况和增长率差异很大。下图显示了 1960 年至 2008 年这四个州每年的电力销售量。
工业部门的电力销售情况截然不同，从 1960 年到 2008 年，俄亥俄州的工业销售总额超过了加利福尼亚州（除了 1980 年代初的几年）。
现在，让我们考虑一下人口因素。在下图中，您可以看到 2008 年各州的人均电力销售量。这里需要注意的是，我在下图中（以及在讨论中）包含了哥伦比亚特区，尽管它在技术上不是一个州。
加利福尼亚州位居榜首，这意味着该州当年的人均电力销售总量最低，约为 7 兆瓦时 (MWh)。另一个极端是怀俄明州，2008 年的人均销售量超过 30 兆瓦时。
那么，为什么怀俄明州的数字比加利福尼亚州高出这么多呢？
出于本次讨论的目的，每个州的能源政策和独特的地理特征（即天气）被忽略。相反，主要关注电力的用途以及使用电力的人数。
下面，我将各州和哥伦比亚特区的人均电力销售量细分为三个部门——住宅、商业和工业。然后，我根据各州的工业用电量（按人均兆瓦时从低到高）对各州进行了排序。这里需要注意的是，交通运输用电量包含在商业销售额中。
怀俄明州的人口刚超过 50 万居民，是美国人口最少的州。它的人口密度仅为 每平方英里土地 5.8 人，而 美国平均水平为 87.3 人，使其成为美国本土人口密度最低的州（阿拉斯加州的人口密度仅为 每平方英里 1.2 人）。但是，怀俄明州也是美国第二大能源生产州，并且是重要的农业和采矿业的所在地。因此，当考察其人均工业能源消耗量时，它们成为 50 个州中工业能源密集度最高的州。
另一方面，与美国其他州相比，华盛顿特区是人口密度最高的地理区域，每平方英里 9,800 人。再加上该地区相对较低的工业活动量，导致人均工业用电量几乎不存在。然而，与其他 50 个州相比，其商业用电强度是迄今为止最高的。
在她的 文章 中，基尔申鲍姆简要提到了德克萨斯州如何成为 国家能源生产 的重要基地——包括石油炼制。查看数据，我们看到该州工业活动的电力消耗总量在全国最高，2008 年的工业电力销售额超过 9600 万兆瓦时。但是，就人均工业电力销售额而言（如上图所示），德克萨斯州的密集度低于其他 20 个州。这里需要注意的是，德克萨斯州的电力使用量可能更高，但其大部分工业都利用热电联产 (CHP) 技术在现场发电。这些电力不包括在上图中使用的 2008 年数值中。
就绝对值而言，俄亥俄州——2008 年的工业电力销售额为 5800 万兆瓦时——在 50 个州中排名第二。然而，由于其人口相对较多，1150 万人，因此其人均工业电力销售额并非最高。尽管值得注意的是，俄亥俄州的人均工业用电量明显高于德克萨斯州。
当寻求最有效的方式来投资国家电力基础设施时，理解我们的用电模式至关重要。通过了解我们如何以及在何处使用电力，我们可以优化我们如何花费国家有限的资金，以提高我们电力系统的强度。正如他们所说，知识就是力量。
参考资料：用于制作上述图表的所有数据都可以直接参考 EIA 和美国人口普查局。
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