解决方案查找器 技術支援

未來 30 年風力發電的成長

wind turbines

減少全球 CO2 排放在很大程度上依賴於可再生能源發電。除了 4 個國家之外,世界上其他所有國家都簽署了《巴黎氣候協議》,加快可再生能源的部署面臨著一定的壓力,而風力發電正在發揮帶頭作用。

在全球,風力發電現在佔非水電可再生能源的一半以上。根據國際可再生能源總署的資料顯示,風力發電的部署速度也比其他任何領域都要快,從 1997 年的 7.5 GW 增加到 2018 年的 567 GW。未來 30 年,風力發電將扮演什麼角色?面臨哪些挑戰?

最近風力發電的成長主要集中在哪裡?

2020 年全球陸上風力發電量增加 108 GW,是 2019 年的兩倍。新增產能的 79% 來自中國和美國,這兩個國家是全球兩大 CO2 排放國。

中國的 CO2 排放量將在 2030 年達到高峰,電力需求也將持續快速成長,因此制定了從 2021 年到 2025 年,將風力發電量提高 5 到 6 倍的強勢目標。

一個主要的成長因素是技術進步。渦輪機尺寸越大,每瓩的發電成本越低。在全球,渦輪機的成本下降了 45% 至 66%,使更多人能夠接觸到這項技術,並且與舊裝置相比,新裝置可以產生更多電力。新型渦輪機還可以在較低的風力水平下發電,從而延長運作時間。

事實證明,減稅和降低關稅等政府激勵措施對於增加風力發電投資是有效的。

與其他可再生能源相比,風力發電還有一些優勢,這些優勢有助於自身發展。例如,有比水力發電廠更適合風力發電場的地點。風力渦輪機不需要利用水進行冷卻,而且佔位面積相對較小,可以放置在建築物附近。許多公司和私人業主都進行自己的投資,類似於增加屋頂太陽能電池板設施。

陸地、離岸發電齊頭並進。

離岸風力發電場將在未來 10 年顯著成長,因為它們目前仍是全球風力發電領域的一小部分貢獻者。它們最適合靠近人口密集的地方,有穩定的離岸風和淺海床。歐洲已經擁有 40 個離岸設施,並且與中國一起推動成長。

美國是僅次於中國的第二大 CO2 排放國,也在加快興建離岸風力發電設施。繼七個試點離岸渦輪機之後,美國將於明年開始興建第一個離岸風力發電場,並於 2024 年和 2026 年分別興建第二個和第三個離岸風力發電場。七個沿海州已承諾購買離岸風力發電,並且政府引進了長期激勵措施來支援該產業。

更多地區也在部署離岸風力發電場。印度、台灣和日本在發展離岸風力發電方面處於不同的階段。隨著成本開始下降,減排壓力的增加,預計會有更多國家/地區加入到這個陣營中。

此外,我們將看到浮動風力發電等新發展取得進展。Hywind Scotland 自 2017 年開始營運。據初步報告顯示,渦輪機的浮動運動不會對穩定性或生產產生重大影響。隨著這項技術日益成熟,預計高昂的資金成本會下降,信心也會增強。在海堤陡峭的地區 (包括島嶼),沉底式解決方案是不可能實現的,但這項技術為上述地區開拓了風力發電之路。

未來 30 年,風力發電將面臨哪些挑戰?

目前的風力發電場部署大多位於人口密集地區。一些國家/地區的電網比較分散,能源不易流動。基礎建設需要大量投資才能擴展到不太集中的位置。

為了使風力發電每年繼續以顯著速度成長,供應鏈也需要發展。我們看到歐洲知名供應商正在投資新的美國市場並推動創新。隨著該技術在新市場上越來越成熟,將愈發有可能實現在國內製造元件,從而進一步降低國內市場的成本,推動市場成長,並增加這些元件進入新市場的可用性。

增加渦輪機的尺寸、效率和可靠性方面的創新有望持續下去。體現這種技術進步的一個範例是 Power Integrations 的 SCALE-iFlex™ LT 隨插即用雙通道閘極驅動器。

這些裝置將多個並聯 EconoDUAL™ 模組的效能提高了 20%,可讓使用者從功率變頻器和轉換器堆疊中免去六分之一的模組。除了節省驅動器和模組的成本之外,還降低了與模組、線路、硬體和散熱相關的控制複雜性和成本。SCALE-iFlex LT 特別適用於 3 至 5 MW 範圍的離岸風力渦輪機。

相關貼文