美国能源部 2014 年风能技术市场报告出炉,风电採购价仅 2.35 美分

美国能源部一年一度的风能技术市场报告出炉,美国风能市场过去几年在 PTC 到期又延长的政策干扰下,市场一度剧烈波动,2013 年出现急冻现象,然而风能成本日渐下降,以及 PTC 政策延长,2014 年装机量反弹回复正常,採购价更降至极具竞争力的每度电 2.35 美分,相当于约 0.75 元新台币,若加回每度电 2.3 美分的 PTC 补贴之后为每度电 4.65 美分,合约 1.5 元新台币。风能对美国的能源供给角色也越见重要。

美国 2013 年受到 PTC 补贴到期又延长的政策面干扰,风能新增发电容量急冻,2014 年明显反弹复甦,新增 4,854 百万瓦(megawatts,MW)发电容量,使得美国成为 2014 年全球新增风能容量的季军国,前两名分别为中国的 23,300 百万瓦,与德国的 5,119 百万瓦;而总累计风能发电容量,美国则以 65,877 百万瓦排名第二,仅次于中国的 114,760 百万瓦,不过虽然在发电容量上输给中国,若论实际发电量,美国则是世界最高。

2014 年美国风能新增发电容量,佔所有新增发电容量的 24%,仅次于燃气发电与太阳能,美国风能总发电容量可供应 1,750 万家庭用户,发电量供应美国 4.9% 用电需求。自 2007 年以来,风能佔美国所有新增发电容量的 33%。除了对能源供给的重要性与日俱增,风能产业也带来投资与就业,2014 年风能产业投资 83 亿美元于美国,自 1980 年代以来总投资已达 1,350 亿美元,而风能产业支持了美国 7.3 万个工作,相较于 2013 年成长 3 成。

风能本身更成为美国的廉价能源来源,2014 年签下的新风能採购合约价来到每度电 2.35 美分的历史新低,相当于约 0.75 元新台币,相较之下,2009 年的採购价为将近 7 美分,2009 到 2014 年跌价达 66%。

在风力发电机技术方面,许多趋势也持续,如风力发电机越来越大,2014 年美国新安装的风机,扇叶平均直径为 99.4 公尺,比 1998-1999 年时大了 108%;底座平均高 82.7 公尺,较 1998-1999 年时高了 48%;发电容量平均为 1.9 百万瓦,较 1998-1999 年时增加 172%。2008 年时尚未有直径超过 100 公尺的风机,2014 年有 8 成美国新装风机直径超过 100 公尺。

风能在美国已成稳定能源供给

另一方面,早期风力发电机都以高风速风场为目标,近年来的趋势是越来越重视低风速风场的表现,风机逐渐为了低风速风场设计,这导致技术规格上出现比功率降低的趋势。比功率即风机每平方公尺扇叶面积发电容量,1998-1999 年时风机比功率平均为每平方公尺 394 瓦,2014 年平均已经降至每平方公尺 249 瓦。

这样一来,名目发电容量与实际发电量的落差也跟着减小,因为比功率较高的高速风机,只有在极少数特别适合发电的状况下,才能逼近名目上的发电容量,比功率较低的风机,只要一般风速就能达成目标,也因此,其容量係数,也就是实际发电量与名目发电容量的比例,也就相对提升,2000 年时美国风机平均容量係数为 30%,2014 年已经提升到 33%。

2014 年风能平均而言供应美国 4.9% 用电需求,但若以各州来看,许多州风能所佔比率已经相当高,2014 年爱荷华州风能佔总供电 28.5%,南达科达州 25.3%、堪萨斯州 21.7%;超过 12% 的总计有 9 州,德州 9%、加州 7%,可说风能在美国许多州已经成为重要的稳定能源供给。除了主流的集中式风场,美国分散式风能也正在蓬勃发展,全美含波多黎各与美属维京群岛共有 7.4 万座分散式风力发电机,供电给住宅、农田、商业设施与社区,规模从 5 千瓦的家用风机到数百万瓦的工厂风机都有。

美国风能发展最大的不确定性,还是在于 PTC 政策的延续与否,不过随着风能成本逐年降低,包括资金成本的降低,PTC 也将逐渐不那幺具决定性,市场预期 PTC 停止后,採购价只会上升每度电 1.6 到 1.8 美分,以这样的价格,相对于页岩气助威的燃气发电都还相当有竞争力,尤其是在中西部地区,美国风能可望吃下越来越高的供电比率。