专家预测风能成本将在未来大幅下降

2021年06月18日 10:58 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

根据美国劳伦斯伯克利国家实验室对世界上最重要的风力发电专家的调查,技术和商业进步预计将继续推动风能成本的下降。专家们预计,在更大和更有效的涡轮机、更低的资本和运营成本以及其他进步的推动下,到2035年成本将减少17%-35%,到2050年减少37%-49%。《自然-能源》杂志上的一篇文章对这些发现进行了描述。

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该研究总结了对140位风能专家进行的关于三种风能应用的全球调查--陆上(陆地)风能、固定底层海上风能和浮动海上风能。所有这三种类型的风能的预期未来成本是专家们在2015年劳伦斯伯克利国家实验室的类似研究中预测的一半。该研究还发现了关于成本降低的可能幅度和驱动因素、预期技术趋势和电网系统价值提升措施的见解。

“近年来,风能在陆上和海上都经历了加速的成本降低,使以前的成本预测变得过时。能源部门需要一个最新的评估,”伯克利实验室的高级科学家Ryan Wiser说。“我们的‘专家诱导’调查补充了评估成本降低潜力的其他方法,揭示了成本降低可能实现的方式,并澄清了这些估计中的重要不确定性。”

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美国总统拜登在1月份签署了一项行政命令,旨在最大限度地发挥海上风力的潜力,并将风力发电确定为国家应对气候变化的新努力的一个关键组成部分。风能和太阳能等可再生能源将在本世纪中叶实现净零碳排放的努力中发挥重要作用。

降低成本的重大机会,但也有不确定性

在 "最佳猜测"(或中位数)的情况下,专家们预计,相对于2019年的基线值,在所研究的三种风能应用中,到2035年平准化能源成本将减少17%-35%,到2050年减少37%-49%。平准化成本反映了发电厂生命周期内每单位电力输出的平均能源成本,对于评估技术进步非常有用。与陆上风电相比,海上风电的平准化能源成本有更大的绝对降幅(和更多的不确定性),固定底层和浮式海上风电之间的差距也在缩小。

尽管陆上和海上风电技术已经成熟,但仍有很大的继续改进空间,而且成本可能会更低:专家预测,到2035年,成本降低的可能性为10%,到2050年为54%-64%。同时,这些预测存在不确定性,专家观点的差异和成本降低相对较小的 "高成本 "情景说明了这一点。

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降低成本的多重驱动力:更大的涡轮机即将出现

有五个关键因素影响能源的平准化成本:前期资本成本、持续运营成本、容量系数、项目设计寿命和融资成本。专家们预计,所有方面都将继续改善,相对贡献因风力应用而异。研究报告的共同作者、伯克利实验室的Joe Rand指出:"只考虑资本成本改善的预测,最多只能抓住大约45%的成本降低机会"。

据专家称,这些改进的一个关键驱动因素是涡轮机的尺寸。对于陆上风电,预计不仅发电机的额定功率会增长(2035年平均达到5.5兆瓦,高于2019年的2.5兆瓦),而且其他两个增加容量的因素也会增长--转子直径和轮毂高度。海上风力涡轮机预计将变得更大,在2035年平均达到17兆瓦,高于2019年的6兆瓦。浮式海上风电预计将获得市场份额,从目前的预商业状态增长,到2035年占新的海上风电项目的25%。

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对风能未来的影响

风能已经迅速增长,但它对能源供应的长期贡献部分取决于未来的成本和价值。新研究发现,近年来成本降低的速度加快了:比大多数预测者以前预测的要快,也比历史上的下降速度快。接受调查的专家们预计,无论是陆上风电还是海上风电,未来的成本都会降低,并越来越多地使用价值提升措施。

“在其他条件相同的情况下,这些趋势将使风能在全球能源供应中发挥比以前想象的更大的作用,同时促进能源部门的去碳化,”共同作者Joachim Seel总结道,他也在伯克利实验室工作。“分析师、投资者、规划者和政策制定者应该避免过时的假设和预测。”同时,正如研究报告中所记载的那样,未来成本降低的幅度有很大的不确定性,说明在建模和政策、规划、投资和研究决策中嵌入不确定性因素的重要性。

该研究由伯克利实验室领导,并包括来自国家可再生能源实验室、美国能源部、马萨诸塞大学和其他几位顾问的贡献。该调查是在国际能源署风能技术合作计划的主持下进行的。伯克利实验室的贡献由美国能源部的能源效率和可再生能源办公室资助。

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