在全国许多地区,新的风力发电比现有的煤炭和天然气便宜

2013年12月10日下午5:29
史蒂夫·克莱梅尔
能源研究与分析总监

第二部分由三部分组成的博客系列

昨天,我们发布了一个2012年更新退休时机成熟研究发表在电力》杂志该报告分析了更新国家煤炭船队与投资更清洁的替代能源在经济上的可行性。(有关这项研究的更多细节,请参见此博客我的同事杰夫·德耶特。)我们的新分析显示,由于新技术的发展降低了新风项目的成本,增加了发电量在取代现有燃煤电厂方面,风力发电可以发挥比天然气更大的作用

分析显示,用现代污染控制手段改造美国现有的71吉瓦煤炭产能的成本,将高于与联邦政府合作建设新的风力项目的成本生产税收抵免(PTC)包括在内。这是12吉瓦,或21%,比我们的核心情景相比,煤炭增加现有天然气联合循环(NGCC)发电厂的发电成本。

多风州排名上升

与开发新的风能项目的成本相比,德克萨斯州以7200兆瓦(MW)的成熟退役煤炭产能排名全国第一。相比之下,德克萨斯州排名第33位,与现有NGCC电厂的成本相比,其经济脆弱的煤炭产能仅为175兆瓦。德克萨斯州在风力发电方面的排名并不令人惊讶,因为它在2012年底以12,200兆瓦的风电装机容量领先全国,而且该州仍有大量未开发的低成本风能资源。

俄克拉荷马州的排名也上升到第五位,加入密歇根州、阿拉巴马州、佐治亚州、印第安纳州和田纳西州的行列,每个州的煤炭产能都超过3500兆瓦,比新风更贵。在我们的风能情景下,拥有最成熟的退役煤炭产能的公用事业公司大多位于这七个州。这些公司包括南方公司、田纳西河谷管理局(TVA)、DTE能源公司、OGE能源公司、NRG能源公司、德克萨斯能源未来控股有限公司、美国电力公司(AEP)、Xcel能源公司和CMS能源公司。

R4R风场景图

我们的风能场景很可能代表了一个下界,因为我们只比较了位于同一地区的煤电厂和风能设施。但许多电力公司在他们的地区之外找到了更好的交易。例如,几个东南公用事业阿拉巴马电力和乔治亚电力(南方公司的子公司)、TVA、阿肯色电力合作社和西南电力公司最近与俄克拉荷马州、堪萨斯州、德克萨斯州和上中西部地区的风力项目签订了长期合同,主要是基于经济上的考虑。

新的风能技术提高了发电量,降低了成本

与新建风电项目相比,经济脆弱的煤炭产能比我们2012年的研究高出8吉瓦。这主要是因为我们假设了更高的风能容量因子,以反映新技术的发展,如更高的塔,更长的叶片,以及基于数据的低风速涡轮机的进步劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)和最近的项目。此外,在2012年的分析中,我们假设区域平均容量因子为35- 47%,而不是假设所有地区的全国平均容量因子为35%。

正如我在最近的一篇文章中所讨论的博客, LBNL的数据显示,这些更高的产能因素加上资本成本的降低,导致了一个在过去3年里,美国风力发电的平均电力购买价格(PPAs)下降了43%(从2009年的70美元/兆瓦时(MWh)降至2012年的40美元/兆瓦时以下)。这与我们的研究相一致,我们假设有PTC的区域成本为39-56美元/MWh,没有PTC的区域成本为58-76美元/MWh(见下图)电力》杂志文章).保守地说,根据公用事业公司和电力系统运营商的研究,这些数字还包括5美元/兆瓦时的风能集成成本。

R4R区域风电成本比较

我们的研究显示,在这样的价格下在全国许多地区,风能比现有的经过污染控制改造的燃煤电厂和现有的NGCC电厂更便宜.这与最近的声明摩根士丹利电力、公用事业和清洁能源北美股票研究主管斯蒂芬·伯德:

“在中西部,我们现在看到与风电场签署的电力协议低至每兆瓦时25美元。相比之下,天然气厂的可变成本为30美元/兆瓦时,建设一座新天然气厂的总成本将超过60美元/兆瓦时。”

我们的分析假设,基于EIA假设,现有NGCC电厂的成本为52美元/兆瓦时,新建NGCC电厂的成本为68美元/兆瓦时。我们从EIA获得的成本略高于伯德,因为我们假设天然气的平均燃料价格为20年,与风能和煤炭投资进行比较。

即使风力成本较低,扩大PTC也是有意义的

在没有PTC的情况下,我们的分析显示,现有的煤炭产能中只有22吉瓦适合退役——不到PTC情况下的三分之一。PTC与州可再生能源标准相结合,是近年来风能行业增长的关键驱动力,并由此降低了成本,为州和国家层面带来了显著的经济和环境效益。

过去,当国会允许PTC到期时,风能行业已经到期从悬崖上掉下来.PTC还有助于公平竞争环境更大、更长期的补贴化石燃料和核能至今仍在使用。为了确保向更清洁、更负担得起的替代能源过渡,需要制定诸如PTC和针对新建和现有发电厂的碳标准等明智的政策。