美国海上风电发展缓慢。以下是可能改变这种情况的原因。

高昂的成本和繁琐的审批流程多年来一直阻碍着这项技术的发展。
Offshore wind turbine against cloudy sky
海上风电在欧洲大部分地区蓬勃发展。然而,美国拥有巨大的能源潜力。Waldemar Brandt 摄于 Unsplash

海上风电是欧洲、中国及其他地区广受欢迎的可再生能源,但在美国却很少见。目前,全国只有两个海上风电设施,分别位于弗吉尼亚州和罗德岛州海岸外。

美国海上风电的缺乏通常被归因于高昂的成本以及州和联邦政府缺乏支持。然而,纽约和加利福尼亚海岸外的新海上风电项目已在规划之中。

拜登政府已设定了到 2030 年部署 30 吉瓦海上风电的宏伟目标。截至去年,全球已部署的海上风电仅为 35 吉瓦。为实现这些目标,政府正在精简海上风电项目的联邦审批流程,减少项目启动所需的许可证数量。

马萨诸塞大学阿默斯特分校工业工程教授艾琳·贝克(Erin Baker)表示:“这是一个相当雄心勃勃的目标。”“但随着我们看到的风电和海上风电的价格下降——在过去六年里,海上风电的价格下降了约 50%——我认为这是非常可行的。”

贝克指出,包括能源部、内政部、国防部和海上能源管理局(BOEM)在内的七个联邦机构参与了海上风电项目的审批。必须单独获得每个机构的批准可能会非常繁重。不过,拜登政府已设定了精简流程的目标,并提供资金用于更新港口和其他必要的基础设施,以实现这些新的能源目标。

随着行业日趋成熟和涡轮机效率的提高,海上风电的成本一直在下降,并且仍有改进空间。国家可再生能源实验室(NREL)研究人员最近的一项研究发现,仅增加涡轮机和发电厂的尺寸,就可以比 2019 年安装的涡轮机将项目生命周期内的平均总成本每兆瓦时降低约 23%。联邦政府对海上风电的推动,如果能增加投资者兴趣并帮助行业发展,将有助于价格持续下降。

该研究的负责人、NREL 研究员马特·希尔兹(Matt Shields)在一份声明中表示:“我们预计成本会下降。”“但我有点惊讶于其幅度。这确实是一个改变游戏规则的因素。”

贝克说,开发商对推动新的海上项目感到兴奋。风电开发团体正在提交大量投标以启动这些项目——包括纽约海岸的租赁权投标,投标额超过 40 亿美元,是过去五年全国海上石油和天然气租赁权拍卖筹集资金的三倍。预计到本十年末,美国的海上风电投资将超过 1000 亿美元。但是,建立海上风电的供应链并使其运转起来还需要时间。贝克说:“我们需要有人来安装这些,我们需要合适的安装船只,我们需要进行输电规划。有很多环节需要协同起来,所以如果有一种感觉认为海上风电将大量增加,那么就有充分的理由来发展供应链。”

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东海岸可能是海上风电启动和运行最容易的地方。在整个大西洋地区,风速很高,海岸附近的海洋大陆架相当浅。这意味着像布洛克岛风电场那样的传统固定式海上涡轮机将能很好地发挥作用。

另一方面,太平洋则有所不同。西海岸附近的水深下降得非常快,这意味着在加利福尼亚两个新的租赁区域海岸外提出的海上风电将很可能是浮动式海上风电。这类风电场存在于苏格兰海岸外,风力涡轮机安装在停泊在海底的浮动平台上,但到目前为止,这项技术尚未在美国部署,而且比固定式涡轮机成本高得多。尽管如此,考虑到加利福尼亚在清洁能源方面的主要目标,这项新兴技术仍有巨大的潜力。

BOEM 主任阿曼达·莱夫顿(Amanda Lefton)今年早些时候在一份声明中表示:“浮动风电可以帮助我们到达曾经认为无法企及的区域,开启新的机遇。”“在加利福尼亚,我们将开始将其规模化,从莫罗湾和洪堡风能区域开始。海上风电将持续发展。”

墨西哥湾也拥有巨大的潜力,研究表明,墨西哥湾每年可产生超过 500,000 兆瓦的海上风电,约占墨西哥湾五个州当前能源需求的双倍。五大湖也可能提供美国海上风电总潜力的五分之一。

贝克指出,海上风电的最大好处之一是节省土地和风电场几乎隐形。她说,她预计美国不仅能实现其海上风电目标,甚至可能超越它们,因为有这么大的兴趣推动这项产业发展。而根据去年发布的一份 NREL 研究报告,这意味着即使在传统东北部海上风电场区域之外也是如此。

NREL 首席工程师沃尔特·穆西亚尔(Walt Musial)去年在一份声明中表示:“展望未来,我们预计美国的や海上风电将从北美大西洋和中大西洋地区扩展到太平洋、五大湖和墨西哥湾。”“这种扩张意味着廉价的能源供应、就业增长以及在脱碳方面取得的进展。”

美国在海上风电开发方面花费了时间——但只要获得适当的支持,一股变革之风相对很快就会席卷全国。

 

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Thor Benson

撰稿人

Thor Benson 是一名独立记者,曾为《大众科学》、《连线》、《大西洋月刊》、《每日野兽》、《滚石》等众多出版物撰稿。他报道政治、科技和科学。


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