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    140 位世界頂級風電專家眼中的風電未來

    2022.05.27 風能專委會CWEA(譯) NREL

      近期一項對140位世界頂級風電專家的“2035年風電未來預測”的調查結果顯示,不管陸上風電還是海上風電,未來的風電機組單機容量將持續變大,風電成本也將顯著下降,風電開發項目將更頻繁地與儲能電池或氫氣的生產進行配合。

      提前十年或更長時間預測風力發電場的關鍵特性,可以為當今的投資、研究和能源系統規劃決策提供信息。來自美國國家可再生能源實驗室 (NREL) 的研究人員 Philipp Beiter 和 Eric Lantz 與來自勞倫斯伯克利國家實驗室和美國能源部的合作者,就他們對未來風力發電場的期望征求了140多位世界領先風電專家的意見,請他們談談各自心目中的2035風電未來,最終形成了《未來風力發電場的專家觀點》報告(http://doi.org/10.1002/we.2735)發布。該研究項目得到美國能源部風能技術辦公室的資助,并通過國際能源署風能技術合作計劃(IEA Wind TCP)國際研究合作伙伴關系網絡進行的調查。

      預計風電成本將全面降低。接受調查的專家普遍認為,與今天的數字相比,到 2035 年,陸上風電的平準化度電成本 (LCOE) 將下降27%,海上風電將下降17-35%。盡管未來風電項目的選址可能會在并不那么吸引人的風區,但成本下降的趨勢依然處于預料之中。(點擊訪問參考報告:這個風電成本報告,沒有比它更激動人心!/articles/s41560-021-00810-z)

      關于年平價風速的下降幅度,專家們預測新的陸上風電項目的全球年平均風速中值將從2019年的每秒7.9米 (m/s) 下降到2035年的7.5 m/s。

    專家說,與這兩者下降趨勢相反是,風電機組的額定容量、輪轂高度和轉子直徑都將迅速變大。

     

      陸上風電機組的平均容量預計將從2018年的2.5MW增長到2035年的5.5MW。到2035年,海上風電機組的單機容量的增長預計將更加明顯使現在的平均容量相形見絀,從2018年的4.4MW增長到203年的17MW。大約40%的調查受訪者預測,2035年安裝的典型海上風電機組單機容量將達到20MW或更大。

     

      新安裝的陸上風電機組也有望出現更高的輪轂高度(2035年為130m,2018年僅為100m)和更大的轉子直徑(2035年高達175m,而201年為117m)。在2015年NREL等組織的一次調查中,(https://doi.org/10.1038/nenergy.2016.135)當時預測2030年陸上風電機組的輪轂高度將會達到115米,這又比現在的調查明顯低。

      海上風電機組的輪轂高度(2035年為151m,2018年為90m)和轉子直徑(2035年為250m,2018年為132m)的增長則更加明顯。

      海上風電項目規模:固定基礎海上風電場的項目規模為1100MW,漂浮式海上風電場的規模為600MW。

      離岸距離:對于固定基礎海上風電,專家預計2035年的中位項目將位于離岸更遠的地方(70公里(2035年)對比40公里(2019年)和更深的水域(2035年為42m對2019的30m), 但預計平均風速將保持穩定在9.5 m/s。

      海上風電水深趨勢:越來越深的水深(>60m[2035]vs.>80m[2019]),預計漂浮式海上風電將成為成本較低的選擇(而不是固定基礎海上風電),部分原因是漂浮式風電場的預期風速較高(10m/s)

      研究團隊還向全球專家詢問了他們預計2035年可能存在的行業限制。海上風電將不得不應對與遠洋船舶、建筑起重機以及供應和服務港口設施成本帶來的相關挑戰。

      但是,專家也認為風電存在明顯的地區差異。專家預計北美風電項目更有可能在運輸、船舶、起重機和港口方面遇到困難。在社區的接受度方面,預計歐洲風能項目將面臨更大的挑戰。

      電網系統價值增強選項(Grid System Value Enhancement Options):

      隨著風能平準化度電成本(LCOE)的下降,更多的焦點將轉向風能在能源市場中的價值;

      對于陸上風電,相當大比例的專家預計將大量使用甚至廣泛使用許多電網系統增值選項:大型風輪轉子、與存儲電池的混合、為實現收入最大化和延長壽命而進行的削減等等(見下圖);

      對于海上風電,最高價值提升的選項包括:更大的轉子、提供平衡服務、互連以增加電網價值,以及與存儲和制氫的混合 。

     

      該論文還確定了五種推動預測設計變化的經濟機制,包括:風電機組增長帶來的規模經濟、更大的風電項目規模和更大的選址靈活性,以及電網系統價值經濟和生產效率。從本質上講,這些機制可推動風電場的設計選擇,因為它們可降低成本或增加能源生產價值,而這些價值又比獲得它們的增量成本要高。

     

     

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