昨日,内政部、加利福尼亚州和国防部达成协议,标志着一种新型可再生能源即将出现:漂浮式海上风电。
白宫宣布了这项计划,该计划将向海上风电开发商开放加州深水区。这实际上意味着海军和军队其他部门之间长达数年的地盘争夺战的休战,这些部门将该州南部和中部的部分水域用于训练活动(E&E 新闻 PM,5 月 25 日)。
根据协议,内政部海洋能源管理局 (BOEM) 将能够推进基础工作,最终在 2022 年年中租赁加州北部和中部水域用于涡轮机建设。
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该州民主党州长加文·纽瑟姆表示,在这些地区,来自海上涡轮机的电力有一天可能高达 4.6 吉瓦,足以为约 160 万户家庭供电。
这比许多东海岸州为海上风电计划的规模要小。相比之下,4.6 吉瓦大约是纽约未来十五年海上风电发展规划的一半。
然而,加利福尼亚州很可能成为美国第一个拥有全面漂浮平台风力涡轮机产业的州,这是一个在全球范围内仍处于试点阶段的新概念。
国家气候顾问吉娜·麦卡锡在昨天的电话会议上表示:“这是一项将为清洁能源的长期发展以及全新的美国制造产业的增长奠定基础的公告。”
漂浮式涡轮机平台通过系绳固定在海底,可以部署在水深非常深的区域。
对于加利福尼亚州来说,这一特性是必要的。其太平洋水域骤然变深,不适合传统的“固定底座”式海上涡轮机,后者安装在打入海底的桩柱上。
但联邦研究人员认为,漂浮技术将在更广泛的美国水域中证明有用,包括海上风电的东海岸中心。
国家可再生能源实验室 (NREL) 海上风电研究负责人沃尔特·穆西亚尔表示:“我认为它将与固定底座技术的参与度相当。”
他估计,美国超过 60% 的可行海上风力资源只能通过漂浮式风电来开发。
研究人员表示,在东海岸等地区,在离岸更远的地方建设可以使开发商能够利用风力更强的地点,远离沿海房主的视线,并减少与航运公司和渔民的竞争。
然而,在这一切发生之前,还有很多问题需要理清和改进。
根据 NREL 的分析,与固定底座海上发电相比,尤其是在与陆上风电相比时,在整个 2020 年代,漂浮技术将带来相当大的溢价。
港口基础设施必须扩建,电网也需要升级。对于漂浮系统的一些部件,例如涡轮机所在的平台,加利福尼亚州在建立国内供应链方面将不得不从头开始。
“你想要拥有漂浮式涡轮机的福特工厂。而漂浮式涡轮机的福特工厂今天并不存在,”缅因大学高级结构和复合材料中心执行主任哈比卜·达格尔说。
达格尔是该大学漂浮式风电试点项目“新英格兰水风”的首席设计师。他的大学与三菱子公司参与的合资企业合作,并在 1 亿美元的初始资金支持下,希望在 2023 年或 2024 年在缅因湾启动美国首个全尺寸漂浮式涡轮机项目。该项目起源于能源部的一项拨款。
与州政府官员一样,达格尔希望未来的风电产业能够使用关键设备,例如专门设计的系泊系统和锚,或涡轮机所在的船体,这些设备都在缅因州本地制造。
达格尔说:“我们不希望从东南亚进口船体。” “所有这些技术在美国都尚未完成。我们正处于一个即将在这里诞生的行业的开端。”
“等待加利福尼亚州开放”
昨天的公告引发了海上风电倡导者的一片赞誉之声。
美国清洁能源协会首席执行官希瑟·齐查尔称其为“历史性的一步”。海上风电商业网络总裁利兹·伯多克表示,她的组织将立即开始评估需要哪些州级政策来支持“仍在发展中”技术的基础设施和劳动力培训。
伯多克说:“作为世界第五大经济体,全球海上风电产业一直在等待加利福尼亚州开放。”
军方对在加利福尼亚州中部开发涡轮机的认可降低了漂浮式海上风电出现的主要障碍。多年来,国防部官员在完全拒绝和有条件的深度支持之间摇摆不定,以与海上涡轮机共享空间。去年夏天,军方和海上风电支持者之间的谈判一度脱轨,导致国会议员兼谈判的关键组织者萨鲁德·卡瓦哈尔(加州民主党)起草立法,将海军排除在决策之外(能源线,2020 年 7 月 16 日)/
卡瓦哈尔是一位代表加利福尼亚州中部选区的海军陆战队退伍军人,他昨天表示,他对该协议“感到非常兴奋”。开发商一直在努力保留加州中部近海的足够空间,该地区被认为是涡轮机的理想区域,以建造至少 3 吉瓦的发电量。
他说:“未来在于可再生能源,而中央海岸正在引领潮流。”
该计划出台之际,加利福尼亚州正在努力应对如何在 2045 年之前实现 100% 清洁电力的目标,同时确保电网在气候变化引发热浪时的稳定性。去年 8 月的两个日子里,当居民打开空调且电力需求超过预计供应时,加州发生了轮流停电。
公用事业监管机构已下令增加储能和其他潜在解决方案。上周,加州公用事业委员会告诉公用事业公司再采购 11,500 兆瓦的电力,以便在 2026 年之前准备就绪。
能源咨询公司 E3 的高级合伙人阿恩·奥尔森表示,这旨在在该州最后一座核电站——圣路易斯奥比斯波县的迪亚布罗峡谷核电站——于 2025 年停运时可用。
奥尔森说,迪亚布罗峡谷核电站两台机组运行时,发电量约为 2,200 兆瓦。海上风电的峰值发电量将达到 4,600 兆瓦,但往往只能在 40% 到 45% 的时间内发电。
此外,他说,海上风电可能无法立即弥补迪亚布罗峡谷核电站关闭造成的任何缺口,因为建造风电场和所需的连接需要长达十年的时间。
海上风电将在两个地点建设,分别在莫罗湾(圣路易斯奥比斯波西北约 13 英里处)和洪堡湾(俄勒冈州边境附近)。
莫罗湾的地点与迪亚布罗峡谷核电站位于大致相同的区域,因此已经有一些输电基础设施到位。但奥尔森表示,它将需要更大的输电线路或更多的输电线路来输入电力。洪堡湾的地点可能需要更多的基础设施升级才能输入海上风电的电力。
然而,他说,海上风电可能有助于实现 2045 年净零碳排放的目标。
奥尔森说:“我们州有很多太阳能和一些风能。但我们的能源组合不如我们希望的那么多样化。当我们努力实现 100% 清洁能源时,我们将需要夜间发电的资源。风能通常可以做到这一点。”
自然资源保护委员会高级科学家莫希特·查布拉表示,海上风电“可以减少储能和太阳能的过度建设,从而节省资金并更加环保。”
他在一封电子邮件中说:“此外,海上风电在冬季更强劲,而冬季对建筑物供暖的能源需求更大,但阳光却更少。”
管理电网的加州独立系统运营商表示,无法对海上风电影响的具体细节发表评论。ISO 发言人安妮·冈萨雷斯表示:“但风能是我们可再生能源组合的重要组成部分。”
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