美国海上风力发电目标为3万兆瓦。我们如何到达那里

2021年3月31日下午2:41
德里克·z·杰克逊拍摄
约翰·罗杰斯
能源运动分析主管

拜登政府刚刚设定了一个目标3万兆瓦的美国近海风能到2030年,这让我开始思考,要实现这一目标,我们需要做些什么。确实有很多这样的人。好消息是,很多这样的作品都在积极地发展。

就如何才能尽快达到3万兆瓦(MW)而言,我在考虑的是:稳健需求对于那些干净的电子。一个坚实的租赁和允许允许好的项目提案继续进行的过程。固体基础设施把零件,人员和电力送到他们需要的地方。持续的技术创新为了更高的价格和效率。这种方法做正确的事从头到尾。

拜登政府的努力是多管齐下,在美国“快速启动”海上风能,联邦层面的推动涉及内政部、能源部、商务部和交通部,以及政府气候团队的成员。这很重要。

但在地方和区域层面,还有很多事情需要做,而且很多事情已经在做了。以下是一些关键领域的情况。

海上风能需求:各州处于领先地位

说起来令人惊讶,但由于令人难以置信的国家领导,需求似乎越来越成为这一切中容易的部分。从承诺开始马萨诸塞州在2016年(到2030年,海上风能将达到1600兆瓦),各州一直在一次又一次地吸引海上风能。他们这样做不仅仅是为了海上风能提供的兆瓦时的清洁电力,而是为了创造就业机会、经济发展以及随之而来的越来越有吸引力的价格。(还有一条爆炸性新闻:马萨诸塞州出台了一项新的气候法提高了该州的海上风能目标又一次)。

新拜登计划中的3万兆瓦大约是各州的承诺——法定要求、实际合同或两者兼而有之——的总和。但是要安装所有的海上风能到2030年将需要比某些州预想的更快的进展。

地点和方式:海上风能租赁和许可

快速而明智地实现这一目标的一部分是确保我们有经过深思熟虑的地方来安装涡轮机。奥巴马政府的声明包括承诺在长岛和新泽西附近海域确定一个新的海上风能租赁区域,以帮助满足三州地区的清洁能源需求。

另一个方面是确保所提议的项目设计良好,并避免、最小化和补偿(按此顺序)损害。联邦政府在其中的作用包括进行及时和彻底的环境审查,我们对本月早些时候发布的环境评估报告感到鼓舞最终环境影响报告书美国第一个大型海上风力发电场进步回顾一下。

本周的公告包括环境审查的下一步措施下一个大型海上风电项目正在排队,预计今年将开始审查多达10个,到2025年将完成16个审查。它还提到了保护生物多样性和“与工业界合作共享数据……以填补海洋科学领域的空白。”

海上风能基础设施:如果我们建好了,他们就会来

为海上风电创造良好环境的一部分是建立基础设施,这涉及很多方面。

  • 海上风力很大。港口基础设施投资是一个重要的部分,因为海上风力涡轮机涉及许多非常大的部件(机舱、叶片、塔段、基础),这些部件需要岸上的集散地。各州一直在通过投资和升级来做好准备,比如麻萨诸塞州康涅狄格,维吉尼亚州
  • 大型涡轮机需要大型船舶。或者至少是特殊的/“专门建造的”,用于运输和安装。还有一项联邦法律百年琼斯法案这意味着我们需要美国制造的船只。幸运的是,这方面正在取得进展在进行中
  • 电力需要传输。要让海上风力发电到达目的地,需要在风电场的中心位置收集电力,并将其输送到岸上——这绝非易事。但这也涉及到确保国家或地区电网的陆地组件能够处理现有电网的电力。

制造业的前景也很诱人。美国制造的组件可能从地基和电缆等部件开始,但一旦活动规模足够大,在靠近项目地点的地方制造大型组件具有很大的价值。

以下是奥巴马政府的声明是如何解决其中一些问题的:

实现2030年目标将带来重大供应链效益,包括投资总额超过5亿美元的新港口升级;每个风电场的主要部件,包括风力涡轮机机舱、叶片、塔、基础和海底电缆,都需要一到两个新的美国工厂;额外的累计需求超过700万吨钢铁,相当于一个典型的美国钢铁厂4年的产量;在美国造船厂建造4至6艘专用涡轮机安装船,每艘投资在2.5至5亿美元之间。

海上风电创新,海上风电进步之母

海上风力涡轮机已经是现代工程和工艺的奇迹,近年来的进步使海上风力发电的理由更加充分。然而,更多的创新可以带来更高的效率,更大的规模经济,从给定数量的涡轮机中产生更多的电力,甚至更低的成本。

我最近兴奋地评论了一个13兆瓦汽轮机原型机但其他计划中的涡轮机甚至会超过这个令人印象深刻的尺寸,比如这些14兆瓦而且15兆瓦的人。西海岸和缅因湾的海上风能将需要浮动风力涡轮机,这是一个全新的创新领域。

政府提议通过设立新的奖项来帮助创新国家海上风能研究与开发联盟该项目由美国能源部(Department of Energy)和几个州的能源机构合作。总统拜登的刚刚宣布的基础设施计划也包括对海上浮动风力涡轮机技术的认可。

人问题。海上风能也需要相应的发展

公平和经济正义在海上风电中发挥作用的方式有很多,重要的是不要让我们对技术的迷恋使我们忽视了这一点。项目发生在哪里很重要,所有与之相关的项目,无论是在水里还是在陆地上,都是如此。搞清楚这一切的过程也很重要。

海上风电开发商和政策制定者必须继续寻找方法,尽量减少与现有海洋环境用途(包括商业和娱乐捕鱼)的冲突。这将需要持续和有意义的参与和协调,以及潜在的设计变更和补偿。

同样,电缆可能会在哪里上岸,以及在哪里发生了什么样的陆上基础设施(如变电站和相关传输)。社区应该是这些决定的重要伙伴。环境正义应该是一个关键的标准,这样新的可再生能源就不会延续旧化石的任何负面影响。

拜登的计划包括一项适度的研究拨款计划,旨在使“包括渔业和沿海社区在内的各种利益相关者”受益,并“进一步了解近海可再生能源对海洋、当地社区和经济的影响,以及优化海洋共同利用的机会”。

本周的声明还谈到了谁应该为建设海上风能资源丰富的未来而努力,尤其是把气候行动视为“人和工作——用国家气候顾问吉娜·麦卡锡(Gina McCarthy)的话来说,就是高薪的工会工作”的重要性。能源部长詹妮弗·格兰霍姆承诺能源部致力于

……调动我们拥有的每一种资源,让尽可能多的美国公司,使用尽可能多的美国钢板,在海上风能领域雇用尽可能多的美国工人……

政府表示,虽然沿海地区一直是海上风能的重点,但其积极影响应该在更广泛的范围内感受到,“新的供应链延伸到美国的心脏地带”。它举了一个例子,“阿拉巴马州和西弗吉尼亚州的工人正在向德克萨斯州的一家造船厂供应1万吨国内钢材”,用于第一艘符合《琼斯法案》的安装船。

还有更多

所以这就是我在想的,明智的成分,在未来十年实现3万兆瓦。当然,还有更多的事情需要落实,而其他人的必做清单看起来会有所不同。(例如,我没有谈到资金方面的问题,尽管海上风能涉及大笔投资。)

但对我来说,有两个关键因素,也许是最重要的:抱负与愿景.多亏了本周的声明,我们两者都有了。到2030年达到3万兆瓦- 30吉瓦(GW)的承诺是巨大而重要的。但该计划还设想,第一阶段“打开通往……的道路”到2050年达到110亿千瓦(强调),这同样至关重要。

把所有的部件都放在合适的位置而且为近期和长期提供可信的愿景是使海上风能成为我们电力结构中有价值的一部分的关键,我们知道它可以成为。

约翰·罗杰斯,忧思科学家联盟能源运动分析负责人,专长于清洁能源技术和政策,重点关注太阳能、风能和天然气。188金宝博他参与管理了ucs领导的“全球变暖中的能源和水”倡议,这是一个多年计划,旨在提高人们对能源-水联系的认识,特别是在气候变化的背景下,并激励和宣传有效的低碳和低水能源解决方案。