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三、美国电力行业近年来变化情况
在2007~2017年期间,美国电力生产整体呈低碳化发展趋势。化石能源发电量减少,非化石可再生发电量增加,核电保持不变。在化石类能源发电中,煤电发电量下降了38.6%,燃油降低了67.9%,燃气增加了41.4%(比2007年)。核能发电量没有变化,但占比略有降低。可再生能源发电量增加幅度较大。水力发电量增加20.5%,生物质发电、垃圾发电以及地热能发电综合增加14%。风能和太阳能发电量大比例增加。风力发电量十年间增加了85.6倍,太阳能增加了6.4倍。水力发电量增加,但在可再生能源发电量的占比有所下降。2013年,水力发电量273.2TWh,在可再生能源比例超过50%;到2017年,水力发电量增加到306.54TWh,但占比下降到44.2%。图7。
图6 2007~2017年各类能源品种发电量变化情况,数据来源:EIA
图7 2007~2017年各类可再生能源占比变化情况
四、美国水电近期发展计划
20世纪七、八十年代,美国电力市场发生了改变,大坝修建退潮但未停止。八十年代后期至2000年之前,全美还是修建了600多座小型水电站。此后水电发展速度明显放缓,而且由于规模缩小或老水电站退役,损失了近432MW的装机。为了使其保持持续增长,水电业主实施改造升级,2005年~2013年增加了1500万装机,其中,86%来自于现有水电站的升级和改造获得,只有4个是新建项目。
美国联邦能源委员会的研究认为,目前全美国还可以在5,677座水库大坝上安装水轮发电机组,其总容量可达30,000MW,其中57%容量的机组(17,052MW)可安装在已建水库大坝上,14%容量的机组 (4,326MW)为扩机,只有8,000MW的机组容量需要通过新建工程来实现。
目前,美国有331个无坝发电项目在规划中,总装机容量4370MW;已有407MW规模的工程开工建设,另外还有263MW的装机规模已经获得批准。由于美国2020年将有70%的水电站大坝服役超过50年,部分小型工程达不到功能要求而退役。因此,美国通过新增机组替补退役容量。2020年之前将新增1088.1MW的机组容量补偿退役机组。图8。2018年,美国计划在现有无发电功能的水坝上新增水轮发电机组22台,装机255MW。有一座非常小的水电站,装机只有0.8MW的机组退役。
图8 美国水电近期发展计划
2021年,美国电力装机计划增长67598.2MW,总装机达到1155859.7MW。期间,抽水蓄能保持不变,煤、油电装机分别减少13246MW、315.9MW。其余电力品种均有不同程度地增加。燃气发电装机增加最大,为507046.4MW,风电增加18479.7MW,太阳能发电增加9101.5MW,核电增加2312.3MW。常规水电增加268.4MW,其他可再生能源增加合计891.7MW。各种能源电力增退容量年变化见图9。
图9 美国2017年~2021年各电力品种年装机容量变化情况(MW)
美国电力发展的基本原则是:降煤、增气,适度发展可再生能源。多种能源发电装机均衡发展,没有一枝独大,也没有大起大落,更没有为了发展新能源替代别的高能量密度的电力品种。2017年和2021年各种用于发电的能源品种装机比例见图10。
图 10 美国2017年、2021年各种能源发电品种装机对比
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