thumb|Les trois tours solaires de la centrale solaire d'Ivanpah en fonctionnement en février 2014. Le secteur de l'électricité en Californie se caractérise par une proportion importante d'énergies décarbonées : 53,9 % en 2018 (8,7 % de nucléaire et 45,2 % d'énergies renouvelables : hydraulique 12,4 %, géothermie 5,7 %, biomasse 2,7 %, éolien 6,5 %, solaire photovoltaïque 17,8 %, solaire thermodynamique 1,2 %), mais les combustibles fossiles ont encore une part élevée : 44,7 % (presque uniquement gaz naturel), et la production ne couvre que 72 % de la demande, le reste étant importé des États voisins et du Mexique. Les énergies décarbonées produites localement ne couvrent donc que 39 % de la consommation d'électricité, mais une part importante des importations est issue d'énergies décarbonées, en particulier de l'hydroélectricité des États du nord-ouest. La dépendance de la Californie aux importations est un fait persistant : elle était déjà de 30 % en 1990 ; une part significative de ces importations découle de participations d'entités californiennes dans des centrales d'États voisins.
La Californie se classe au parmi les États des États-Unis pour la production d'électricité à partir de biomasse, de géothermie et d'énergie solaire ; elle se situe au pour la puissance installée hydroélectrique, mais sa production hydroélectrique est fortement affectée par des périodes de sécheresse de plus en plus fréquentes ; la part des énergies renouvelables dans sa production d'électricité est très largement supérieure à la moyenne des États-Unis : 45,2 % contre 17,6 %.
La part des énergies renouvelables (EnR) n'a pas progressé de 1990 à 2018, la forte progression de l'éolien et du solaire ayant été presque compensée par l'effondrement de l'hydroélectricité due à une succession d'années de sécheresse, ainsi que par le recul de la géothermie et des centrales à bois. Par ailleurs, la chute de la production nucléaire du fait de la fermeture de la centrale de San Onofre en 2014 a été compensée par une forte progression du gaz naturel.
Histoire Débuts de l'électricité En 1852 fut fondée la San Francisco Gas Company, qui fusionna au cours du demi-siècle suivant avec d'autres compagnies jusqu'à la création de Pacific Gas and Electric Company (PG&E) en 1905. En 1879, George Roe créa la California Electric Light Company pour exploiter la première centrale électrique des États-Unis. Le tremblement de terre de San Francisco en 1906 détruisit la majeure partie des infrastructures de PG&E Company History, Pacific Gas and Electric Company..
En 1886, les rues de la ville de Visalia sont illuminées pour la première fois par des lampes alimentées par un générateur à vapeur brûlant du bois ; par deux entrepreneurs qui créent peu après Visalia Electric Light and Gas Company, puis Santa Barbara Electric Light Company. En 1887, la première centrale hydroélectrique commerciale de l'Ouest est inaugurée par la communauté de Highgrove pour l'éclairage des communes voisines de Riverside et Colton ; la compagnie San Bernardino Electric Company est créée en 1988 pour la gérer. En 1895, la Kaweah Power and Water Company est fondée pour étudier le développement de projets hydroélectriques sur la rivière Kaweah en amont de Visalia ; la centrale de Kaweah entra en service en 1899 et son exploitation fut intégrée dans la Mount Whitney Power Company. En 1896 fut créée la Westside Lighting Company pour l'éclairage de Los Angeles. En 1896 fut fondée la Southern California Power Company pour construire une centrale hydroélectrique sur le fleuve Santa Ana ; elle fut rachetée en 1898 par la Edison Electric Company qui construisit une ligne haute tension de jusqu'à Los Angeles, la ligne la plus longue et à la tension la plus élevée du pays à l'époque. En 1902, Henry E. Huntington créa la Pacific Light and Power Company (PL&P) pour alimenter les trolleybus de sa société Pacific Electric Railway ; PL&P acheta immédiatement les centrales hydroélectriques de la San Gabriel Electric Company. En 1909 fut créée Southern California Edison Company, issue comme PG&E de multiples fusions entre compagnies locales. En 1917, Huntington vendit à SCE sa société PL&P avec sa grande centrale de Big Creek qui alimentait la région de Los Angeles par une ligne de à Our History, Southern California Edison..
New Deal La Californie bénéficia des grands travaux du New Deal, en particulier : le Central Valley Project, projet fédéral conçu en 1933 par le Bureau of Reclamation pour l'irrigation de la Vallée Centrale de Californie ; la plupart des grandes centrales hydroélectriques californiennes ont été construites dans le cadre de ce projet ; la construction du Barrage Hoover de 1931 à 1936, dont la Californie reçoit plus de la moitié de la production d'électricité Hoover Dam - Frequently Asked Questions and Answers, U.S. Bureau of Reclamation, 7 février 2017..
Après-guerre Après la seconde guerre mondiale se produisit un boom économique qui amena PG&E à lancer en cinq ans la construction de 14 centrales hydroélectriques et cinq centrales à vapeur. De 1945 à 1970, SCE a construit 10 nouvelles centrales à gaz et à fioul le long de la côte sud ; la capacité de ses centrales hydroélectriques a plus que doublé entre 1945 et 1960.
La Centrale nucléaire de Vallecitos (ou centrale nucléaire expérimentale Santa Susanna, ) a été la première centrale nucléaire privée de production d'électricité raccordée au réseau de service public en 1957.
En 1960, PG&E inaugure la première centrale géothermique de The Geysers. En 1970, elle lance les premiers programmes d'économies d'énergie. En 1984, elle inaugure la centrale nucléaire de Diablo Canyon.
En 1968, SCE achève la construction de la première tranche de la centrale nucléaire de San Onofre (), la première centrale nucléaire de grande taille à l'ouest des Rocheuses ; elle a fonctionné 25 ans avant de fermer en 1992.
De 1967 à 1970, les principales compagnies électriques californiennes (SCE, PG&E, San Diego Gas and Electric et Los Angeles Department of Water and Power) construisent le système d'interconnexion Pacific AC-DC Intertie, constitué de deux lignes à très haute tension (), l'une à courant alternatif et l'autre à courant continu ; cette dernière est la première grande ligne à courant continu haute tension construite aux États-Unis ; la capacité du système a été progressivement portée à . Elles relient Los Angeles aux États du nord-ouest : Oregon et Washington.
Libéralisation En 1988, pour s'adapter à l'ouverture à la concurrence dans le secteur électrique, SCE crée une holding, SCECorp, qui coiffe deux filiales : SCE, qui reste une utility régionale soumise à la supervision de la CPUC, et le groupe Mission, qui regroupe les sous-filiales non-régulées.
Le , le président Bush (père) signe le Energy Policy Act 1992, qui amende les lois PUHCA de 1935 et PURPA de 1978 pour accroître la concurrence Timeline of Events: 1991 to 2000, site gouvernemental Energy.gov consulté le 4 mai 2014.. C'est alors que la California Public Utilities Commission (CPUC) lance l'élaboration d'un plan de restructuration, qui débouche sur le vote (à l'unanimité) en du California Assembly Bill AB1890. L'intégration verticale du système existant était jugée inefficace, le système avait des coûts très élevés, et il ne fournissait pas suffisamment d'incitations à investir dans de nouvelles centrales. La restructuration commença par la création de deux marchés de gros ; mais ces marchés étaient organisés en deux compartiments isolés, créant des inefficacités de marchés et des opportunités de manipulation ; de plus, les prix de gros étaient très volatils alors que les prix de détail étaient fixés de façon rigide, rendant impossible la rentabilisation des investissements de production. Les utilities étaient de plus tenues de céder la plupart de leurs actifs de production, mais ces cessions furent financièrement désavantageuses et ne leur laissa que peu de capacités de production pour équilibrer le système James L. Sweeney, The California Electricity Crisis: Lessons for the Future - Deregulation works, but not the way it was done in California, National Academy of Engineering, été 2002..
En 1997 est créé le holding PG&E Corporation, dont Pacific Gas and Electric Company devient une filiale à côté d'une autre filiale non soumise au statut de public utility créée pour participer au développement de la concurrence dans le secteur de l'énergie. La même année, SCE cède l'ensemble de ses centrales à gaz pour se conformer à la politique d'ouverture à la concurrence de CPUC.
La libéralisation du marché stimula les projets de nouvelles centrales : en 1998, les demandes d'autorisations furent les plus nombreuses depuis 16 ans, et elles augmentèrent encore en 1999 et 2000 ; mais le processus d'octroi des licences était complexe et très long, les projets donc tardèrent à se réaliser et les importations durent être accrues. En 2000, les pluies faibles dans la région nord-ouest des États-Unis réduisirent les possibilités d'importation pour la Californie : les importations baissèrent de plus de en moyenne, alors que la demande augmentait de 4 % ; les centrales les plus performantes fonctionnaient à la limite de leur capacité, et il fallut accroître l'appel à des centrales à gaz anciennes à faible rendement ; le réseau de gazoducs fut lui aussi vite saturé : faute d'investissements de modernisation, des contraintes apparurent sur son utilisation, poussant les prix du marché gazier à la hausse ; au surplus, plusieurs centrales avaient dû être arrêtées pendant l'hiver pour maintenance car elles avaient été déjà poussées à bout l'été précédent. En , la combinaison de ces problèmes déclencha une crise : les prix de gros de l'électricité, qui étaient à en avril, passèrent à , puis atteignirent en à ; au début 2001, des coupures tournantes durent être organisées. Cette crise, généralement désignée comme « crise de l'énergie en Californie », toucha en fait l'ensemble des États de la côte Ouest, où les prix de gros flambèrent ; mais les autorités californiennes refusèrent de répercuter la hausse des prix de gros sur les prix de détail, ce qui aurait pu atténuer la crise en réduisant la demande ; de plus, la CPUC interdisait aux utilities de conclure des contrats d'approvisionnement à long terme, qui auraient pu réduire la volatilité des prix. L'explosion des prix de gros combinée au blocage des prix de détail épuisa la trésorerie des deux grandes utilities californiennes, Pacific Gas and Electric Company (PG&E) et Southern California Edison (SCE) ; l'État intervint pour acheter l'électricité sur le marché de gros pour leur compte, mais son budget s'avéra vite insuffisant pour continuer ; PG&E fut déclaré en faillite et SCE réussit à trouver un arrangement avec la CPUC ; plusieurs petits fournisseurs de ces deux entreprises publiques furent entrainés dans leur chute. En , la crise était terminée grâce à la mise en service de nouvelles centrales, les prix de gros étaient revenus à . En 2002, Edison Mission Energy, filiale de SCE, fut obligée de vendre la quasi-totalité de ses filiales à l'étranger.
L'âge du développement durable