日前,美国白宫正式发布由能源部主导的风能项目报告,《风电愿景:美国风电新时代》。报告指出,风电是美国发展最快的可再生能源发电形式之一。风电装机容量从1996年的1.4GW增加到2013年的61GW。同期,风电发电量从32亿千瓦时增加到1680亿千瓦时。
2013年,风电发电量在终端电力消费中的占比达到4.5%。其中,9个州的风电占比超过12%。其中,风电占比最高的两个州是爱荷华州和南达科塔州,占比分别为27.4%和26%。
风电不会直接排污温室其他,其全生命周期内的温室气体排放水平也较低。根据美国能源部研究结果显示,风电度电二氧化碳排放量相当于亚临界燃煤发电的1%,燃气联合循环发电的3%,同时也较其他在发电过程中不排污的发电方式全生命周期内排放量低。
2013年,美国风电直接减排量1.15亿吨二氧化碳,相当于减少了2000万辆汽车的排放量。减少二氧化硫排放15.7万吨,减少氮氧化物排放9.7万吨,减少水的消耗量365亿吨。
美国风电技术可开发量15200GW,其中陆上11000GW,海上4200GW。
美国能源部组织专家对未来2020年风电占比10%,2030年风电占比20%和2050年风电占比35%的情景下,风电发展的社会、经济和环境效益进行了研究。
在该情景下,到2020、2030和2050年,美国风电发展规模分别增加到113GW,224GW,404GW。2014-2020年,每年新增风电装机容量7.7GW;2021-2030年,每年新增风电装机容量12.1GW;2031-2050年,每年新增风电装机容量17.5GW。
在该情景下,到2030年,美国中西部和东北部许多地区的风电占比超过20%,部分地区超过30%;到2050年,许多地区的风电占比超过35%,特别是中部和西部地区;但是,东南部地区的占比仍然将低于10%。不同区域间面临的电网接入挑战有明显的差异。2030年和2050年弃风电量分别为200亿千瓦时和500亿千瓦时,弃风率分别为2%和3%。
为了实现风电的消纳,减少弃风,电网需要大规模扩容,2013年美国电网的容量为2亿兆瓦-英里,到2030年和2050年,新增电网的容量需要分别为当前容量的2.7倍和4.2倍。
研究主要结论为:
(1)随着风电在能源结构中的比重逐步增加和风电成本的下降,风电价格将在未来十年内与传统的能源技术竞争;
(2)到2050年,风电将在美国全境50个州均具有经济可行性;
(3)到2050年,风电全产业链,包括制造、安装、维护和相关服务业,将提供就业岗位60万个,风电领域年度新增投资额将达700亿美元;
(4)到2050年,风电设备主要由美国本土制造;
(5)到2050年,风电可以减少温室气体排放量123亿吨,由此减少的碳排放价值相当于4000亿美元。减少二氧化硫排放量260万吨,减少氮氧化物排放量470万吨,减少细颗粒物排放量50万吨,相当于节约保健费用和节约经济损失折合1080亿美元;
(6)到2050年,风电在电力行业节约用水量2600亿加仑(9.84亿立方米),相当于40万个奥林匹克比赛标准泳池的蓄水量;
(7)到2050年,节约天然气成本约2800亿美元;
(8)到2050年,地方政府可以从土地租赁税和资产税等方面,每年增加税收32亿美元。