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美國(guó)實(shí)現(xiàn)電力碳中和的最大法寶是海上風(fēng)電

   2021-04-20 國(guó)際能源小數(shù)據(jù)6590
核心提示:美國(guó)評(píng)論由戰(zhàn)略與國(guó)際研究中心(CSIS)發(fā)表評(píng)論,題目是:Bidens Big Bet on Offshore Wind(拜登在海上風(fēng)電上的大賭注)。拜登
美國(guó)評(píng)論由戰(zhàn)略與國(guó)際研究中心(CSIS)發(fā)表評(píng)論,題目是:Biden’s Big Bet on Offshore Wind(拜登在海上風(fēng)電上的大賭注)。

拜登政府已經(jīng)在海上風(fēng)電上下了很大的賭注,將這項(xiàng)技術(shù)提升到了戰(zhàn)略選項(xiàng)之列。這一舉措可降低溫室氣體排放、創(chuàng)造良好就業(yè)機(jī)會(huì)并推動(dòng)相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施投資的潛力,特別是在美國(guó)東海岸沿線。

到2020年底,美國(guó)海上風(fēng)電裝機(jī)容量?jī)H占世界的0.1%(而陸上風(fēng)電裝機(jī)容量?jī)H占17%),遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于中國(guó)和歐洲國(guó)家。


2021年3月8日,美國(guó)海洋能源管理局(BOEM)發(fā)布了馬薩諸塞州沿海風(fēng)電項(xiàng)目的最終環(huán)境影響報(bào)告書,該項(xiàng)目長(zhǎng)期以來(lái)被業(yè)界視為該行業(yè)命運(yùn)的風(fēng)向標(biāo)。接著,3月29日白宮宣布了更雄心勃勃的目標(biāo),到2030年部署30吉瓦的海上風(fēng)電裝機(jī)容量——相對(duì)于2020年的水平增加了1000倍,大致相當(dāng)于2020年全球的總裝機(jī)容量(約34.4 GW)。為了支持這一目標(biāo),美國(guó)政府將簡(jiǎn)化許可證的頒發(fā),為港口提供資金,為開發(fā)商提供新的貸款,并在其他相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行投資,以促進(jìn)海上風(fēng)電的研發(fā)、數(shù)據(jù)共享。普林斯頓大學(xué)的一項(xiàng)研究表明,到2050年,美國(guó)經(jīng)濟(jì)的凈零溫室氣體排放量可能需要200到400吉瓦的海上風(fēng)電。

世界上大部分風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量都位于陸上。相對(duì)于陸上風(fēng)電而言,海上風(fēng)電容量?jī)H為34.4吉瓦,而陸上風(fēng)電容量約為700吉瓦。海上風(fēng)電在地理上也很集中:73%的總?cè)萘吭诒睔W和西歐,26%在中國(guó)(其余在亞洲其他地區(qū))。美國(guó)僅有兩個(gè)運(yùn)營(yíng)項(xiàng)目,總?cè)萘繛?2兆瓦。

實(shí)現(xiàn)拜登的海上風(fēng)電目標(biāo)需要的不僅僅是將陸上渦輪機(jī)移到海上。海上風(fēng)電在技術(shù)上比陸上風(fēng)電更復(fù)雜,因此成本更高。陸上風(fēng)電的全球平均平準(zhǔn)化成本為每千瓦時(shí)0.053美元,而海上風(fēng)電為每千瓦時(shí)0.115美元。對(duì)于一個(gè)典型的陸上風(fēng)電場(chǎng)來(lái)說(shuō),大部分成本都是由風(fēng)機(jī)本身驅(qū)動(dòng)的,而諸如組裝和安裝等活動(dòng)約占平準(zhǔn)化成本的16%。對(duì)于固定的近海風(fēng)力發(fā)電場(chǎng),這些成本占34%,僅子結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)就占13%。更大的渦輪機(jī)以及更好的運(yùn)行和維護(hù)策略可望在降低海上風(fēng)電的成本,2030年的成本可能低至每千瓦時(shí)0.05美元,2050年的成本可能低至每千瓦時(shí)0.03美元。

風(fēng)電還有選址方面的問(wèn)題,風(fēng)力的潛力和海岸能見度的要求導(dǎo)致了項(xiàng)目在距離海岸至少15英里的地方開發(fā)。大多數(shù)項(xiàng)目都錨定在10至50米深的海底。浮動(dòng)式渦輪機(jī)可以讓開發(fā)商進(jìn)入更深的水域,但它們?nèi)蕴幱陂_發(fā)的早期階段。將電力輸送到海岸的輸電線路通常是海底電纜,這些電纜連接到海上變電站,最終連接到陸上集電極和變電站。來(lái)自歐洲的經(jīng)驗(yàn)表明,開發(fā)商通常會(huì)建立一個(gè)輻射狀系統(tǒng),直接從風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng),或者建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),從多個(gè)風(fēng)場(chǎng)收集電力傳輸?shù)疥懮想娋W(wǎng)。

盡管目前還沒(méi)有大型項(xiàng)目開工建設(shè),但有美國(guó)幾個(gè)東部州正爭(zhēng)先恐后地設(shè)定雄心勃勃的目標(biāo)。紐約以2035年9吉瓦的目標(biāo)領(lǐng)先;新澤西州以7.5吉瓦的目標(biāo)緊隨其后,馬薩諸塞州的目標(biāo)是5.6吉瓦,這些州一級(jí)的目標(biāo)加在一起,已經(jīng)略高于拜登宣布的2030年30吉瓦的目標(biāo)。


雖然到目前為止大部分活動(dòng)都在東海岸,但美國(guó)的潛力遠(yuǎn)不止這些。美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(National Renewable Energy Laboratory,NREL)在2020年進(jìn)行的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),加州海岸有可能產(chǎn)生約200吉瓦的海上風(fēng)電;墨西哥灣可能達(dá)到508吉瓦。阿拉斯加的海上風(fēng)力發(fā)電潛力更大,接近3000吉瓦。

目前美國(guó)約有42兆瓦的海上風(fēng)電在運(yùn)行,但另有約12吉瓦在開發(fā)中,下表顯示了正在計(jì)劃或正在審批的項(xiàng)目。最重要的參與者是丹麥風(fēng)力開發(fā)公司?rsted,以及位于新罕布什爾州的公用事業(yè)公司Eversource Energy。近年來(lái),美國(guó)離岸市場(chǎng)吸引了殼牌、Equinor和BP等幾家歐洲石油和天然氣超級(jí)巨頭的興趣。這些公司表示,他們相信自己在海上石油和天然氣領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)能夠很好地滿足海上風(fēng)電的需求。

 
 
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