专家预测,未来风能成本将大幅下降

风力涡轮机农场

根据世界上最重要的风电专家劳伦斯·伯克利国家实验室(伯克利实验室)的调查,技术和商业进步预计将继续降低风能成本。专家预计到2035年的成本降低为17%-35%,到2050年的37%-49%,由更大,更高效的涡轮机,降低资本和运营成本以及其他进步。研究结果描述于期刊中的文章中自然能源

该研究总结了对三个风应用的140个风专家的全球调查 - 陆上(陆地)风,固定底海上风,漂浮的海上风。所有三种风能的预期未来成本是2015年类似伯克利实验室研究中预测的一半专家。该研究还发现了对成本降低,预期技术趋势和网格系统价值可能的幅度和驱动因素的见解-enhancement措施。

“近年来,无论是陆上还是海上,风能的成本都在加速下降,这使得之前的成本预测已经过时。能源部门需要一个当前的评估,”伯克利实验室的资深科学家Ryan wise说。“我们的‘专家征集’调查是对其他评估成本降低潜力的方法的补充,它阐明了成本降低可能如何实现,并阐明了这些估计中的重要不确定性。”

拜登总统于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潜力,并确定风力作为国家重新打击气候变化的重新努力的关键组成部分。风和太阳能的可再生能源将在中期努力达到净零碳排放的努力中发挥重要作用。

这是降低成本的重大机遇,但也存在不确定性

在“最佳猜测”(或中值)情景下,专家预计,相对于2019年的基线值,在研究的三种风能应用中,到2035年能源均一化成本将降低17%-35%,到2050年将降低37%-49%。平等成本反映了发电厂在整个生命周期内每单位电力产出的平均能源成本,对评价技术进步是有用的。与陆上风相比,海上风的能源均等化成本有更大的绝对降幅(和更多的不确定性),固定底和浮动海上风之间的差距也在缩小。

降低风力涡轮机成本

专家预计陆上、固定底海上和浮动海上风力发电的成本将大幅降低,但这些未来的成本存在相当大的不确定性。信贷:伯克利实验室

尽管陆上和海上风能技术都已成熟,但仍有很大的持续改进空间,而且成本可能会更低:专家预测,到2035年,降低38%-53%的可能性为10%,到2050年,降低54%-64%的可能性为10%。与此同时,这些预测也存在不确定性,专家意见的范围和“高成本”的设想说明了这一点,在这种情况下,成本削减相对不大。

风力发电机成本变化

衡算阶段化成本的估计变化在所有三种未来成本方案中都有所不同。(将浮动海上风的成本与2019年固定底部的基线进行比较。)学分:伯克利实验室

减少成本的多个驱动因素:较大的涡轮机在地平线上

有五个关键因素会影响能源的稳定性成本:前期资本成本,持续的运营成本,容量因素,项目设计生活和融资成本。专家预计所有尺寸的持续改进,风申请等相对贡献。“预测,考虑资本成本的改进,最多只捕获了约45%的成本减少机会,”伯克利实验室的研究共同作者Joe Rand。

根据专家,这些改进的关键驱动器是涡轮机尺寸。对于陆上风,增长率不仅在发电机等级(平均为5.5兆瓦[MW],2019年的2.5兆瓦,而且还有两种其他因素,增加了能力 - 转子直径和轮毂高度。预计海上风力涡轮机将在2035年平均达到17兆瓦,从2019年的6兆瓦。预计浮动海上风将获得市场份额,从其目前的商业州增长,占25%2035年新的海上风力项目。

陆上和海上涡轮机尺寸的增长

专家预计陆上和近海涡轮机尺寸信用的大量增长:伯克利实验室

对风能未来的影响

风能已经迅速增长,但其长期对能源供应的贡献取决于未来的成本和价值。新的研究发现,近年来的成本减少加速了:比以前由大多数预测者预测的速度快,比历史衰退速度快。专家调查预期未来的减少和越来越多的价值增强措施,无论是对陆上风和海上风。

“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之前认为的更大的作用,同时促进能源部门的脱碳,”同样在伯克利实验室工作的合著者Joachim Seel总结道。“分析师、投资者、规划人员和政策制定者应该避免过时的假设和预测。”与此同时,正如研究中记录的那样,未来成本降低的幅度的不确定性是显著的,说明了在建模和政策、规划、投资和研究决策中嵌入不确定性考虑的重要性。

该研究由伯克利实验室领导,包括来自美国能源部,马萨诸塞大学的国家可再生能源实验室的捐款和其他顾问。该调查是根据IEA风技术协作计划的主持进行的。伯克利实验室的贡献由美国能源效率和可再生能源部的美国能源部提供资金。

参考:Ryan wise、Joseph Rand、Joachim Seel、Philipp Beiter、Erin Baker、Eric Lantz和Patrick Gilman的“专家启智调查预测,到2050年风能成本将下降37%至49%”,2021年4月15日自然能源
DOI: 10.1038 / s41560 - 021 - 00810 - z

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