全球140位专家联合分析 未来30年风能成本将下降近半

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根据劳伦斯伯克利国家实验室(Berkeley Lab)领导的一项全球最顶尖的风力发电专家的调查,技术和商业进步有望继续推动风能成本的下降。专家们预计,到2035年,成本将降低17%-35%,到2050年,成本将降低37%-49%,这得益于更大、更高效的涡轮机、更低的资本和运营成本以及其他方面的进步。这一发现发表在《自然能量》杂志的一篇文章中。


这项研究总结了全球140位风能专家对陆上(陆基)风能、固定底海上风能和浮动海上风能三种风能应用的调查。这三种风能的预期未来成本是2015年伯克利实验室类似研究中专家预测的一半。该研究还揭示了降低成本的可能规模和驱动因素、预期的技术趋势和电网系统价值提升措施。

全球140位专家联合分析 未来30年风能成本将下降近半

专家们预计,陆上、固定海底和浮动海上风电的成本将大幅降低,但这些未来成本仍存在相当大的不确定性。来源:伯克利实验室

近年来,风能在陆上和海上的成本都在加速降低,这使得以前的成本预测变得过时。伯克利实验室的资深科学家Ryan Wiser说:“能源行业需要一个最新的评估。我们的‘专家启发’调查通过阐明如何实现成本降低以及澄清这些估计中的重要不确定性,补充了其他评估成本降低潜力的方法。”


拜登总统今年1月签署了一项旨在最大限度发挥海上风能潜力的行政命令,并将风力发电确定为国家应对气候变化新举措的关键组成部分。风能和太阳能等可再生能源将在本世纪中叶实现净零碳排放的努力中发挥重要作用。

全球140位专家联合分析 未来30年风能成本将下降近半

平准化成本的估计变化在所有三种未来成本情景中都有所不同。(浮式海上风电的成本与2019年固定底部的基线进行了比较)来源:伯克利实验室


成本降低的重大机会,但不确定性在“最佳猜测”(或中位数)情景下,专家预计,相对于2019年的基准值,到2035年,研究的三种风电应用的平准化能源成本将降低17%-35%,到2050年将降低37%-49%。平准化成本反映了发电厂寿命期内单位发电量的平均能源成本,有助于评估技术进步。与陆上风电相比,海上风电的平准化能源成本有更大的绝对降低(和更多的不确定性),固定底部和浮动海上风电之间的差距也在缩小。


尽管陆上和海上风电技术都已成熟,但仍有很大的改进空间,而且成本可能更低:专家预测,到2035年和2050年,减排的可能性分别为38%-53%和54%-64%。同时,这些预测也存在不确定性,专家意见的范围和“高成本”情况说明了这一点,在这种情况下,成本削减相对温和。


降低成本的多种驱动因素:大型涡轮机正在发展中。影响能源平准化成本的主要因素有五个:前期资本成本、持续运营成本、容量因素、项目设计寿命和融资成本。专家们预计,各方面的情况都将持续改善,相对贡献因风力应用而异。这项研究的合著者、伯克利实验室的乔·兰德(Joe Rand)指出:“只考虑资本成本改善的预测最多能抓住约45%的成本降低机会。”

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专家们预计,陆上和海上涡轮机规模将大幅增长。来源:伯克利实验室


据专家介绍,这些改进的一个关键驱动因素是涡轮的尺寸。对于陆上风电,预计不仅发电机额定功率(2035年平均为5.5兆瓦,2019年为2.5兆瓦)会增长,而且还有两个因素会增加容量转子直径和轮毂高度。预计到2035年,海上风力涡轮机的平均发电量将从2019年的6兆瓦增加到17兆瓦。浮式海上风电预计将获得更多市场份额,从目前的商业化前状态开始增长,到2035年占新海上风电项目的25%。


风能对未来的影响风能发展迅速,但其对能源供应的长期贡献部分取决于未来的成本和价值。这项新的研究发现,近年来,成本降低的速度加快了:比大多数预测者先前预测的要快,也比历史上的下降速度要快。受访专家预计,未来陆上风电和海上风电的价值提升措施将减少,并将越来越多地使用。


同为伯克利实验室的合著者Joachim Seel总结道: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先前认为的更大的作用,同时促进能源部门的脱碳,”,分析师、投资者、规划者和决策者应避免过时的假设和预测。正如研究中所记录的,未来成本降低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因素的重要性。



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