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美國要在2035年實現80%的電力供應來自清潔及可再生能源的目標,能源成本將由每千瓦時20美分降為10美分。此舉可能最終挑戰英國世界領先的海上風力發電樞紐的地位。
美國近海/離岸風力渦輪機可以提供足夠電力,滿足目前的電力需求。
海邊相對較淺水域是風力渦輪機最易豎立、技術上最為可行的場址。僅僅利用這些水域的風力渦輪機就可滿足沿海大多數各州至少20%的電力需求。
美國大西洋海岸的風能潛力最大,估計可產生1萬億瓦特電力,足以滿足美國1/4的電力需求。雖然包括加利福尼亞州海岸在內的太平洋海岸潛力巨大,但是在更深的水域,風力渦輪機可能面臨日益嚴峻的挑戰。
美國海上風能的潛力高達400萬兆瓦。當然,這只是理論數字,如果將所有限制因素考慮進來,包括經濟性、風力條件等,美國可大規模商用的海上風能大致為1.27億千瓦。
美國海上風電的發展目標首先鎖定淺灘,然后發展至深水;主要采用單機容量為5兆瓦或更大的風機。目標在2012年,4級淺灘的電價降為5美分/千瓦時。目前正在研制深水技術,在技術進步的同時,也將注重成本控制,確保海上風電健康發展。
美國能源部和內政部3月16日發布了《國家海上風電戰略:創建美國海上風電產業》。這是美國史上首個關于海上風電的機構間合作規劃。該規劃聚焦于解決三個主要問題:海上風電的相對高成本,安裝、運營和并網方面的技術挑戰,現場數據和項目審批程序經驗的缺乏。
在用于解決上述問題的5500萬美元資金中,約有一半左右用于技術研發,有1800萬美元用于進行經濟和環境研究以消除海上風能的市場障礙,還有750萬美元則將用于傳動系統研究。
設立的四個風能區域將位于大西洋中部,分別在特拉華州、馬里蘭州、新澤西州以及弗吉尼亞州的外大陸架。此外,馬塞諸塞州和羅得島州也將設立風能區域。
投資計劃重點包括以下三個方面:
一是技術開發(5年內投入2500萬美元):支持創新型風機設計工具和硬件的開發。具體將包括開放源計算工具的開發、系統優化海上風電場概念研究以及為優化下一代海上風電系統的耦合渦輪轉子和控制系統的開發。
二是消除市場障礙(3年內投入1800萬美元):支持表征限制海上風電部署的關鍵行業部門和因素的基礎研究和定向環境研究。具體將包括海上風電市場和經濟分析、環境風險降低、制造業和供應鏈開發、輸電規劃和并網策略、最佳的基礎結構和運營以及風力資源表征。
三是下一代傳動系統(3年內投入750萬美元):資助下一代風機傳動系統的開發和改良,這是具有成本效益的海上風電所需的一項核心技術。
在國家海上風電戰略之下,美國能源部計劃到2020年海上風電容量將至1000萬千瓦,到2030年達到5400萬千瓦。而對海上風能的有效利用,將有助于實現美國總統奧巴馬確立的到2035年全國80%的電力來自可再生能源的目標。
弗吉尼亞州海上風電發展局發布一份調查報告,聲稱目前美國海上風力發電的成本偏高。該報告援引美國能源部的數據指出,目前美國海上風電的發電總成本大約為0.243美元/千瓦時,而發同樣多的電,陸上風電的成本僅有0.097美元/千瓦時。不僅如此,同其他一些發電形式相比,海上風電的成本也高了許多。根據該報告,每千瓦時電力太陽能光伏發電系統的成本大約為0.211美元;燃氣輪機發電大約為0.125美元;核電則為0.114美元;生物質能發電為0.113美元;燃煤發電成本為0.109美元;聯合循環渦輪機發電更是只有0.066美元。
根據美國聯邦《年度能源展望2011》預計,2011年美國海上風力發電的成本可能比2010年還要高出50%。在歐洲,受可再生能源電力目標的壓力,同時新的風電場都建在更深的海域,這些因素都助長了全球海上風電項目成本的增長,進而影響了美國海上風電項目的成本。因此降低成本成為促進美國海上風電發展的關鍵。

不過,隨著海上風電產業在美國的逐步發展,成本下降也是有可能的。Domonion資源公司在這方面就率先進行了嘗試,采用來自不同發電源的電力。該公司表示,隨著供應鏈的發展,海上風力發電機系統的價格將有所下降。另外,該公司的子公司、弗吉尼亞州最大的電力企業Dominion弗吉尼亞電力公司還提出,將進行初步調查研究,以建設一條從弗吉尼亞海岸通往大西洋海上風場的高壓水下輸電線路,嘗試用一條線路傳輸多個海上風電場的電力。
海上風電并不是新生產業,但卻算得上是美國能源大家庭中的新鮮面孔,業界和政府一致認為它擁有無限潛力。但如同其他清潔能源一樣,海上風電也遭受各種困擾,加之大量投資帶來的不確定性,投資者往往會對這一綠色能源的處女地猶豫不決。
自奧巴馬成為美國總統以來,關于清潔能源和經濟復蘇的話題在美國已被無數次討論。美國政府公布的2012年預算,非常認可去年美國可再生能源實驗室在一份報告中所做的預測,即每增加1兆瓦海上風電的裝機容量,就能夠創造20個就業機會,而美國海上風電的潛力高達400萬兆瓦。同時,這份預算也肯定了能源部提出的海上風電建設規劃。隨著美國內政部決定大幅簡化海上風電項目的批復程序,人們有理由相信,美國的海上風電行業未來將有大動作。
美國內政部去年針對大西洋外大陸架風能開發發起了“智能起航”的倡議,這個倡議與早前的太陽能促進措施類似,目的是簡化海上風電項目的審批程序。此次發布的《國家海上風電戰略:創建美國海上風電產業》,肯定了美國發展海上風電的可行性和市場潛力,并將新澤西、特拉華、馬里蘭和弗吉尼亞列為海上風電的理想發展地。
可以看到,目前美國的部分地區也已開始向這個方向努力。今年2月,新澤西州專門為海上風電設立了一個名為“購買海上可再生能源電力”的強制性項目,規定州內所有公共事業公司必須按照一定的比例,購買已獲批海上風電項目建成后生產的電力。不久前,馬里蘭州州長批準了一份新法案——海上風電法案,依據該法案,馬里蘭州的公共事業公司必須與海上風電企業簽署長期購電合同,要求區域內的4家電力公司未來必須與合格的海上風電場簽署為期20年的購電協議。這意味著馬里蘭州未來的電力供應中必然會出現海上風電。
從長遠看,對海上風能的有效利用,將有助于實現美國總統奧巴馬確立的到2035年全國80%的電力來自可再生能源的目標。但是對于一個新興產業,海上風電勢必要經歷一個相對較長的發展期,以證明它兼具可行性和經濟性,可以看到的積極因素要多過不利因素。因此,未來海上風電產業在美國會有多快的發展,能走多遠,還是要看美國相關政策的扶持力度。