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美国风电价格持续走低 凸显强劲竞争优势

国际新能源网  来源:《风能》杂志  日期:2017-11-15
  美国能源部(DOE)最新发布的2016 年度《风能技术市场报告》显示,该国风电市场整体走势强劲,成本优势进一步凸显。加上输电成本及其他相关成本,美国风电价格仅为12 美分/ 千瓦时,即使没有生产税抵免,也是一种极具竞争力的电源。
 
 
  作为风电价格较低的国家, 美国在这条路上越走越顺。美国能源部(DOE)发布的2016 年度《风能技术市场报告》(Wind Technologies Market Report),以大量数据从多个方面追踪了美国风电成本、市场表现及增长趋势。美国风电市场整体走势强劲,成本优势进一步凸显。
 
  2016 年,美国风电新增装机容量820.3 万千瓦,累计装机容量达到8214.3 万千瓦。其中,中部地区新增装机容量在全美占比近90%,延续了2015 年以来的绝对主力地位。德克萨斯州更是以261.1 万千瓦的新增装机容量连续第三年在全美各州中居首。
 
 
  位于罗得岛海域附近的布鲁克岛(Block Island)的美国首个海上风电项目于2016 年投入运行,这成为该国风电史上里程碑式的事件。
 
  风电价格持续走低
 
  该报告的数据显示,在长达20年的时间里,美国风电价格持续走低,与天然气发电等传统电力类型相比,显示出越来越显著的优势。其中,得益于平均施工成本低廉、平均容量因数(Capacity Factor)较高等有利条件,美国中部地区的风电价格走低趋势尤为明显,也成为美国风电价格最低的地区。
 
 
  风电的采购通常通过购电协议(Power Purchase Agreement,简称PPA)来完成,在这种以长期合同大量采购的方式中,风电价格仅为天然气发电价格的一半。近年来,风电的PPA 价格低至20 美元/ 兆瓦时,即2美分/ 千瓦时(约合人民币0.13 元/千瓦时)。整体来说,风力发电成本仅为2 美分/ 千瓦时—4 美分/ 千瓦时,再加上输电成本及其他相关成本,美国风电消费者平均需支付12 美分/ 千瓦时。
 
  但是要注意的是,购电协议的风电价格是统包价格(all-in price),其中包含了美国风能生产税抵免(Wind Production Tax Credit)之类的补贴,该项抵免政策给予运营商18 美元/ 兆瓦时—23 美元/ 兆瓦时的税收补贴。若排除生产税抵免,美国中部地区的度电成本(LCOE)不到50 美元/ 兆瓦时(5 美分/ 千瓦时)。
 
  相较而言, 美国能源信息管理局( t h e Energy Information dministration)估计,联合循环天然气发电站的度电成本最低约为54 美元/ 兆瓦时(5.4 美分/ 千瓦时)。所以,即使没有美国风能生产税抵免的作用,风电依旧是一种极具竞争力的电源。
 
  风电机组性能提高
 
  近年来,在美国历年全部新增装机中,风电的占比不断提高。2016 年,风电占比为27%。不过它仍然不及太阳能光伏和天然气发电,屈居第三。为了在与太阳能光伏及天然气发电的激烈竞争中领先一步,美国风电产业势必会自我升级。例如,风电整机商制造了单机容量更大的风电机组,使其在风速较低的地区仍能最大限度提升发电效能。
 
 
  产业数据显示,2016 年,美国新增风电机组的平均风轮直径变得更大,从而可以使机组捕获更多风能;轮毂也变得更高,机组得以在更高处获取更佳的风能资源。这一年,新吊装机组的平均风轮直径达到108 米,比过去5 年的平均值增长了13% ;新吊装机组的平均轮毂高度为83 米,比过去5 年的平均值提高了1%。机组的平均单机容量也随之增加,2016 年新增风电机组的平均单机容量为2.15 兆瓦,比过去5 年的平均值提高了11%。
 
  风电机组的这些设计改进不仅增加了机组发电量,也增加了机组容量因数。2014 年和2015 年吊装的风电机组的平均容量因数超过40%,这意味着如果一年365 天每天24 小时都刮风的话,机组将会发出其理论最大发电量的40%。
 
  风电波动性的相关成本微乎其微
 
  尽管美国风电在价格方面已经凸显出了绝对的竞争优势,却依旧避不开这些问题:由于风电存在波动性所带来的并网成本怎么算?比如储能成本,不会摊到消费者头上吗?
 
  实际上,对于像风电这样的可变电源(Variable Source of Electricity)并入电网到底需要花费多少成本,并没有一个简单的答案。若有的话,那就是“要看情况” 。该报告从风电渗透率和弃风限电率的变化入手,带领读者一窥风电并网成本真相。
 
 
  图4 的数据显示了2008 年至2016 年间美国7 家独立电网运营商(ISOs)的风电渗透率和弃风限电率情况。
 
  在这7家电网运营商中,它们的风电渗透率显著升高,而弃风限电率下降了。但这并不意味着风电并网的成本不大。弃风限电率之所以下降,一个很重要的原因是自2009 年弃风限电率达到高峰之后,很多地区为将风电输送到负荷中心投资了大规模输电线路。
 
  以德州电力管理委员会(ERCOT)所管理的地区为例。当地公用事业企业在输电线路上投资70 亿美元将风能资源丰富的西德州与美国东部、中部城市连接起来,使得德州的发电余量可以输送到有电力需求的地区进行消纳,ERCOT 所管理的地区弃风限电率也就自然降低了。当然,所有在输电线路上的投资成本都会分摊到消费者群体当中,ERCOT 的这些成本也不例外。但是,数十亿元的投资成本分摊到成千上万的消费者身上,在每个人身上所产生的成本就微乎其微了。
 
  美国风电的超低廉价格推动了更多风电场建设。接下来,风电并网还将会是美国电网运营商要面临的挑战。当然,到目前为止,他们在这个方面已经做得很成功。同时,决策和监管部门应该认识到,由于未来风电装机容量会越来越大,需要新增输电能力以及升级电网来接纳风电。以最低的投资进行最大容量的可再生能源并网不是一项轻松的任务,但是随着可再生能源逐渐摆脱“替代能源”的标签而变成美国供电的主力,投资新建更多输电线路将变得越来越关键。
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