超越化石燃料:鮑勃·蓋茨談風力發電

Clipper Windpower公司商業運營高階副總裁就其行業面臨的障礙發表看法


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編者注:此問答是《大眾科學》進行的一項調查的一部分,該調查針對的是從事開發和實施非化石燃料能源技術的公司高管。

目前,哪些技術障礙最阻礙風力發電的發展?在不久的將來和長期來看,克服這些障礙的前景如何?
最大的純技術障礙在於供應鏈基礎設施和輸電方面。

在最近的經濟放緩之前,風力渦輪機元件的供應是制約增長的因素。對風能的需求增長大於元件製造基礎設施的增長。這種情況很大程度上是由於美國在風能方面的短期政策造成的。例如,風力發電生產稅收抵免一直是為期一到兩年的延期,這對於風力渦輪機元件製造基礎設施的重大投資來說時間太短了。風能增長的第二個制約因素是從風力資源豐富的大平原到人口和電力負荷集中的地區(工業中西部、東西海岸)的有限的輸電裝置。就像煤炭、石油和天然氣等能源一樣,它們擁有將能源從能源產地輸送到人們的基礎設施,但美國目前還沒有足夠的輸電設施將風能從風力豐富的地區輸送到人們那裡。因此,美國有大量的風能資源可以利用;我們美國只需要安排安裝輸電裝置,將風能輸送到人們那裡。
 
擴大風力發電規模以服務於更大的國家或全球客戶群是否存在障礙?
是的。障礙主要來自人為,或者更準確地說,是人類尚未創造的。主要的障礙在於對能源真實總成本的認知以及缺乏補償風能為文明世界避免的間接成本的協議。這些成本包括但不限於碳排放和氣候變化的成本、購買外國石油和天然氣的負面收支平衡成本,以及僅僅因為短期來看石油和天然氣似乎很便宜而現在就燃燒它們對後代造成的損失。另一個人為的障礙是分散的許可制度,這在時間和成本上都是低效的。像煤炭、石油、天然氣和核能等其他能源一樣,大規模、具有成本效益的風能需要一個更大規模、以能源政策驅動的總體許可結構。在實踐中,透過眾多不同的地方機構批准大型風能專案和相關的輸電裝置是不切實際的,而且過於笨拙、耗時且耗費資源;結果是更大、更具成本效益的專案無法啟動。
 
現有的能源基礎設施是否能夠應對風力發電的增長?或者,它是否也需要進一步的改造?
現有的能源基礎設施需要一個額外的組成部分來應對風能的增長,以發揮其潛力。缺失的組成部分是輸電裝置,以便將大規模能源從該國或任何國家的風力資源豐富的地區輸送到現有的輸配電系統——例如,在美國,需要一個系統來將相當於許多核電站的能源從大平原輸送到東西海岸以及中西部地區的核心能源負荷中心。 鑑於當前的經濟危機,您的行業能否獲得必要的資本(來自公共或私人來源)來充分資助其增長?
當前的經濟危機嚴重削減了滿足風能增長所需的資本供應。這主要體現在生產稅收抵免的實際利用價值和風電專案的長期債務方面。如果修改諸如被動虧損限制和有限合夥結構適用性等規則,允許更廣泛地使用稅收抵免並使稅收抵免可退還,那麼生產稅收抵免將更有效。隨著貸款機構顯然減少了在風能以及其他經濟領域的貸款,風電專案長期債務供應急劇萎縮。 從戰略角度來看,風能更大的競爭對手是:現有的煤炭、石油和天然氣技術還是其他替代能源技術?
從直接意義上來說,它們都不是競爭對手。大多數公用事業公司和監管機構將選擇電力能源視為投資組合多樣化,而不是僅僅關注一種“最佳”能源。石油對美國的發電貢獻不大。然而,隨著本地出行的電動汽車的到來,對無排放電力發電的需求將增加,而風能是一種領先的具有成本競爭力的來源。風能的屬性與煤炭和天然氣互補,就像煤炭和天然氣可以補充風能一樣。風能是一種按需提供的能源——它不能隨意開啟。因此,煤炭和天然氣可以補充風能,因為它們可以隨意開啟。與此同時,當風能可用時(在許多地區,風能大部分時間都可用),風能可以抵消煤炭的燃燒,從而既減少碳排放,又為未來使用節省煤炭資源。與天然氣的關係也是如此:當有風時,我們可以減少天然氣的燃燒,減少今天的排放,併為未來節省天然氣。實際上,風能可以儲存在尚未燃燒的燃料中。
 
您和您所在行業的其他人是否有一個成本目標,例如,在五年內要實現?
一個目標是使風能具有成本競爭力,即使在碳排放和外國支付成本沒有得到充分評估的情況下也是如此,同時也要在數量上增長,從而有足夠的風能來產生有意義的影響,以推動局面。美國能源部的可行性研究得出結論,美國可以在成本有效的基礎上,在經濟上和合理的電力系統投資基礎上,從風能中獲得 20% 的電力。風能以具有成本效益的方式提供美國 20% 的電力供應,沒有碳排放造成的任何氣候影響,並創造許多新的美國長期製造業和農村發展就業機會,這是風能的目標。

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