Ветроэнергетика США
Энергия ветра — это отрасль энергетики, которая за последние несколько лет быстро расширилась в Соединенных Штатах. С января по декабрь 2021 года за счет энергии ветра было выработано 379,8 тераватт-часов , или 9,23% электроэнергии в США. Средняя ветряная турбина за 46 минут вырабатывает достаточно электроэнергии, чтобы обеспечить питание среднего американского дома в течение одного месяца. В 2019 году энергия ветра превзошла гидроэнергетику как крупнейший возобновляемый источник энергии в США .
В 2022 году США стали 2-й страной в мире по установленной мощности ветрогенерации (140,8 ГВт) и сталь 2-й страной в мире по добавлению новых мощностей 8,1 ГВт за 2022 год.
По состоянию на январь 2023 года общая установленная паспортная мощность ветровой энергии в Соединенных Штатах составляла 141 300 мегаватт (МВт). Этот потенциал уступает только Китаю и Европейскому Союзу. До сих пор наибольший прирост мощности ветроэнергетики наблюдался в 2020 году, когда было установлено 16 913 МВт ветровой энергии. За ним последовал 2021 год, в течение которого было установлено 13 365 МВт, и 2012 год, в котором было добавлено 11 895 МВт, что составляет 26,5% от новой установленной мощности в этом году.
Общая установленная мощность ветрогенерации (МВт)
Год
2016
2017
2018
2019
2020
2021
2022
Мощность (МВт)
82 183
89 077
96 665
105 466
117 744
132 738
140 862
В 2021 году 9.2% электроэнергии было выработано с помощью ветрогенерации. В 2022 году по предварительным оценкам ветряными электростанциями было выработано 9,7% электроэнергии.
К сентябрю 2019 года в 19 штатах было установлено более 1000 МВт установленной мощности, при этом пять штатов ( Техас, Айова, Оклахома, Канзас и Калифорния ) производили более половины всей ветровой энергии в стране. В Техасе с установленной мощностью 28 843 МВт, что составляет около 16,8% потребления электроэнергии в штате, на конец 2019 года была самая большая установленная мощность ветряных электростанций среди всех штатов США. В Техасе также строилось больше ветряных электростанций, чем в любом другом штате. Штатом, производящим самый высокий процент энергии от энергии ветра, является Айова, на долю которой приходится более 57% от общего объема производства энергии, в то время как Северная Дакота имеет наибольшую ветрогенерацию на душу населения.
Alta Wind Energy Center в Калифорнии является крупнейшей ветровой электростанцией в США с мощностью 1548 МВт .GE Power — крупнейший отечественный производитель ветряных турбин.
Экономика
В отчете Лазарда о затратах на энергию за 2020 год было обнаружено, что несубсидируемая приведенная стоимость энергии (LCOE) для наземного ветра составляет от 2,6 до 5,4 цента за киловатт-час (кВтч), а медиана несубсидируемого LCOE для морского ветра составляет 8,6 центов за кВтч. Для сравнения, анализ показывает, что самый дешевый традиционный источник, газовый комбинированный цикл, имеет стоимость в диапазоне от 4,4 до 7,3 цента за кВтч.
В 2021 году Управление энергетической информации США подсчитало, что несубсидируемая нормированная стоимость ввода в эксплуатацию новой наземной ветровой энергии в 2023 году составит 3 цента за кВтч. В отчете также содержится предупреждение о том, что нормированные затраты могут вводить в заблуждение. Хотя приведенная стоимость отражает стоимость строительства и эксплуатации электростанции, она не учитывает относительную стоимость энергии из управляемых источников, таких как газовая турбина, по сравнению с недиспетчерскими источниками, такими как ветряные электростанции. В отчете также рассчитывается нормированная предотвращенная стоимость энергии (LACE), которую можно использовать для лучшего отражения экономической ценности источника энергии.
Такие субсидии, как инвестиционный налоговый кредит и налоговый кредит на производство, еще больше снижают текущую стоимость энергии ветра. Эти субсидии должны сократиться и истечь в ближайшие годы.
В 2015 году Университет штата Юта опубликовал финансируемое Кохом исследование, в котором говорится, что стоимость энергии ветра выше, чем рассчитывается большинством оценок затрат. Американская ассоциация ветроэнергетики раскритиковала исследование за отсутствие сравнения с загрязнением и субсидиями, понесенными другими источниками электроэнергии, а также за учет передачи как затрат, а не выгоды.
Стандарты портфеля возобновляемых источников энергии требуют существования возобновляемых источников энергии (большинство из них непостоянны, например энергия ветра и солнца), но за счет коммунальных услуг и потребителей. Субсидирование этого за счет налоговых льгот на производство делает энергию ветра более дешевой для коммунальных служб и потребителей, но за счет налогоплательщиков.
Производство
Энергия ветра, вырабатываемая ежегодно с 2000 г. (ГВтч) Установленная ветроэнергетическая мощностьс 1999 г. (МВт) По состоянию на 2022 год в США установлено более 141 ГВт установленной мощности ветровой энергии. Энергия ветра резко возросла за последние годы. Однако в 2010 году количество вновь установленных генерирующих мощностей составило примерно половину от предыдущего года из-за различных факторов, включая финансовый кризис и рецессию. В 2013 году произошло сокращение вновь установленных генерирующих мощностей на 92% по сравнению с 2012 годом из-за позднего расширения PTC. В 2008 году установленная мощность в США увеличилась на 50% по сравнению с предыдущим годом. Среднемировой темп роста в том году составил 28,8%.
К 2014 году ветроэнергетика в США смогла производить больше энергии с меньшими затратами за счет использования более высоких ветряных турбин с более длинными лопастями, улавливающих более быстрые ветры на больших высотах. Это открыло новые возможности и в Индиане, Мичигане и Огайо цена энергии от ветряных турбин на высоте от 300 до 400 футов (от 90 до 120 м) над землей конкурировала с традиционными ископаемыми видами топлива, такими как уголь. В некоторых случаях цены упали примерно до 4 центов за киловатт-час, а коммунальные предприятия увеличили количество ветровой энергии в своем портфеле, заявив, что это их самый дешевый вариант. Для энергетических контрактов, заключенных в 2014 году, средняя цена энергии ветра упала до 2,5 центов/кВтч.
Коэффициент мощности представляет собой отношение фактически произведенной мощности к паспортной мощности турбин. Общий средний коэффициент мощности для ветроэнергетики в США увеличился с 31,7% в 2008 г. до 32,3% в 2013 г.
Потенциал генерации ветра
Скорость ветра в США
В 2020 году увеличилось количество новых установок ветряных и солнечных мощностей, но затем на них повлияли проблемы с источниками для солнечных панелей, ограничения цепочки поставок, проблемы с подключением и неопределенность политики. По данным Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии, на территории Соединенных Штатов имеется потенциал для производства 10 459 ГВт наземной ветровой энергии. Мощность может генерировать 37 петаватт-часов (PW·h) в год, что в девять раз превышает текущее общее потребление электроэнергии в США. У США также есть большие ветровые ресурсы на Аляске, и на Гавайях.
В дополнение к большим наземным ветровым ресурсам США обладают большим потенциалом оффшорной ветроэнергетики, с другим отчетом NREL, опубликованным в сентябре 2010 г., в котором показано, что в США имеется 4150 ГВт потенциальной паспортной мощности оффшорной ветровой энергии, что в 4 раза больше, чем у США установленная мощность страны в 2008 году из всех источников — 1010 ГВт. По оценкам некоторых экспертов, все восточное побережье может питаться от оффшорных ветровых электростанций.
В отчете Министерства энергетики США за 2008 г. « 20% энергии ветра к 2030 г.» предполагалось, что энергия ветра может обеспечить 20% всей электроэнергии США, что включает 4% вклада в общую электроэнергию страны от оффшорной ветровой энергии. Однако для достижения этого необходимы значительные улучшения в стоимости, производительности и надежности, согласно отчету 2011 года коалиции исследователей из университетов, промышленности и правительства, поддержанного Центром Аткинсона по устойчивому будущему. Для получения 20% от ветра требуется около 305 ГВт ветряных турбин, увеличение на 16 ГВт/год после 2018 г. или среднее увеличение на 14,6%/год, а также усовершенствование линий электропередач. Аналитики оценивают около 25 ГВт дополнительной ветровой энергии в США в 2016–2018 годах в зависимости от Плана чистой энергии и расширений PTC. Ожидается, что после текущего поэтапного отказа от PTC в 2021 году дополнительная мощность ветроэнергетики составит около 5 ГВт в год.
Источники
Энергия ветра — это отрасль энергетики, которая за последние несколько лет быстро расширилась в Соединенных Штатах. С января по декабрь 2021 года за счет энергии ветра было выработано 379,8 тераватт-часов , или 9,23% электроэнергии в США. Средняя ветряная турбина за 46 минут вырабатывает достаточно электроэнергии, чтобы обеспечить питание среднего американского дома в течение одного месяца. В 2019 году энергия ветра превзошла гидроэнергетику как крупнейший возобновляемый источник энергии в США .
В 2022 году США стали 2-й страной в мире по установленной мощности ветрогенерации (140,8 ГВт) и сталь 2-й страной в мире по добавлению новых мощностей 8,1 ГВт за 2022 год.
По состоянию на январь 2023 года общая установленная паспортная мощность ветровой энергии в Соединенных Штатах составляла 141 300 мегаватт (МВт). Этот потенциал уступает только Китаю и Европейскому Союзу. До сих пор наибольший прирост мощности ветроэнергетики наблюдался в 2020 году, когда было установлено 16 913 МВт ветровой энергии. За ним последовал 2021 год, в течение которого было установлено 13 365 МВт, и 2012 год, в котором было добавлено 11 895 МВт, что составляет 26,5% от новой установленной мощности в этом году.
| Общая установленная мощность ветрогенерации (МВт) | |||||||
| Год | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | 2021 | 2022 |
| Мощность (МВт) | 82 183 | 89 077 | 96 665 | 105 466 | 117 744 | 132 738 | 140 862 |
В 2021 году 9.2% электроэнергии было выработано с помощью ветрогенерации. В 2022 году по предварительным оценкам ветряными электростанциями было выработано 9,7% электроэнергии.
К сентябрю 2019 года в 19 штатах было установлено более 1000 МВт установленной мощности, при этом пять штатов ( Техас, Айова, Оклахома, Канзас и Калифорния ) производили более половины всей ветровой энергии в стране. В Техасе с установленной мощностью 28 843 МВт, что составляет около 16,8% потребления электроэнергии в штате, на конец 2019 года была самая большая установленная мощность ветряных электростанций среди всех штатов США. В Техасе также строилось больше ветряных электростанций, чем в любом другом штате. Штатом, производящим самый высокий процент энергии от энергии ветра, является Айова, на долю которой приходится более 57% от общего объема производства энергии, в то время как Северная Дакота имеет наибольшую ветрогенерацию на душу населения.
Alta Wind Energy Center в Калифорнии является крупнейшей ветровой электростанцией в США с мощностью 1548 МВт .GE Power — крупнейший отечественный производитель ветряных турбин.
Экономика
В отчете Лазарда о затратах на энергию за 2020 год было обнаружено, что несубсидируемая приведенная стоимость энергии (LCOE) для наземного ветра составляет от 2,6 до 5,4 цента за киловатт-час (кВтч), а медиана несубсидируемого LCOE для морского ветра составляет 8,6 центов за кВтч. Для сравнения, анализ показывает, что самый дешевый традиционный источник, газовый комбинированный цикл, имеет стоимость в диапазоне от 4,4 до 7,3 цента за кВтч.
В 2021 году Управление энергетической информации США подсчитало, что несубсидируемая нормированная стоимость ввода в эксплуатацию новой наземной ветровой энергии в 2023 году составит 3 цента за кВтч. В отчете также содержится предупреждение о том, что нормированные затраты могут вводить в заблуждение. Хотя приведенная стоимость отражает стоимость строительства и эксплуатации электростанции, она не учитывает относительную стоимость энергии из управляемых источников, таких как газовая турбина, по сравнению с недиспетчерскими источниками, такими как ветряные электростанции. В отчете также рассчитывается нормированная предотвращенная стоимость энергии (LACE), которую можно использовать для лучшего отражения экономической ценности источника энергии.
Такие субсидии, как инвестиционный налоговый кредит и налоговый кредит на производство, еще больше снижают текущую стоимость энергии ветра. Эти субсидии должны сократиться и истечь в ближайшие годы.
В 2015 году Университет штата Юта опубликовал финансируемое Кохом исследование, в котором говорится, что стоимость энергии ветра выше, чем рассчитывается большинством оценок затрат. Американская ассоциация ветроэнергетики раскритиковала исследование за отсутствие сравнения с загрязнением и субсидиями, понесенными другими источниками электроэнергии, а также за учет передачи как затрат, а не выгоды.
Стандарты портфеля возобновляемых источников энергии требуют существования возобновляемых источников энергии (большинство из них непостоянны, например энергия ветра и солнца), но за счет коммунальных услуг и потребителей. Субсидирование этого за счет налоговых льгот на производство делает энергию ветра более дешевой для коммунальных служб и потребителей, но за счет налогоплательщиков.
Производство
Энергия ветра, вырабатываемая ежегодно с 2000 г. (ГВтч) Установленная ветроэнергетическая мощностьс 1999 г. (МВт) По состоянию на 2022 год в США установлено более 141 ГВт установленной мощности ветровой энергии. Энергия ветра резко возросла за последние годы. Однако в 2010 году количество вновь установленных генерирующих мощностей составило примерно половину от предыдущего года из-за различных факторов, включая финансовый кризис и рецессию. В 2013 году произошло сокращение вновь установленных генерирующих мощностей на 92% по сравнению с 2012 годом из-за позднего расширения PTC. В 2008 году установленная мощность в США увеличилась на 50% по сравнению с предыдущим годом. Среднемировой темп роста в том году составил 28,8%.
К 2014 году ветроэнергетика в США смогла производить больше энергии с меньшими затратами за счет использования более высоких ветряных турбин с более длинными лопастями, улавливающих более быстрые ветры на больших высотах. Это открыло новые возможности и в Индиане, Мичигане и Огайо цена энергии от ветряных турбин на высоте от 300 до 400 футов (от 90 до 120 м) над землей конкурировала с традиционными ископаемыми видами топлива, такими как уголь. В некоторых случаях цены упали примерно до 4 центов за киловатт-час, а коммунальные предприятия увеличили количество ветровой энергии в своем портфеле, заявив, что это их самый дешевый вариант. Для энергетических контрактов, заключенных в 2014 году, средняя цена энергии ветра упала до 2,5 центов/кВтч.
Коэффициент мощности представляет собой отношение фактически произведенной мощности к паспортной мощности турбин. Общий средний коэффициент мощности для ветроэнергетики в США увеличился с 31,7% в 2008 г. до 32,3% в 2013 г.
Потенциал генерации ветра
Скорость ветра в США
В 2020 году увеличилось количество новых установок ветряных и солнечных мощностей, но затем на них повлияли проблемы с источниками для солнечных панелей, ограничения цепочки поставок, проблемы с подключением и неопределенность политики. По данным Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии, на территории Соединенных Штатов имеется потенциал для производства 10 459 ГВт наземной ветровой энергии. Мощность может генерировать 37 петаватт-часов (PW·h) в год, что в девять раз превышает текущее общее потребление электроэнергии в США. У США также есть большие ветровые ресурсы на Аляске, и на Гавайях.
В дополнение к большим наземным ветровым ресурсам США обладают большим потенциалом оффшорной ветроэнергетики, с другим отчетом NREL, опубликованным в сентябре 2010 г., в котором показано, что в США имеется 4150 ГВт потенциальной паспортной мощности оффшорной ветровой энергии, что в 4 раза больше, чем у США установленная мощность страны в 2008 году из всех источников — 1010 ГВт. По оценкам некоторых экспертов, все восточное побережье может питаться от оффшорных ветровых электростанций.
В отчете Министерства энергетики США за 2008 г. « 20% энергии ветра к 2030 г.» предполагалось, что энергия ветра может обеспечить 20% всей электроэнергии США, что включает 4% вклада в общую электроэнергию страны от оффшорной ветровой энергии. Однако для достижения этого необходимы значительные улучшения в стоимости, производительности и надежности, согласно отчету 2011 года коалиции исследователей из университетов, промышленности и правительства, поддержанного Центром Аткинсона по устойчивому будущему. Для получения 20% от ветра требуется около 305 ГВт ветряных турбин, увеличение на 16 ГВт/год после 2018 г. или среднее увеличение на 14,6%/год, а также усовершенствование линий электропередач. Аналитики оценивают около 25 ГВт дополнительной ветровой энергии в США в 2016–2018 годах в зависимости от Плана чистой энергии и расширений PTC. Ожидается, что после текущего поэтапного отказа от PTC в 2021 году дополнительная мощность ветроэнергетики составит около 5 ГВт в год.