由中國科學院文獻情報系統(tǒng)雙碳戰(zhàn)略研究團隊運營的“雙碳情報”公眾號正式上線！重點跟蹤報道主要國家和重要組織雙碳相關戰(zhàn)略規(guī)劃、政策法規(guī)、發(fā)展路線圖、重大計劃、重點項目等動態(tài)訊息，監(jiān)測分析雙碳領域國際前沿科技熱點和發(fā)展態(tài)勢。
海上風電、陸基集中式風電和分布式風電被稱作拉動風電規(guī)模化發(fā)展的“三駕馬車”。8月24日，美國能源部（DOE）發(fā)布了3份風電市場報告[1]——《海上風電市場報告：2023版》[2]、《陸基風電市場報告：2023版》[3]和《分布式風電市場報告：2023版》[4]，分別從海上風電、陸基風電和分布式風電角度切入，深入分析了美國風電的市場現(xiàn)狀、政策措施和技術發(fā)展狀況，并展望了其未來的發(fā)展前景。
一、市場現(xiàn)狀
01、海上風電
截至2023年5月31日，美國海上風電的潛在發(fā)電量達到52687兆瓦，比《海上風電市場報告：2022版》公布的數(shù)值增長6915兆瓦（+15%），新增裝機容量主要來自緬因州、加利福尼亞州和墨西哥灣。據(jù)估計，自2014年以來，美國海上風電項目已投資約170億美元，包括2022年在港口、供應鏈、船舶和輸電方面投入的27億美元，但要在2030年實現(xiàn)30吉瓦的目標，至少還需要投資220億美元建造基礎設施。
02、陸基風電
2022年美國陸基風電仍是僅次于中國的第二大市場，其投資額約120億美元，新增裝機容量8.5吉瓦，累計裝機容量超過了144吉瓦。但在風電滲透性方面，美國遠落后于全球領先水平，其陸基風電容量僅占總發(fā)電量的10%左右。此外，2022年美國還對1.7吉瓦現(xiàn)有陸基風電廠的轉子、變速箱、發(fā)電機、吊艙等部件進行了升級改造。升級后這些風電廠的裝機容量擴大到了1.8吉瓦左右。
03、分布式風電
2022年美國分布式風電投資額約為8400萬美元，新增裝機容量約29.5兆瓦，累計裝機容量為1104兆瓦左右，分布在9萬多個風力渦輪機上。2022年，分布式風電僅占風電裝機總容量的8%，而2021年和2020年分別為36%和79%。2022年美國90%的分布式風電項目被部署用于滿足特定用戶的需求，僅10%的項目用于支持配電網(wǎng)的經(jīng)濟運行。但2022年部署的滿足特定用戶需求的分布式風電項目的發(fā)電量僅占分布式風電總容量的22%，而78%的容量來自與配電網(wǎng)連接的分布式風電項目。
二、政策措施
2022年的《通脹削減法案》為風電發(fā)展制定了以下激勵措施：
① 將適用于小型風力渦輪機的住宅可再生能源稅收抵免延長至2034年；
② 將商業(yè)能源投資稅收抵免（Investment Tax Credit，ITC）延長至2024年，抵免額為30%；
③ 從2025年開始，ITC和生產(chǎn)稅抵免（Production Tax Credit，PTC）將適用于所有凈零或負碳能源發(fā)電技術；
④ 為ITC和PTC額外提供10%的可疊加獎勵積分（stackable bonus credits），支持“能源社區(qū)”發(fā)展風電。能源社區(qū)包括擁有棕色農(nóng)田的社區(qū)、擁有高化石燃料就業(yè)率的社區(qū)、高失業(yè)率的社區(qū)、近期關閉了煤礦或燃煤發(fā)電廠的社區(qū)等；
⑤ 2025年起，分布在低收入社區(qū)或土著社區(qū)的低于5兆瓦的風能或太陽能項目最高可獲得20%的ITC。
美國農(nóng)業(yè)部的“美國農(nóng)村能源計劃”（Rural Energy for America Program）獲得了20.25億美元的資金撥款，其中3.03億美元將用于扶持風能等未充分利用的可再生能源技術研發(fā)。2011年來，美國已通過認證的小型風力渦輪機模型至少有23種，截至2023年6月，獲得認證的小型風力渦輪機高達9款。此外，小型風力發(fā)電機制造商需每年更新證書，否則公司將被勒令停止運營。
三、技術進展
01、海上風電
2022年美國海上風電的技術創(chuàng)新主要集中在以下幾方面：
① 與傳統(tǒng)單樁結構相比，優(yōu)化導管架設計，降低安裝成本（20%），減輕重量；
② 創(chuàng)新海上風電運輸和安裝船解決方案，提高其安全性與可操作性；
③ 研發(fā)15兆瓦以上的風力渦輪機。
02、陸基風電
2022年美國陸基風電的技術創(chuàng)新主要包括以下幾方面：
① 擴大渦輪機的規(guī)模，優(yōu)化發(fā)電機組的性能，提高產(chǎn)量，降低成本；
② 升級轉子，降低渦輪機的功率；
③ 改良塔樓，提高塔樓的性能和安全性；
④ 延長渦輪機的使用壽命。
03、分布式風電
04、未來前景
①、海上風電
短期的成本上漲可能會暫時影響海上風電裝機容量增長，但長遠來看，美國海上風電裝機容量將會跟隨全球增長大勢，不過份額占比可能會降低至11%~19%（2022年為20%）。此外，隨著海上漂浮式風力發(fā)電成本的降低以及新興技術的刺激，美國海上風電可能會迎來長期的發(fā)展機遇。
②、陸基風電
③、分布式風電
未來美國分布式風電的前景將有較大改善。據(jù)估計，2022年美國的分布式風電表后（behind the meter）儲能約為919吉瓦，表前（front-of-the-meter）儲能約為474吉瓦。預計到2035年分布式風電的表后和表前儲能將分別增至1700吉瓦和4000吉瓦。
