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美国风能、太阳能和煤电发展现状

文章来源:核能研究展望NPRV | 发布日期:2017-06-19 | 作者: | 点击次数:

【导言】太阳能和光伏发电在2013年为美国电网提供了3365MWe的产能,大概75%的新增电能在加利福尼亚,另外的10%在亚利桑那(这还并不包括那些小于1MW的实用价值有限的小型发电机组)。

风能和太阳能在能源供应中的地位越来越重要,由于技术成本的降低、政策支持以及税收优惠等原因,风能在电网中的所占的比重越来越大。太阳能和光伏发电在2013年为美国电网提供了3365MWe的产能,大概75%的新增电能在加利福尼亚,另外的10%在亚利桑那(这还并不包括那些小于1MW的实用价值有限的小型发电机组)。

电力产能与实际生产的电能

2013年风力发电量不断增加,为电网供电量为1070兆瓦。尽管风电和太阳能的产能增加了,但是这些可再生能源最根本的问题仍没有解决,风能和太阳能等新能源严重依赖当地的天气条件,而且只能在大约25%的时间中发电(非全天候)。

产能因子表示实际发电能力与发电设施在效率达100%的理想状态下(即一年365天24小时全天候运行)的发电能力的比值。根据国家可再生能源实验室的统计,太阳能发电产能因子最高的是亚利桑那州、新墨西哥州以及内华达州,达到26.3%;最低值是在西弗吉尼亚州,仅有17.2%。与之相比,核电站以仅仅9.2%的名义装机容量提供了19%的实际总电能,而且全部是零碳排放的清洁能源。除了间歇性发电之外,风能和太阳能还存在着其他问题。

煤电的压力来自好几个方面

火力煤炭发电站在美国供电已有一个多世纪之久。2015年,火力发电发电量在全美总电量39.440万亿千瓦时所占比例为39%。然而,煤电比重持续下滑,十年前占总电量的比重还有50%之多。

基建设施的老化使得许多老旧和小的煤电站的运行成本过高,无利可图。大概70%的煤电站运行时间超过了40年,这些电站约占煤炭发电约50%以上。在2015年末,美国煤电产能为286GW。仅仅2015年,就有13GW的煤电产能退役。环境影响评估项目EIA预计到2025年会有30GW的煤电产能退役,其中的87%在2020年末前完成。

全美煤电关停计划

越来越严格的环保监管要求,也在加速这一进程。新的监管要求降低汞、酸性气体和有毒金属的排放。这些标准在2015年4月开始生效。这将会提高许多煤电站的运行成本,使其利润下降,从而可能会导致在未来几年煤电站关闭潮的出现。额外的监管要求使得那些老旧和污染严重的煤电厂停止运行,越来越多的公众对气候变化和二氧化碳排放量的关注,进一步增加煤电站关闭的压力。

不同形式能源的能量密度

对于填补退役的煤炭发电站空缺,煤电面临来自另一种化石燃料——天然气的竞争。由于技术的进步,可获取的天然气储量急剧增长,天然气数量巨大而且价格低廉。不过尽管天然气是清洁能源而且现在价格便宜,其本身仍存在二氧化碳排放,而且价格变动也很大,这些可能也会限制天然气的实际使用。

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