德克萨斯州创下新的风能发电纪录

在12月的一个多风的日子里,风力发电连续17个小时提供了德克萨斯州40%的电力

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本文发表在《大众科学》的前博客网络中,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点


12月20日,一个低压天气系统穿过德克萨斯州的狭长地带,形成了每小时20至30英里的持续风速。这股强风推动德克萨斯州超过了其风能发电的全部历史记录,在峰值时,风力发电提供了该州总电力需求的45%,即13.9吉瓦的电力。

那是13,900,000,000瓦:足以供电超过2.3亿个传统的60瓦白炽灯泡,或者超过《回到未来》中布朗博士的时间机器所需的1.21吉瓦的11倍以上。换句话说,这是非常大的电力。

最新的记录之所以引人注目,不仅是因为风力发电提供了德克萨斯州近一半的电力需求,而且还因为它连续数小时保持这一水平。低压锋面带来的持续风力使风能发电量在12月20日几乎整个一天都超过了10吉瓦。


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这一记录的持续时间非常重要,因为它表明德克萨斯州的其余电网可以在长时间内处理大量的风能,而不会出现一些人预测的不稳定或电力骤降。德克萨斯州能够平衡间歇性风力,因为它拥有大量天然气发电厂,这些发电厂可以比燃煤发电厂更快地调整其功率输出。考虑到这一事实,市场力量正在将美国的电力系统过渡到可再生能源和天然气的混合,这似乎是一个令人欣慰的巧合。

德克萨斯州是如何走到这一步的?

德克萨斯州最新的风能里程碑是多年来具有前瞻性的政策和稳定的风能发展的结果。

尽管德克萨斯州以支持化石能源、反对可再生能源的州而闻名,但德克萨斯州是继爱荷华州之后第二个通过可再生能源组合标准的州,该政策要求一定比例的电力来自可再生能源。此外,德克萨斯州早在2008年就投资了数十亿美元用于连接德克萨斯州城市和多风的西德克萨斯州的高压输电线路。所谓的“竞争性可再生能源区”(CREZ)风能输电项目是德克萨斯州自称为当今风能国家领导者的关键原因之一,其风力发电能力是任何其他州的两倍以上。

西德克萨斯州和德克萨斯州狭长地带的持续风速使该地区对风能开发商非常有吸引力。(来源:美国能源部

德克萨斯州在2008年投资了将风力丰富的“竞争性可再生能源区”连接到该州最大城市的输电线路,这帮助德克萨斯州成为当今风能领域的国家领导者。(来源:德克萨斯州公用事业委员会

当风力不创纪录时会怎样?

当然,将德克萨斯州最新的风能记录放在背景下进行考量非常重要——因为按照定义,记录是一个例外事件。

让我们看一下最近的风能记录发生的那一周的整体情况。风能发电在12月19日和20日几乎整个期间都处于异常高的水平。但是,12月18日和12月21日的大部分时间,风能发电量明显较低。当有风的时候,风能非常棒——但是系统中有像天然气或储能这样的灵活资源也很重要,当风力减弱时,这些资源可以快速增加发电量。

进一步放大,以研究一年中风能发电的时间变化,我们发现风能不仅从一天到另一天是不稳定的,而且往往在冬季的发电量高于夏季,而夏季的电力需求最高。下图中的数据是2014年的数据,因为2015年的数据尚未提供。

上图中显示的风力模式是德克萨斯州的大部分风力资源今天都安装在西德克萨斯州的结果,那里的风力在冬季达到顶峰,而在夏季下降。但是,德克萨斯州墨西哥湾沿岸的风力在夏季月份比西德克萨斯州要充足得多,因此风力开发商正在转向捕获那些风力和相应的夏季高电价。随着越来越多的沿海风电场上线,我们可能会看到更多的夏季风能发电。

接下来是什么?

关于最新的风能记录,最令人兴奋的也许是,它让人们瞥见了当德克萨斯州增加更多风能时将变得司空见惯的景象——特别是在美国国会刚刚延长风能发电税收抵免五年这一事实的背景下。随着德克萨斯州未来出现更灵活的天然气发电和储能,该州的电网运营商似乎将继续以其整合风能和其他可再生能源的能力而令人印象深刻。我们必须拭目以待。

 

更新:德克萨斯州电力可靠性委员会在本文首次发布后的第二天发布了按燃料类型划分的年度能源发电量。数据如下所示。

来自德克萨斯州电力可靠性委员会(ERCOT)的数据。仅限ERCOT地区的数据。

 

鸣谢

来自德克萨斯州电力可靠性委员会(ERCOT)的风力数据
议程图片:通过Flickr Creative Commons的杜克能源

Robert Fares is a AAAS Science and Technology Policy Fellow at the U.S. Department of Energy Building Technologies Office. The views expressed are his own and do not necessarily reflect the views of the U.S. Department of Energy.

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