不止30GW——美國2030年分散式風電展望

美國分散式風電協會（DWEA）日前預計，到2030年底，分散式風電將為美國創造共計約15萬個就業機會，實現超過127億美元的年收入，將為美國提供不少於30GW的清潔能源供應。DWEA認為,目前是將分散式風電帶到前台的恰當時機。分散式風電有足夠的潛力空間，需要聯邦和州一級政府共同努力，以加速分散式風力發電系統的技術進步、製造和發展。

文 | 李楠

分散式風電被定義為配電網接入的風電。作為近年全球廣泛認可的分散式能源的重要形態之一，分散式風電為家庭、學校、農場和牧場、企業、城鎮、社區和偏遠地區就近提供清潔的電力供應（如圖所示）。分散式風電系統的發電量最終將全部或大部分由本地消納。

美國能源部（DOE）能效和可再生能源（EERE）風能和水力發電技術辦公室則根據風電項目與終端負荷和配電網結構的關係來定義分散式風電，而不是根據技術或項目規模來定義。因此，分散式風電市場上的風機規模和項目規模大小各異，由終端負荷以及配電網結構決定。

分散式風電與美國傳統的風電發展形式——大規模風電場形成鮮明對比。風力發電場將所發電量全部出售給公共事業公司，然後由公共事業公司出售給客戶。而分散式和社區風電項目的規模通常較小，具有不同的業務模式。

是時候發展分散式風電了

紐約懷俄明縣2015年分散式風力發電同比此前增長了300％。這是由於紐約能源研究與開發局（NYSERDA）推出了「幫助選址」等政策激勵措施，加之懷俄明的用戶電價高出全美平均水平80%，並有良好的風能資源。目前在美國，紐約州、愛荷華州、阿拉斯加州、明尼蘇達州、加利福尼亞州、德克薩斯州和伊利諾伊州都是分散式風能開發最活躍的地區。據了解，美國2015年分散式風電裝機1GW，預計平均每年增長30％，到2030年分散式風電裝機將超過30GW。

平準化度電成本（LCOE）是用於判斷能源生產技術成本競爭力的常用參考，也是美國能源部經濟決策的主要參考指標。分散式風電的LCOE包含系統在運行壽命期間內的資本成本、運營成本和融資成本。目前美國分散式風電的LCOE為10-28美分/kWh，預計可降至4.6-11美分/kWh。

分散式風電降低成本潛力巨大。與大型風場和太陽能光伏相比，此前，分散式風電在公共支持、個人投資和產業扶持方面的投入較少，因此技術發展和批量化方面相對落後。通過先進的技術和大規模的推動，分散式風電可以大幅度降低成本。

分散式風電雖然成本略高，但投資回報更高。與傳統集中式風電相比，分散式風電系統通常具有更高的LCOE，但售電價格也更高，因為它們實際上是銷售給零售商而不是批發市場。零售電價和購電協議（PPA）之間存在很大價差，因此分散式風電有更好的投資回報率。

除了幫助創造就業機會外，分散式風電在增加風電市場容量和推進分散式風電技術的相關政策等方面都有重要的利好作用，其中包括：

服務農村地區的經濟發展；

為美國提供清潔能源方面的更多選擇；促進技術進步和製造業發展，為美國製造業復興做出貢獻；

改善電網現狀，提高抗災能力；

相比其他清潔能源技術，技術進步速度更快；

讓普通民眾近距離接觸風能，加強對可再生能源的了解和接受。

解決「雞與蛋」的挑戰

儘管風電的技術創新不斷，但美國風能界認為，降低度電成本的分散式風機最佳解決方案，仍然是在傳統的高塔筒水平軸風機基礎上開展的持續技術創新。特別是，對分散式風電安全提出了更高要求，各項政策和金融激勵措施僅適用於可以證明安全有效的風機。對於那些低於聯邦和軍事採購標準的風力發電產品，美國能源部曾向13個州發出備忘錄，敦促他們必須使用運行安全性得到保證的風機。

分散式風機通常每年運行6000-8000小時，至少可以以最低維護成本持續運行約20年。儘管雷暴、風災颶風、冰雹、雪、雨水、閃電、地震、沙塵暴、鹽霧等自然災害都會對風機造成影響，但它仍需要自動安全地運行。因此要對風機進行創新設計完善，努力達到這一要求。無疑是一項巨大的工程挑戰，也是風電技術的更高門檻。令人欣慰的是，一些分散式風機產品已運行了35年以上（仍在運行），且前20多年的維護成本幾乎為零。

與大多數新興技術相同，分散式風電面臨降低成本和消費者接受度等眾多障礙。目前，制約投資分散式風電的主要原因是成本太高。降低成本是分散式風電行業的最高優先事項，因為它直接影響到未來前景。技術進步將在降低成本方面發揮重要作用。「如果成本更低，更多的人會購買，但除非更多人購買它們，否則它們的成本不會更低」。解決雞與蛋的挑戰，美國業界認為，需要通過短期內有效的補貼和政策支持建立和培育市場。

由於過去對分散式風電技術和部署的公共投資較少，分散式風電的風機和製造技術並不像傳統風場和太陽能光伏等清潔能源技術那樣發達和先進。但好消息是，分散式風電降低成本的重大技術和製造業進步是可實現的。美國能源部新的競爭力提升計劃（CIP）和美國商務部資助的可持續製造、高級研究與技術（SMART）風能聯盟是有效分擔成本的公共、私人研發的優秀範例，有促進相關技術領域節能創新的案例。

政策有效事半功倍

美國各地可再生能源政策並不平衡。美國風電界認為，一些有助於發展太陽能市場的政策，阻礙分散式風電市場發展。例如，新澤西州、加利福尼亞州和馬薩諸塞州等可再生能源投資組合標準（RPS）計劃僅限於太陽能項目；可再生能源信貸計劃（S-REC），其中太陽能可以出售高於風能100多倍的價格；科羅拉多州的A37 / SB05-143等太陽能州政策提供1億美元的太陽能激勵政策，風能為零。此外，全美各地大量公共事業單位提供太陽能專用公共事業補貼計劃，金額是分散式風電的2-10倍。

雖然對分散式風電激勵措施遠遠少於其他清潔能源技術，但現在開始追趕並不晚。DWEA表示，對於美國市場來說，最重要的政策驅動因素是30％的投資稅收抵免（ITC）。由於該政策終止，目前市場上用於中等規模風機的分散式市場停滯不前。由於市場對資本成本和投資回收期的敏感性，ITC等前期稅收抵免是有利於分散式風電更有效的激勵結構。相關人士積極建議將現有的分散式風電ITC延長數年，或取消聯邦投資稅收抵免（匹配太陽能）的100 kW限制並提供長期的延期。作為ITC擴展的一部分，為住宅風力系統提供40％的ITC，最大功率為20kW。

同時，分散式風電相關組織呼籲將美國能源部對分散式風電研發的預算增加到風電研究總預算的15％以上。自2002年以來，美國農業部為農場和農村企業的可再生能源和效率項目提供了高達25％的項目補貼。未來有望在當前或更高的資金水平上維持2019年及以後的REAP計劃，同時更加支持分散式風力發電。

據了解，為支持分散式風電發展，紐約、俄勒岡、加利福尼亞、馬薩諸塞、馬里蘭和北卡羅來納等少數幾個州提供區域經濟激勵措施，例如補貼、稅收抵免或基於生產的支付，但很多地方的政策多變且缺乏持續性。只有在紐約州等激勵政策和機制強有力的地方，加之良好的經濟環境，分散式風電市場增長更快。

相關鏈接

2017年底，全國首個分散式風電項目在江蘇江陰投運，出口電壓10千伏的中壓風機直接接入配電網，所發電量自發自用、余電上網，打破了經濟發達城市人口集中區域無法開發風電的傳統認知，中國風電產業迎來第三次變革。

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出品 | 中國能源報（ID：cnenergy）

責編 |閆志強

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