日前,美國白宮正式發布由能源部主導的風能項目報告,《風電愿景:美國風電新時代》。報告指出,風電是美國發展最快的可再生能源發電形式之一。風電裝機容量從1996年的1.4GW增加到2013年的61GW。同期,風電發電量從32億千瓦時增加到1680億千瓦時。
2013年,風電發電量在終端電力消費中的占比達到4.5%。其中,9個州的風電占比超過12%。其中,風電占比最高的兩個州是愛荷華州和南達科塔州,占比分別為27.4%和26%。
風電不會直接排污溫室其他,其全生命周期內的溫室氣體排放水平也較低。根據美國能源部研究結果顯示,風電度電二氧化碳排放量相當于亞臨界燃煤發電的1%,燃氣聯合循環發電的3%,同時也較其他在發電過程中不排污的發電方式全生命周期內排放量低。
2013年,美國風電直接減排量1.15億噸二氧化碳,相當于減少了2000萬輛汽車的排放量。減少二氧化硫排放15.7萬噸,減少氮氧化物排放9.7萬噸,減少水的消耗量365億噸。
美國風電技術可開發量15200GW,其中陸上11000GW,海上4200GW。
美國能源部組織專家對未來2020年風電占比10%,2030年風電占比20%和2050年風電占比35%的情景下,風電發展的社會、經濟和環境效益進行了研究。
在該情景下,到2020、2030和2050年,美國風電發展規模分別增加到113GW,224GW,404GW。2014-2020年,每年新增風電裝機容量7.7GW;2021-2030年,每年新增風電裝機容量12.1GW;2031-2050年,每年新增風電裝機容量17.5GW。
在該情景下,到2030年,美國中西部和東北部許多地區的風電占比超過20%,部分地區超過30%;到2050年,許多地區的風電占比超過35%,特別是中部和西部地區;但是,東南部地區的占比仍然將低于10%。不同區域間面臨的電網接入挑戰有明顯的差異。2030年和2050年棄風電量分別為200億千瓦時和500億千瓦時,棄風率分別為2%和3%。
為了實現風電的消納,減少棄風,電網需要大規模擴容,2013年美國電網的容量為2億兆瓦-英里,到2030年和2050年,新增電網的容量需要分別為當前容量的2.7倍和4.2倍。
研究主要結論為:
(1)隨著風電在能源結構中的比重逐步增加和風電成本的下降,風電價格將在未來十年內與傳統的能源技術競爭;
(2)到2050年,風電將在美國全境50個州均具有經濟可行性;
(3)到2050年,風電全產業鏈,包括制造、安裝、維護和相關服務業,將提供就業崗位60萬個,風電領域年度新增投資額將達700億美元;
(4)到2050年,風電設備主要由美國本土制造;
(5)到2050年,風電可以減少溫室氣體排放量123億噸,由此減少的碳排放價值相當于4000億美元。減少二氧化硫排放量260萬噸,減少氮氧化物排放量470萬噸,減少細顆粒物排放量50萬噸,相當于節約保健費用和節約經濟損失折合1080億美元;
(6)到2050年,風電在電力行業節約用水量2600億加侖(9.84億立方米),相當于40萬個奧林匹克比賽標準泳池的蓄水量;
(7)到2050年,節約天然氣成本約2800億美元;
(8)到2050年,地方政府可以從土地租賃稅和資產稅等方面,每年增加稅收32億美元。