美國風(fēng)電的現(xiàn)狀

　　據(jù)預(yù)測，到2030年，美國能源消費總量將持續(xù)增長23%。在經(jīng)濟、資源和環(huán)境三重約束下，美國聯(lián)邦政府和各州政府將滿足未來能源需求增長寄希望于大量清潔、高效的可再生能源。由于技術(shù)相對成熟，而且資源豐富，風(fēng)能受到了美國聯(lián)邦政府和州政府的一致青睞。
　　目前，風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)占美國總發(fā)電量的3%，在部分州這一比例已經(jīng)超過10%。美國能源部的目標是在2030年年底前將這一比例提高到20%。對美國聯(lián)邦和各州如何在電網(wǎng)吸納風(fēng)能，從而提高風(fēng)電利用率進行探討，對中國和其他國家的風(fēng)電資源利用具有重要的參考價值。
　　美國風(fēng)電入網(wǎng)難
　　美國風(fēng)電資源十分豐富，陸上風(fēng)電資源約為11000吉瓦，相當于200億桶石油所包含的能量，海上風(fēng)電資源約為4150吉瓦。美國風(fēng)力發(fā)電起步于20世紀70年代的石油危機之后，20世紀80年代初美國風(fēng)電曾顯赫一時，占全球風(fēng)電裝機的90%。遺憾的是，80年代中期之后，世界石油價格下跌和政府削減經(jīng)費，美國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)突然停頓。2000年以后，隨著全球清潔可再生能源發(fā)展日益強勁，美國也加快了風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展步伐，在聯(lián)邦政府和德克薩斯等州州政府的推動下，美國風(fēng)電新增裝機容量以每年30%的比例快速增長。從2005年開始，美國新增風(fēng)電裝機容量超過德國，重新位居世界第一，直到2009年被中國超過。
　　截至2012年，美國風(fēng)電新增裝機容量達到13124兆瓦，風(fēng)電累計裝機容量達到60000兆瓦，每年的發(fā)電量占美國電力消費的3.5%，可以滿足約1500萬美國家庭的正常使用。隨著技術(shù)進步和規(guī)模擴大，美國風(fēng)電價格已經(jīng)下降到5～8美分/千瓦時，與火電價格基本齊平。雖仍面臨天然氣發(fā)電的強勢競爭，但已具備相當?shù)氖袌龈偁幜Α?br /> 　　盡管如此，美國風(fēng)電也面臨著入網(wǎng)難的問題。2008年，美國地平線風(fēng)能公司斥資3.2億美元，建成楓樹嶺風(fēng)場，但由于區(qū)域電網(wǎng)過于擁擠，這個裝有200個風(fēng)輪的風(fēng)場最終被勒令關(guān)閉。無獨有偶，明尼蘇達州近年來在風(fēng)電并網(wǎng)項目上投入較大，但該州的卡普克斯電網(wǎng)工程只能將水牛嶺風(fēng)電站22兆瓦發(fā)電量中的2兆瓦并入電網(wǎng)，入網(wǎng)電量不到發(fā)電量的10%。
　　“地方割據(jù)”是入網(wǎng)難主因
　　美國電網(wǎng)“地方割據(jù)”嚴重。美國的電網(wǎng)系統(tǒng)十分分散，其2/3的輸電系統(tǒng)由地區(qū)輸電組織或獨立系統(tǒng)運營商管理，另外1/3的電網(wǎng)系統(tǒng)則由更小、更分散的電網(wǎng)組成，這些電網(wǎng)系統(tǒng)之間的聯(lián)接非常薄弱。
　　目前，美國已經(jīng)形成了東部、西部和德克薩斯州電網(wǎng)3個主要的互聯(lián)電網(wǎng)，但是三大互聯(lián)電網(wǎng)之間只有非同步聯(lián)系。在美國，經(jīng)營不同電網(wǎng)的電力公司有3000多個，絕大部分為私人所有。各電力公司對所屬的電網(wǎng)進行獨立調(diào)度，或是幾家電力公司對旗下的電網(wǎng)進行統(tǒng)一調(diào)度。
　　電力公司投資者擁有公司80%的所有權(quán)，美國聯(lián)邦能源管制委員會擁有剩余20%的所有權(quán)，并負責(zé)規(guī)范電力的傳輸和銷售。同時，地方政府的公共事業(yè)委員會也對所屬區(qū)域的電力相關(guān)活動有監(jiān)管權(quán)。互相分割的電網(wǎng)系統(tǒng)和經(jīng)營單位，以及相互之間的市場競爭，使得電網(wǎng)之間的協(xié)調(diào)合作異常困難。同時，美國電網(wǎng)線路陳舊，傳輸能力，尤其是長途傳輸能力非常不足。
　　美國風(fēng)電資源的空間分布很不均勻，風(fēng)力資源主要集中在中部高原和西部沿海地區(qū)，而人口集中和能源消費最高的地方則在美國東部。據(jù)統(tǒng)計，28個東海岸州消耗了全國近80%的電力。即使同一個州內(nèi)，風(fēng)力資源也不均勻。以在德克薩斯州為例，風(fēng)力最豐富的地區(qū)主要在西部高地和高原地區(qū)，而大城市如達拉斯和霍斯頓則在100多公里之外。
　　風(fēng)力資源的空間錯位對電力資源的長途輸送能力提出了很高的要求。雖然美國聯(lián)邦政府早已知道電網(wǎng)設(shè)施的不足，但卻遲疑不決，原因之一就是不愿越權(quán)。美國各州州政府在輸電線路項目審批方面擁有很大的權(quán)力，而各州因為環(huán)境和經(jīng)濟方面的利益不同，往往難以就跨州的重大項目決策達成一致，導(dǎo)致很多輸電項目被迫推遲，甚至擱淺。根據(jù)美國政府公布的數(shù)據(jù)，美國發(fā)電量的增長速度，超出電網(wǎng)傳輸建設(shè)速度4倍。新墨西哥州州長里察德森曾表示，美國的電網(wǎng)發(fā)展屬于第三世界，在沒有政府投資，缺乏政策支持的情況下，美國電網(wǎng)的現(xiàn)代化舉步維艱，尤其對于風(fēng)力發(fā)電來說，這種情況更為嚴重。
　　應(yīng)對這一困境，美國聯(lián)邦政府能源部2005年出臺新的能源法案，提出了“國家利益輸電走廊計劃”，以解決跨州的區(qū)域電力傳輸，同時，在2008年之后，美國總統(tǒng)奧巴馬力推智能電網(wǎng)工程，以促進電網(wǎng)的統(tǒng)一和智能化，增強電網(wǎng)對于可再生能源電力的調(diào)配和吸納能力。與此同時，德克薩斯和加利福利亞等州也結(jié)合各州特色，在風(fēng)電入網(wǎng)和風(fēng)電存儲方面進行了積極有效的探索。