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國家能源檔案·美國風(fēng)電篇:風(fēng)能已成美國最常用可再生能源

中國電力網(wǎng)發(fā)布時間:2020-03-16 10:22:18

  根據(jù)美國風(fēng)能協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)據(jù),風(fēng)電已經(jīng)為11.4萬美國人創(chuàng)造了高薪工作,風(fēng)力渦輪機技術(shù)人員是增長第二快的職位,在未來十年內(nèi)將增長96%,并且美國風(fēng)電行業(yè)雇傭退伍軍人的比率是最高的,比全國平均水平高67%。

  美國能源信息署今年1月發(fā)布的報告表示,預(yù)計今年全美將新增42吉瓦的發(fā)電裝機(開始商業(yè)運營),其中風(fēng)能和太陽能占有絕對優(yōu)勢地位(32吉瓦,占76%)。從具體數(shù)據(jù)來看,風(fēng)能在這些新增能源中所占比例最大,達(dá)44%,其次是太陽能和天然氣,分別為32%和22%,其余2%來自水力發(fā)電和蓄電池。

  綜合以上數(shù)據(jù)來看,風(fēng)能在美國能源結(jié)構(gòu)中的地位正變得越來越重要。

  美國陸上風(fēng)電裝機概況

  根據(jù)美國能源信息署收集的數(shù)據(jù),美國大多數(shù)風(fēng)力渦輪機都是為中等風(fēng)力環(huán)境設(shè)計的。根據(jù)國際電工委員會(IEC)的定義,風(fēng)力設(shè)計等級從1級(強風(fēng))到4級(極低風(fēng))。

  美國許多早期風(fēng)能項目都是使用1級渦輪機在加利福尼亞州建造的,這些較早的項目需要高風(fēng)速才足以發(fā)電,以抵消相對較高的安裝成本。風(fēng)電技術(shù)的進(jìn)步,例如更長的葉片和更高的塔架,使得在風(fēng)速較低的地方也可以安裝風(fēng)力渦輪機。1類渦輪機的設(shè)計平均風(fēng)速為每秒10米或每小時22.4英里,極端陣風(fēng)速度為每小時156英里。4級渦輪機設(shè)計用于極低的風(fēng)速,平均速度為每秒6米,陣風(fēng)速度為每小時94英里。

  現(xiàn)在,美國陸上風(fēng)電裝機容量已經(jīng)超過100吉瓦。其中超過一半的裝機都是在2012年以后安裝的,美國最古老的風(fēng)力渦輪機位于加利福尼亞州,安裝于1975年7月,目前仍在運營。截至2019年三季度,美國有41個州安裝了風(fēng)力渦輪機,德克薩斯州裝機比重最高,其次為愛荷華州、俄克拉荷馬州和堪薩斯州,這四個州占美國總風(fēng)力發(fā)電裝機的一半。

  在美國,德克薩斯州擁有最多數(shù)量(1.3萬個)的風(fēng)力渦輪機和風(fēng)電裝機(超過24.2吉瓦)。全球平均陸上風(fēng)電的平準(zhǔn)化度電成本為每千瓦時52美元,而在德克薩斯州,未受資助的陸上風(fēng)電成本僅為每千瓦時27美元。

  海上風(fēng)電起步晚、發(fā)展快

  海上風(fēng)電已成為全球性行業(yè),并且向歐洲提供了大量清潔能源。據(jù)統(tǒng)計,全球海上風(fēng)電裝機已超過8771兆瓦(截至2014年),預(yù)計到2020年將翻一番以上。但美國海上風(fēng)電起步相對較晚,第一個海上風(fēng)電場于2016年完成建設(shè)。該項目耗資3億美元,裝機30兆瓦,可以為羅德島1.7萬戶居民供電。

  穩(wěn)定的投資、稅收抵免對幫助該行業(yè)發(fā)展至關(guān)重要。目前,美國有13個海上風(fēng)電項目,跨越10個州,處于不同的發(fā)展階段,總裝機接近600萬千瓦。海上風(fēng)電是美國靠近人口中心的巨大能源,且與高需求時期(往往當(dāng)時批發(fā)電價是最昂貴的)相對應(yīng)。與其他類型能源相比,海上風(fēng)電價格可以鎖定20年甚至更長時間,足以應(yīng)對化石燃料價格波動。

  美國能源部認(rèn)為,到2050年,美國可以安裝總計8600萬千瓦的海上風(fēng)電項目,在沿海社區(qū)創(chuàng)造更多的就業(yè)機會。參照陸上風(fēng)電的成本(2009~2014年,下降了66%),隨著美國工業(yè)規(guī)模經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,海上風(fēng)電的成本可能會大幅下降。

  歐美風(fēng)電行業(yè)對比

  美國風(fēng)力渦輪機的效率大約是德國平均水平的兩倍。由于美國擁有世界級的風(fēng)能資源,其風(fēng)能成本遠(yuǎn)低于歐洲。

  歐洲規(guī)定可再生能源的固定價格高于市場價格,并要求電網(wǎng)運營商在使用其他資源之前優(yōu)先使用風(fēng)能。這兩項政策在美國都不存在,這是美國的生產(chǎn)和市場政策相結(jié)合的結(jié)果。在減少污染和溫室氣體排放方面,大量的風(fēng)能在歐洲得到整合,減少了歐洲大陸的污染。舉例來說,風(fēng)能正在穩(wěn)步減少德國的碳排放量,如果德國不關(guān)閉核電站的話,減排量還會更大。如果用風(fēng)力發(fā)電代替德國的天然氣發(fā)電,可節(jié)省4000億立方英尺的天然氣,占德國從俄羅斯進(jìn)口天然氣總量的三分之一。其他歐洲國家平均大約有15%~30%的電力來自于風(fēng)能,這使得它們的電力部門在過去十年中減少了大約一半的碳排放。

  預(yù)計到2030年,美國20%的電力來自于風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)能已成為減少碳污染最快、最便宜、規(guī)模最大的方法之一,相當(dāng)于減少4300萬輛汽車的碳排放。

  風(fēng)電行業(yè)的未來規(guī)劃及風(fēng)險

  根據(jù)美國能源信息署的數(shù)據(jù),國內(nèi)運營商計劃在2020年實現(xiàn)新增18.5吉瓦的風(fēng)電裝機,超過2012年創(chuàng)下的紀(jì)錄:13.2吉瓦。超過60%的裝機(約11.2吉瓦)計劃在年底上線,即2020年11月和12月。預(yù)計五個州將占2020年新增風(fēng)電裝機的一半以上:德克薩斯州占32%,其次是俄克拉荷馬州(6%),然后是懷俄明州、科羅拉多州和密蘇里州將各占5%。

  由于生產(chǎn)稅抵免(PTC)將于2020年底到期,這將推動風(fēng)電裝機大幅增加。生產(chǎn)稅抵免的優(yōu)惠政策逐步退出的影響還體現(xiàn)在2019年上線的新增風(fēng)電裝機上,美國能源信息署預(yù)計去年新增風(fēng)電裝機為11.8吉瓦。

  風(fēng)能的蓬勃發(fā)展之下也有隱藏的風(fēng)險,其中最主要的是美國與其他國家的貿(mào)易摩擦對進(jìn)口關(guān)稅的影響。根據(jù)美國風(fēng)能協(xié)會的簡報,關(guān)稅導(dǎo)致全美2.1萬個風(fēng)能相關(guān)崗位暴露在風(fēng)險之中,主要集中在農(nóng)村地區(qū)。美國對鋼鐵和鋁零件產(chǎn)品的關(guān)稅會嚴(yán)重影響到美國制造商,從而產(chǎn)生連鎖效應(yīng)。

  美國風(fēng)能協(xié)會首席執(zhí)行官湯姆·吉爾南表示:“我們非常擔(dān)心關(guān)稅對就業(yè)的影響。如果不是受到當(dāng)前關(guān)稅的影響,我們會雇傭更多的人。如果實現(xiàn)總統(tǒng)提議的增加關(guān)稅,這會進(jìn)一步減少我們的增長速度,導(dǎo)致風(fēng)能行業(yè)的就業(yè)人數(shù)下降。”

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