當前，海上風電行業正在經歷一個動蕩的時期。沿海岸線安裝的大型渦輪機，可以充分利用海上強大而持續的風能。考慮到全球有 40% 的人口都生活在距海洋 60 英裏的範圍內，因此海上風電場可以為全球電力供應帶來巨大益處。
但近幾個月，由於成本飆升和供應鏈問題加劇，全球有多個海上風電專案被推遲甚至取消。這些挫折可能導致之前在減少溫室氣體排放上的努力，不得不被放緩甚至功虧一簣。
在 2024 年及以後，可能還會有更多海上風電專案被推遲和取消，但是也能看到一些新技術和新機遇。
未知的是在經歷這些挫折後，該行業是會發展減速？還是將在 2024 年後徹底脫軌？以下是海上風電發展方向的分析。
發展減速和遭遇挫折
2023 年 10 月下旬，風電巨頭 Örsted 公司取消了備受期待的海洋風電 1 號和海洋風電 2 號專案，理由是利率上升、高通脹和供應鏈瓶頸問題。
這兩個專案原本計劃將為美國新澤西電網提供略高於 2.2 千兆瓦的電力，足以滿足 100 多萬戶家庭的供電量。
Örsted 公司是全球領先的海上風電開發商之一，該公司曾被【麻省理工科技評論】列為 2023 年值得關註的 15 家氣候技術公司之一。
美國海上風電所面對的挫折，遠不只是這兩個專案的關閉，根據能源研究組織 BloombergNEF 的分析，在 2023 年有超過 12 千兆瓦的合約要麽被取消，要麽需要重新談判。
（來源：AI 生成）
成長的煩惱
盡管在 2023 年全球各地都有許多海上風電專案遇挫，但問題最多的主要集中在包括美國在內的新興市場。
美國新澤西州的專案被取消之後，市面上也不斷出現新的問題。就在 2024 年前幾周，紐約幾個專案的開發商要求重新進行合約談判，即使最終該專案不被取消，開發進展也很可能被推遲。
盡管美國有超過 10% 的電力來自風力發電，但其中絕大多數由陸上渦輪機產生。美國國家可再生能源實驗室（US National Renewable energy Laboratory）海上風能首席工程師禾特·慕斯爾（Walt Musial）表示，美國海上風電市場的發展落後於英國和丹麥等成熟市場國至少十年。
在 2024 年，還有一件懸而未決的事情是，美國建造和安裝風力渦輪機的能力到底將以多快的速度提升。讓·麥克（Jean-Michel）表示：「美國海上風電的供應鏈基本上仍處於初級階段，甚至還沒被建立起來。」
對一些專案來說這是個大問題，尤其對於安裝風力渦輪機所需的船只來說。Örsted 公司取消其新澤西專案的原因之一就是缺少這些船只。
而一項有著百年歷史的法規讓問題更復雜，其中規定只有由美國建造和營運的船只才能在美國港口營運。
慕斯爾表示，一些美國專案為了繞開這一規定，選擇在歐洲港口營運並使用美國的大型駁船，但這或將施工行程大大拖延。
該行業在 2024 年最大進展之一可能是一艘由美國造的用於安裝渦輪機的船只將完成建設。目前該船正在德薩斯州建造中，迄今為止 Dominion Energy 公司已為之花費了 6 億多美元。專案延期之後的新計劃是 2024 年末完工。
稅收減免措施則額外激勵了美國海上風電專案供應鏈的發展。按照【通脹削減法案】，目前已有的稅收減免措施正被延長或擴大，最大減免額可高達新風電場建造成本的 40%。
但是一個專案要想獲得全額稅收減免，必須采用美國國內采購的材料。而這些材料供應鏈的加強將是一個漫長的過程，行業仍要努力適應現有條件。
盡管困難重重，美國海上風電仍取得一些重大進展。據了解，全美第二個大型海上風電場在 2024 年 1 月初開始發電。
預計 2024 年，將有幾塊海上區域被拍賣用於新的開發，其中包括大西洋中部和俄勒岡州海岸的區域，此外緬因州海岸外的區域也預計將於 2025 年開放。
但以上的好勢頭對實作美國海上風電目標仍顯不足。拜登政府曾設定目標，至 2030 年前安裝 30 千兆瓦的海上風電，但 BloombergNEF 的預測是，到時或只能完成目標的一般，預計到 2030 年可以完成 16.4 千兆瓦海上風機的安裝。
技術改造
雖然經濟因素可能在 2024 年限制海上風電的發展，但我們也將關註該行業的技術發展。
風力渦輪機的設計盡管仍與幾十年前類似，其建造規格卻越來越大，且這一趨勢預計仍將繼續。因為更大的渦輪機往往效率更高，能以更低的成本收集更多的能量。
十年前，海上風力渦輪機的平均發電量約為 4 兆瓦，2022 年則為略低於 8 兆瓦。如今，主要的渦輪機制造商已開始生產發電量 15 兆瓦左右的型號。
這些渦輪機的規模已開始接近一些世界地標, 如最近完成安裝的一個渦輪機，高度接近埃菲爾鐵塔。
風電巨頭 Vestas 公司就在 2023 年測試了一款 15 兆瓦的渦輪機，其被譽為全球最強大的風力渦輪機。這款渦輪機在 2023 年底完成了設計認證，並將被用於丹麥風電場，預計該風電場將於 2024 年開工。
此外，浮式海上風力渦輪機技術可能也將有更多進展。雖然部署在海上的大多數渦輪機都固定在海底，但對水很深的一些地區，如美國西海岸來說，這並不現實。
而浮式風力渦輪機將能夠解決這一問題，目前全球正在進行幾個相關的試點專案，包括 2023 年中期啟動的挪威的 Hywind Tampen 專案和葡萄牙的 WindFloat Atlantic 專案。
浮式風力渦輪機有著多種平台的設計，包括類似相機三腳架、掃帚柄和輪胎的版本。BloombergNEF 的讓·麥克（Jean-Michel）表示，由於標準化將有助於降低價格，該領域的設計在未來幾年或開始趨同。
但這是否足以維持該新興行業保持增長，將取決於經濟因素。即使在十年後，浮式專案很可能也僅占海上風電機的不到 5%。
總的來說，變革之風正吹向世界各地的可再生能源行業。即使未來仍存在經濟不確定性，海上風電肯定會成為 2024 年值得關註的技術。
作者簡介：凱茜·克龍哈特（Casey Crownhart），是【麻省理工科技評論】的氣候記者，專註於可再生能源、交通以及技術如何應對氣候變遷。她還曾是一名自由科學和環境記者，為 Popular Science 和 Atlas Obscura 等媒體撰稿。在從事新聞工作之前，她是一名材料科學的研究員。
支持：vantee
排版：羅以
