西北太平洋国家实验室（PNNL）最新报告显示，在俄勒冈州南部和加利福尼亚州北部沿岸 200 英里的海域，漂浮式风力发电场可能会使西北太平洋地区的风力发电能力增加两倍，同时为公共事业公司、纳税人、保险公司以及整个西部地区承担气候变化影响成本的其他人抵消数十亿美元成本。
特拉维斯-杜维尔（Travis Douville）是该报告第一作者、也是PNNL 的顾问，负责风能并网研究。他表示："这项研究的目的在于，在输电能力有限、电力输送能力不足的地区，发掘尚未开发的电力供应来源。"
美国的电力供应分为三个独立的电网，其中西部互联电网为美国西部 14 个州和加拿大两个省的 8000 多万人口供电。该报告深入探讨了未来情景，即通过大型输电线路将漂浮式海上风电场连接到俄勒冈州库斯湾和加利福尼亚州尤里卡之间的海岸，以及这些风电场为公共事业公司和纳税人带来的价值。
海上风能的优点
美国陆上风电场已经产出了超140 千兆瓦的电力，约占全国发电总量的 10%。联邦政府的目标是到 2030 年安装 可发电300 亿千瓦的海上风电设备，到 2050 年将这一数字提高到 110 0亿千瓦，可以为数千万家庭供电，并减少 7800 多万吨的碳排放。
马克·塞弗里（Mark Severy）是PNNL 的研究工程师，也是该报告的共同作者，他表示，近海风力涡轮机（无论是附着在海底还是漂浮在海面上）与陆地风力涡轮机相比，优势之一是海上风力变化较小，而且更稳定。由于陆地上会受到大气与山脉、山谷、平坦平原或森林等地貌之间复杂关系的影响，风速变化较大。塞弗里还表示，海上风力也往往在傍晚达到峰值，太阳能会随着太阳落山而不断减少，风力便可协助供电。
漂浮式海上风能建模
为实现风力发电目标，美国须研究和规划潜在的海上风电场。除了建造浮动风力涡轮机，研究人员还必须弄清楚如何将其产生的电力输送到陆地并与电网连接。
其中一项挑战是确定现有的输电基础设施是否能够支持海上风力发电。此前一项研究中，杜维尔和其他研究人员发现，通过升级俄勒冈州现有的输电线路，海上风能可以提供 3 千兆瓦的电力，这足以为 100 万户家庭供电。
但在未来，输电线路增加和能源运输能力提高后，情况又会如何？对此，研究团队模拟了不同的输电方案，其中两种方案显示：海上风电场和新的输电线路为西部互联地区增加了 20 千兆瓦电力。两种方案都使用了高压直流（HVDC）输电线路来输送电力，然后在陆地上将其转换为交流电。
两种方案的不同之处在于，两个风电场一个是辐射式结构，一个是主干式结构。虽然这两种方案成本较高，但都能带来数百万美元的价值，效益显著。
海上风电开发面临的挑战
杜维尔强调，在开始实施海上风电计划之前，还有许多问题需要解决，其中许多问题将是西海岸近海风能传输研究的焦点，该研究于 2023 年 5 月启动，旨在确定国家如何扩大电力传输范围，以发挥西海岸近海风能发电优势。
例如，研究人员和政府需要考虑输电线路在水下的运行情况。PNNL 的首席能源恢复工程师杰森·富勒(Jason Fuller )表示，海底深度和坡度可能会影响电缆的铺设位置，且海水具有很强的腐蚀性。根据电缆铺设深度，维护工作也比较困难。此外，美国在电网中较多使用交流电，用现有工具为高压直流电建模也很困难。研究人员和政府还必须考虑渔业和其他沿海社区等依赖海洋的利益相关者。
杜维尔表示：“早期的协调输电规划能为公共事业公司、纳税人和整个社会带来更经济的解决方案。如果我们现在就规划我们认为的 20 年后电网，政府以此知道未来发展，我们最终将获得更好的解决方案。”
