注:这是一系列博客的第二部分,重点介绍了陆上和海上风能的最新进展,并讨论了该行业在近期面临的一些持续的机遇、挑战和威胁。该丛书最初是由自然资源国防委员会。
由Kelly McCoy.
美国海上风力产业是一个相对较新的产业——美国第一个商业项目,位于罗德岛海岸的30兆瓦(MW)布洛克岛风力发电场于2016年12月上线。布洛克岛取代了为该岛供电数十年的老式柴油发电机。
离岸风力行业的兴趣以非凡的速度增长,能源部(DOE)估计,沿海沿岸和大湖的联邦水域可以访问近2,000千兆瓦(GW)的海上风技术潜力(不包括阿拉斯加)。大约五半的美国人口生存在这些地区,使海上风在全国最大的未开发的能源之一。
但是,支持性联邦政策对于这行业的持续增长至关重要。立法,如最近提出的海上风力行为,它将提供税收抵免的前3000兆瓦的海上风力项目,将有助于大大加快这一有前途的行业的发展,并创造新的,清洁的国内电力资源。
去年是一个为美国海上风力行业定义一个,未来几年可以在这种势头上建立进一步推动该行业。据报道,海上风的最近一些发展如下,如今2016年海上风技术市场报告来自能源部的国家可再生能源实验室。
国家一级的行动正在发挥关键作用
一些国家可再生能源政策现在要求公用事业公司从海上风中的一定百分比,例如2027年为马萨诸塞州的2027年,到2030年为2030年,为纽约2,400兆瓦。
此外,一些国家正在采取其他举措,以利用其海上风力潜力。例如:缅因州创建了一个用于为小型飞行员近海风项目提供资金的计划;加利福尼亚正在与联邦政府合作,创建一个工作队来绘制他们的离岸风力资源;马里兰州建立了两个新项目的可交易的离岸可再生能源信贷;马萨诸塞州正在为近海涡轮机的部署和装配升级研发和海洋基础设施的当地设施。
风特点承诺更好的涡轮机性能
离岸风比岸上风刮得更强、更持久,因此可以捕获更多的能量。在美国,东北地区拥有最高的海上风速,预计位于那里的项目比位于南部地区的项目具有更高的产能因素。事实上,布洛克岛风力涡轮机的容量系数预计为47.5%,而仍然强劲的陆上风力涡轮机的平均容量系数约为35%。
这也可与欧洲的一些最佳涡轮机相当,并且与平均美国的最佳涡轮机几乎高达56%的天然气组合循环能力因子。更高的容量因素使得近海风更容易进入电网,削弱间歇性的论点,并产生更高的可再生能源渗透。
风可以与其他清洁能源配对
海上风的特点允许离岸涡轮机与其他清洁能源技术配对,放大排放和成本降低。在一些州,如加利福尼亚州,海上风图案补充太阳能发电模式:在晚上随着太阳能资源的降低,海上风力资源增加。在东北冬季,当太阳能资源特别低时,海上风可以提供低成本,可靠的清洁能源。
海上风能已经在电池存储领域找到了另一个潜在合作伙伴。虽然公用事业规模的储能本身是一项蓬勃发展的技术,但它已经被提议作为美国海上风能的补充。在马萨诸塞州,深水风能公司与特斯拉能源公司合作,提出了一个144兆瓦的风电场和40兆瓦时的存储系统。这为实现气候目标的两项关键技术的成本降低和技术进步打开了大门。
项目管道呈指数级增长
截至2017年6月,2.4万兆瓦的海上风电项目——大约相当于美国陆上风电装机总量的30%——处于项目管道的某个阶段,其中大部分位于马萨诸塞州、新泽西州和北卡罗来纳州。这些项目将使美国能源部的“风能愿景”目标在2050年达到86吉瓦,同时也证明了海上风能的短期前景非常光明。
成本已经具有竞争力
尽管美国的成本数据仍然有限,但欧洲成本的下降表明,蓬勃发展的美国市场可能存在生存能力。欧洲合同价格从2017年商业运营日期的约200美元/兆瓦时降至2025年运营日期的65美元/兆瓦时。Block Island项目于2016年完工,第一年的购电协议为244美元/兆瓦时,为期20年。随着美国海上风电项目管道的建立和海上风电供应链的增长,预计价格将大幅下降。在一些电价高且传输受限的地区,海上风力发电与其他能源相比已经具有竞争力。
研发投资将推动关键的技术进步
在全球范围内,有推动开发浮动涡轮机,因为大多数海上风电位都比固定底涡轮机能够处理更深的水域。在美国,近60%的潜在风资源在这些深水中。虽然该技术还没有准备群心部署,但政府和行业在浮动涡轮机研发中投入大幅投资。例如,DOE有几个海上风研发和试点计划资助机会强调浮动涡轮机技术。这只是一个越来越多的原因,即富发拥有强大的预算,继续投资这一重要的研究,并与行业合作以支持海上风力部署的技术创新。
This is an exciting time for offshore wind, as with onshore wind, since roughly half of the U.S. population is living in coastal regions with ambitious clean energy goals and limited land, offshore wind is set to deliver large economic, public health, and environmental benefits. Onshore wind and solar have significant health benefits, and adding the enormous amount of offshore wind potential to the mix can only improve them.
有了正确的州和联邦政策,专注于需求技术研究和迅速降低技术成本,我们可以期待海上风能顺利地成为美国电力结构中的一个重要参与者,并帮助美国实现其长期气候目标。
凯利·麦考伊(Kelly McCoy)是美国国家资源保护委员会的施耐德研究员。
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