今天只有五个风力涡轮机在美国水域中运行。但这很快就会改变,部分原因是有雄心勃勃的海上风能目标的州.
例如,马萨诸塞州海岸线,葡萄园风旨在建造其中一个国家第一个商业规模的海上风电场.这个计划中的800兆瓦海上风电场将能够产生足够40万户家庭使用的电力。和罗德岛州也为深水风能公司(Deepwater Wind)建造一座400兆瓦的海上风电场开了绿灯。这些涡轮机,都是预定的位置靠近玛莎葡萄园岛这将是几个能够改变电网的大型海上风电项目之一。
我们领导一个海上风能研究生课程马萨诸塞大学这带来了工程,野生动物生态学,公共参与和政治学生。通过这项工作,我们对海上的近海将成为国内可再生能源的主要新来源。
来自市场和国家的势头
马塞诸塞州和罗得岛州的合资企业计划建在距离预定地点仅几英里的地方开普敦经过13年的努力,这些计划在2015年失败后发生了什么变化?
也许最大的势头来自市场的力量美国的情况有所改善。Cape Wind的麻烦源于高昂的成本以及公众和政治上的反对,这些都导致了项目的失败。但是,核节目和燃煤从那时起,植物封闭件已拾起。
与此同时,通过欧洲沿岸的风吹发电的成本,该行业获得了临界质量的一个地区急剧下降.
在美国,在这里特朗普管理正在批准海上风力发展的新租赁。该行业正在获得国家级的支持,特别是在东海岸走廊,以南卡罗来纳州遥远的南部。
尽管Cape Wind的消亡,马萨诸塞成为美国第一个州在2016年设置海上风力目标。它旨在安装至少1,600兆瓦的电力 - 足以推出超过60万房 - 到2027年。
很快,纽约发布了更加雄心勃勃的总体规划旨在将2,400兆瓦的电力安装在2030年。然后,新泽西进一步走了,提交到2030年的3,500兆瓦的目标。
除了这三个州之外,另外五个州——马里兰州、弗吉尼亚州、罗得岛州、北卡罗来纳州和特拉华州——也在向前推进联邦政府批准了开发海上风电场的租约.5人中有一个美国人住在这八个州.这600,000个工作岗位能源部预测陆上和海上风能将由2050年创建有助于解释他们的兴趣。
与此同时,其他州的情况也在好转。夏威夷计划严重依赖海上风作为其目标的一部分从2045年通过可再生来源的所有权力.喜欢西海岸的国家,夏威夷没有对于任何租约,还得到了联邦批准.
一个能源缺口
当您翻转开关时,您希望灯开启。然而,很少有美国人意识到供需之间的微妙平衡,这使得全美的灯具,家电和工厂能够保持嗡嗡声。
电网运营商确保风,水电和太阳能,符合要求的不同生成,主要是煤,天然气,核和可再生能源来源。这种混合因地区、时间和季节而异,这些不同电源之间的平衡有在过去的二十年里发生了巨大的变化.
最大的变化是天然气和风能发电占比上升,煤炭发电占比下降。直到2000年,煤炭生产了全国电力的一半以上,而天然气仅贡献了13%,以及风,太阳能和地热能的组合,功率低于1%的网格。到2017年,燃煤能力的份额已跌至30%,天然气跃升至32%。除了水电之外的可再生源的电力份额 - 主要是风 - 已达到8%,迅速增长。
核能在国家电网中所占的份额一直稳定在20%左右,但随着许多旧核反应堆的退役,这种情况将会改变。
例如,在新英格兰,马萨诸塞州普利茅斯朝圣者核电站将于2019年关闭。四个核电站在俄亥俄州和宾夕法尼亚州为客户提供服务,现在也将其安排靠近。
与此同时,这是布雷顿点煤厂,最后在新英格兰此外,还停止于2017年经营。所有这些都被告知,公用事业和州发电机构在2013年和2021年之间退休约16%的地区发电能力,包括燃煤植物和核反应堆关闭。
和所有的煤和核闭包在全国范围内,专家预计美国将需要2050年大约3个Terawatt的新容量.这个投影,是基于历史趋势的,当网格被转换的时候,是一个巨大的电力,等于2017年消费的所有权力的四分之三.填补这一缺口可能是艰巨的,但它也创造了一个机会,在帮助应对气候变化的同时,升级美国的电力基础设施。
较低的海上风价格
即使对于对新电源的需求发生迫切,即使是不适合的话,海上风力产业也不会像承诺一样承诺在欧洲看到的价格,该行业已经取消。
2010年,通过海上风吹过欧洲海岸线的电力每千瓦时左右的成本约为17美分,两倍以上的公用事业支付燃气和煤炭源于燃煤的权力。到2017年,价格跌至约13美分。但是当德国和荷兰最近颁发时第一个无补贴的海上风合同那出价跌至6美分.
是什么导致了这种下降?有很多因素。风力涡轮机的叶片越来越长,自2000年以来的长度加倍.这些刀片是现在几乎和足球场一样长——大约270英尺——安装在8兆瓦的涡轮机上.额外的长度意味着它们可以捕获更多的能量,从每个涡轮机中产生更多的收入。
此外,海上风力涡轮机已经变得更加可靠,政府补贴和任务已经孵化并加快了欧洲行业的发展。来自美国海上风电场的电力,最初在美国最初的成本运营商比在欧洲更多 - 与任何突破项目一样 - 我们预测一旦市场在这里变得更大,价格会下降.
这能源部门的项目将有86个千兆瓦U.S.在2050年安装海上风力容量,约占当今网格的7%,只有4%巨大的潜力利用这种能量考虑到欧洲风能价格下跌的速度,我们认为,海上风能最终可能会发挥更大的作用,尤其是如果联邦政府再次做出决定战斗气候变化一个首要任务。
Matthew Lackner是马萨诸塞州大学机械工程副教授。Erin Baker是马萨诸塞州大学工业工程教授。本文已重新发布谈话在创造性的公共许可证下。阅读来源文章.
4评论
我完全看,风,太阳能和天然气厂将在未来几年内成为美国电力发电的关键补充。但是,“海上风”一直“即将起飞”这么长时间,我认为你应该更加谨慎。最近最近的EIA能源预测最近展示了离岸风力发展非常有限。当我按照您引用的能源报告部门的链接时,它将推到2015年3月12日的报告:https://www.energy.gov/sites/prod/files/windvision_report_final.pdf.
最新的2019年新增预测(日期为2019年1月10日)显示,风能将占新增发电能力的46%(天然气占34%,太阳能占18%),但几乎所有新增产能都来自陆上风能:https://www.eia.gov/todayinenergy/detail.php?id=37952#
获得长期预测是艰难的,但2018年8月的这份报告并不显示陆上风(和海上甚至更高)的所有有利成本。基本上太阳能仍然迅速下降,天然气相对平坦但是廉价,而陆上风在太阳能和天然气之间,但最近没有真正降低多少:https://www.eia.gov/todayinenergy/detail.php?id=36813
EIA是即使是去年可再生能源成本最低的可靠资源之一,更不用说未来的成本趋势。(或者也许它们是最可靠的,始终如一地高估成本低估了双倍且有时三位数百分比低估部署,而有时候有些源将其降至1位数百分比错误。)
EIA不是唯一一个在唯一的鸡蛋上的唯一鸡蛋,因为基于更好的分析比EIA出版的更好的分析,MA的初始风力的初始风力竞标的唯一蛋。
Unfortunately utility managers, grid operators, and elected policy makers have a habit of looking at the EIA and IEA numbers for guidance & planning.
乔纳森,
有关EIA灾难性轨道记录的更多信息,请参阅以下文章:
“政府对可再生能源的估计是脱离的”
“错误的能源预测会成为现实吗?”
打桩对EIA分析的明显(和不太明显)的缺点来自于今天的GTM:
https://www.greentechmedia.com/articles/read/eia-outlook-conservation-renewables#gs.pxp6t4vt
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