2017年,风能提供世界上4.1%的电力输出。然而,在一些地区,如欧洲和北美,份额达到水平高达9.5%和5.6%,分别1。2019年,丹麦47%的电力来自风能2,中国计划在未来几年内进一步扩张。这种吸收由财政支持政策,越来越多的人意识到传统能源对环境的影响和气候。将来,我们预见支持陆上风力放缓在一些发达国家,在该行业已经达到了较高的成熟度级别,和冲突在风力涡轮机的位置在不断增加。海上风力,我们期望加强支持的国家的土地有限,绕过社区反对1,海上风电的快速吸收新的地区这种技术还未开发的。
海上风力要想成功,开发大型风力涡轮机10 +的评级兆瓦海上风力的被认为是降低成本的关键应用程序。今天,9.5兆瓦风力发电机在操作和一个12 MW汽轮机今年已经经过测试,并开始商业运营。在2030年,我们可能会看到20 MW发电机一样大。
风力涡轮机技术将进一步开发使用新材料和先进的监测和控制,使其充分竞争与常规发电。降低成本的浮动离岸将启用新的地理区域开发之前有限的土地可用性或缺乏浅水阻碍风能发展。
增加尺寸的涡轮转子直径较大,捕捉更多的权力产生的风,是一项重要的成本降低司机。其他,还不清楚,成本降低司机来自规模经济在海上风电场规模的增加——现在经常有单个或集群大小超过1 GW(1000兆瓦)。当然从少需要安装涡轮机降低成本——今天,需要不到100涡轮机产生1兆瓦海上风力发电场。有12 MW汽轮机将只有83个涡轮机和15 MW汽轮机只有66,等等。使用multi-turbine结构在未来可能会进一步降低工厂成本的平衡。年度的成本降低也将相当大的操作和维护活动,确保持续降低成本来自海上风力。
看接下来的风力发电技术革命,我们只需要从底部固定,浮动的解决方案。浮动式风力的优点是(几乎)没有大小限制。浮动结构将促进安装10 +兆瓦发电机正在开发或multi-turbine设计。海上风电项目成为标准化可以工业化生产20下半年的。这将进一步降低能源成本(LCOE)逐步降低项目成本较低,更大的涡轮机。
浮动的风在安装过程中提供了更大的灵活性。例如,可以组装结构在受保护的地区,如码头,然后拖到它的最终位置。这也支持当地制造业通过使用现有船厂基础设施,这将进一步降低成本。独立于水深度和土壤条件(某种程度上)将允许浮动的行业标准化生产结构和生产大卷。
浮动元素连接到电网,实现和维护可靠的操作在日益复杂的能源系统将越来越多的关注。因此,电网规划和变电站的标准化,以及电网结合需求管理和其他部门的耦合,将使风能的成功扩张。增加使用的系统控制的机器学习算法以及增加使用机器人和自动化将使进一步优化操作和降低成本。
风险和不确定性据估计,LCOE将下降50美元/千瓦时固定离岸和70美元/千瓦时浮动2030年海上风力3。然而,有些人认为,浮动的风可能低至40€/兆瓦时4。总海上风力装机容量(固定和浮动)将在该地区在2030年全球150千瓦1。从我们的陆上风力估计能源转型前景1.5太瓦的装机容量。
及时准确地处理LCOE,风资源评估方法可能需要适应为了正确占增加风电场集群密度和它们相关的损失。而阻塞损失正在引入的风能行业,更需要了解集群,集群的大小醒来LCOE及其潜在影响。
在成本方面,浮动海上风电项目的总成本取决于许多因素。最重要的是它所使用的支撑结构。然而,支撑结构也很重要的能力帮助降低成本在系统的其他部分,比如通过支持串行制造、近海组装、调试,并通过减少昂贵的海外劳工,包括操作和维护3。
然而,认为浮动海上风力有更高的风险,这将导致更高的成本是没有根据的。今天,它不是技术风险阻碍成本改进在风能行业领先的玩家进行独立的认证和坚持的标准。他们还开展全面的机械测试的原型,原型在真实环境中测试和改进的虚拟和数字设计和测试。
商业风险来自监管机构或者不知道如何获得稳定的新产业投资规模框架,或设置本地生产制造的要求太严格,因此限制竞争和规模经济,离开海上风电技术的全部潜力尚未开发的。因此,实现全球海上风力能源的潜力,政策依然重要,确保实现规模经济,降低成本水平与陆上风力和其他形式的电力生产。
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