美國能源信息署在其發(fā)布的《2019年度能源展望》中指出,未來30年,可再生能源發(fā)電量(風(fēng)力、太陽能、水力)將從2018年的5000億千瓦時增加到2050年的1.5萬億千瓦時。
美國能源信息署署長Linda Capuano表示:“該報告強調(diào)了可再生能源在美國發(fā)電能源結(jié)構(gòu)中的比例正在攀升,增長動力主要來自于太陽能和風(fēng)能。實際上,在我們的參考案例中預(yù)測,在不到十年的時間內(nèi),可再生能源在美國發(fā)電能源中的比重將超過煤炭和核能。”
在可再生能源的迭代中,驅(qū)動力并不單單來自于政治,而來自經(jīng)濟學(xué)家計算得出的發(fā)電成本數(shù)字。
隨著大量天然氣資源的發(fā)現(xiàn),新的可采儲量降低了氣價,使得天然氣能夠取代煤炭滿足基荷電力需求。風(fēng)電的技術(shù)進步也在壓低價格(畢竟風(fēng)力是完全免費的)。伯克利實驗室稱,2009年的全美風(fēng)電購買協(xié)議(PPA)價格高達7美分/千瓦時,而到了2017年,這一均價下降到了2美分/千瓦時。誠然,其中有聯(lián)邦稅收抵免的因素,而且是基于成本最低的風(fēng)電區(qū)域,并不是海上風(fēng)電。
但是價格的走勢已經(jīng)說明問題。這一走勢將持續(xù)下去,因為它背后有著最為寶貴的資源:人類智慧、獨創(chuàng)性、想象力,這是當(dāng)前最為豐富和富有成效的資源,因為此時此刻每一個問題上都可能匯集了無數(shù)的聰明才智來集思廣益找到答案。
如果你住在波士頓、巴爾的摩或諾福克這些遠(yuǎn)離懷俄明和內(nèi)布拉斯加的廉價風(fēng)電中心的地區(qū),那么你可能需要離家更近的海上風(fēng)電資源。現(xiàn)在,沿海各城市和各州都在致力于提高海上風(fēng)電在其電力結(jié)構(gòu)中的比重。如何達到這一目標(biāo),實現(xiàn)海上風(fēng)電的從無到有,我們需要仔細(xì)進行研究。
首先,我們從海洋能源管理局(BOEM)的網(wǎng)站開始著手。該網(wǎng)站的目的是提供信息而非研究,提供了當(dāng)前已經(jīng)獲得投資的海上風(fēng)電項目的相關(guān)信息。
BOEM所管轄的并不僅僅是風(fēng)電,還有潮汐能。潮汐能是一種新興技術(shù),受BOEM監(jiān)管。我們將在未來關(guān)注馬薩諸塞州的相關(guān)項目進展情況。在東海岸,除紐約州外,許多州已經(jīng)啟動了海上風(fēng)電項目,或是至少制定了規(guī)劃。
• 新澤西州承諾在2030年以前提供3500兆瓦的海上風(fēng)電。新澤西州也是NYBight開發(fā)項目規(guī)劃的一部分。
• 2018年,馬薩諸塞州通過了《促進清潔能源法案》(H.4857),指示能源部對高達1600兆瓦的風(fēng)電采購的“必要性、效益和成本”進行調(diào)查研究。更值得注意的是,12月,BOEM宣布該州在聯(lián)邦水域(馬薩諸塞州海上約39萬英畝)可再生能源租賃權(quán)競拍總額創(chuàng)下新高。三家競標(biāo)企業(yè)的總競標(biāo)價格約為4.05億美元。
• 弗吉尼亞州在距離弗吉尼亞海灘約20英里的海域擬建一處海上風(fēng)能區(qū)塊。去年12月,該州接受能源咨詢公司BVG Associates的建議,成立一個“弗吉尼亞海上風(fēng)電辦公室”,為海上風(fēng)電提供計算和推進。另一項建議是“朝著建立跨州地區(qū)供應(yīng)鏈集群努力,為行業(yè)提供覆蓋廣泛的網(wǎng)絡(luò)和各州的最佳條件。”換言之,是趕快著手為實現(xiàn)海上風(fēng)電做好準(zhǔn)備。
• 2016和2018年,BOEM批準(zhǔn)了特拉華州海岸2個項目的租賃。
2017年,美國能源部發(fā)布了一份題為《2015-2030年美國海上風(fēng)電經(jīng)濟潛力評估》的研究報告。其主要作者Philipp Beiter和Walter Musial均來自美國能源部下屬國家可再生能源實驗室(NREL)。
該評估基于求真務(wù)實的實踐派分析,建立在兩個重要指標(biāo)的基礎(chǔ)上:(1)“能源平準(zhǔn)化成本”
“平衡化的能源成本”
第一個指標(biāo)以每兆瓦時的成本表述了市場價格的競爭。第二個指標(biāo)是避免成本,顯示了其在能源市場的價值。因為如果這些電力并不被特定的市場需要,或是無法滿足運營條件(如時段或峰值負(fù)載需求),或是無法取代備用產(chǎn)能,那么即使價格極低,也不具有系統(tǒng)運營的價值。
通過這些指標(biāo),國家可再生能源實驗室對超過7000處美國沿海地區(qū)的海上風(fēng)電選址在2015年至2027年間的經(jīng)濟潛力進行了評估。值得一提的是,該評估不包括政策激勵和補貼,不包含碳定價或稅收抵免的國家優(yōu)惠政策,而是專注于風(fēng)電成本的下降。其主要結(jié)論如下:
• 平準(zhǔn)化成本或避免成本的變化(即使是細(xì)小的變化)可能引發(fā)風(fēng)電項目經(jīng)濟潛力的重大改變。
• 擁有經(jīng)濟潛力的海上風(fēng)電場主要來自于弗吉尼亞州東北海域和東海岸,至少在大西洋海域是如此。
• 技術(shù)推動價格的下降。通過建模,得出以下預(yù)測:
• 2015年,在150美元/兆瓦時或以下的價格水平,裝機量為40吉瓦(GW),全部為底端固定式風(fēng)電機,沒有浮式風(fēng)電機(而太平洋海域可能需要安裝浮式風(fēng)電機)。
• 到2022年,在150美元/兆瓦時或以下的價格水平,裝機量可能達到870吉瓦,其中480吉瓦為底端固定式風(fēng)電機,390吉瓦為浮式風(fēng)電機。但重要的是,如果低于125美元/兆瓦時,那么裝機量可能將達到290吉瓦;如果在100美元/兆瓦時以下,則底端固定式風(fēng)電機裝機量或?qū)⑦_到4吉瓦。
•到2027年,在150美元/兆瓦時或以下的價格水平,裝機量可能達到1790吉瓦,其中600吉瓦為底端固定式風(fēng)電機,1190吉瓦為浮式風(fēng)電機。如果低于125美元/兆瓦時,那么裝機量可能將達到1280吉瓦(固定式520,浮式760);如果在100美元/兆瓦時以下,則裝機量為450吉瓦(固定式240,浮式210)。
當(dāng)然,這只是理論上的推測,但海上風(fēng)電的光明前景無需懷疑。國家可再生能源實驗室還列舉了美國海上風(fēng)電發(fā)展所需的一些關(guān)鍵因素:
• 技術(shù)創(chuàng)新的持續(xù)投資;
• 打造能夠比肩歐洲海上風(fēng)電供應(yīng)的美國國內(nèi)供應(yīng)鏈;
• 歐洲成本下降也將影響美國風(fēng)電業(yè);
• 可能支持價格的政策決策,如稅收抵免、碳定價、貸款擔(dān)保。或是一些負(fù)面因素,如監(jiān)管層的不確定性和市場障礙。
新的海上風(fēng)電項目在各個階段,都面臨著艱巨的挑戰(zhàn)和高昂的成本。但是,生活離不開電力,而可再生能源是現(xiàn)在唯一的方向。在全國各地,核電和煤炭項目,無論是新項目還是擴建,都已經(jīng)是過去式。天然氣被認(rèn)為是“過渡能源”,是我們實現(xiàn)100%可再生能源前的過渡。而考慮到賓夕法尼亞州、新澤西州、馬薩諸塞州和緬因州的一些大型天然氣項目所遭到的廣泛而強烈的反對,其“過渡能源”的地位越來越被人所公認(rèn)。大眾希望得到廉價的能源,但這種廉價的能源首先要是清潔的。而在這方面,海上風(fēng)電無疑擁有十足的潛力。現(xiàn)在是時候深挖這些潛力了。