风能进入海洋

2017年3月14日,UTC上午10:30
深水风公司提供

美国首个海上风电项目已经启动并投入运行。这是否预示着即将发生的事情?

2015年10月,一个凉爽的周日早晨,深水风能公司CEO杰弗里·格里博斯基的手机响了起来。他的建筑经理正在距罗德岛布鲁克岛三英里的大西洋海底200英尺处打桩,他说他不得不停止公司风力发电场的工作,因为一条座头鲸在工地附近徘徊。根据《濒危物种法案》,人类“骚扰”某些海洋哺乳动物是非法的,在海底大声敲打钢铁肯定是违法的。

更糟糕的是,从Grybowski的角度来看,法律只允许在特定的月份,当鲸鱼不迁徙到该地区时,成群结队地行驶。恶劣的天气正在袭来,如果他的团队当天没有完成这个项目,格里博斯基将不得不再等六个月,联邦政府才会允许他在最后一处下沉,为岛上提供电力的五台巨大的风力涡轮机提供电力。这对他的小公司来说意味着数百万美元的损失和一场灾难。Grybowski回忆道:“那是一个扣人心弦的时刻。我们无法知道鲸鱼什么时候会停止出没。”

在接下来的几个小时里,格里伯斯基缠着他的工头打听消息。鲸鱼离我们有多远?它在动吗?它漂向工地了吗?到下午三点左右,他只剩下几个小时的时间了。格里伯斯基的牢房又响了起来,他知道座头鲸华丽地甩了甩它的鳍,游开了。随后,船员们完成了最后一桩施工,刚好赶上最后期限。

杰夫·格里博斯基,福布斯杂志,2016年5月10日
深水公司首席执行官杰弗里·格里博斯基在普罗维登斯的风力涡轮机基地前。 贾梅尔·托普-福布斯收藏/轮廓由盖蒂图片社
贾梅尔·托普-福布斯收藏/轮廓由盖蒂图片社

没有人说过在美国建造第一个海上风力发电场会很容易。但去年12月,深水风能公司的布洛克岛涡轮机开始发电。该公司所取得的成就远不止用清洁的风力取代了岛上肮脏的柴油发电厂。欧宝球网站该项目标志着许多专家和投资者押注美国东北海岸海上风能蓬勃发展的开始。在经历了几十年的错误启动、破产项目和抗议之后——泰德·肯尼迪曾抱怨,一个拟议中的风力发电场将破坏他海恩尼斯港的景观——海上风能看起来是可行的。

自20世纪90年代初以来,欧洲一直在建造海上风能,但美国开发商不知道如何让这些农场与廉价的煤炭和天然气竞争。然而,在过去几年里,涡轮机变得更大、更高效,安装成本也下降了。欧宝球网站因此,欧洲海上风力发电的批发成本从平均20美分/千瓦时(kwh)下降到不到10美分。成本曲线一直向下倾斜。

美国投资者第一次看到了盈利之路。淘金热已经开始。在美国,23个总计16千兆瓦(GW)的海上风电项目正处于规划阶段,相当于大约16座核电站。几乎所有这些都位于东北海岸。在过去的一年里,丹麦的石油和天然气巨头Dong Energy购买了马萨诸塞州和新泽西州海岸的联邦租约。挪威国家石油公司(Statoil)在33轮拍卖中胜出,以4250万美元的价格获得了长岛琼斯海滩南部7.9万英亩的土地,远远超过此前所有海上风电拍卖所得的1600万美元的总和。欧宝球网站壳牌一直在四处打探。华尔街玩家等花旗集团(Citigroup)(C)、汇丰银行(HSBC),以及我们将看到的德劭集团(D.E. Shaw)都在排队为最有前途的项目提供融资。

尼古拉斯•拉普
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与此同时,各州政府正在创造有利的风向。去年夏天,马萨诸塞州州长、共和党人查理·贝克(Charlie Baker)签署了一项法律,要求该州在2027年之前获得1.6吉瓦的海上风能。纽约州民主党州长安德鲁·科莫也不甘落后,他承诺到2030年,该州50%的电力来自可再生能源(大约是目前比例的两倍),作为承诺的一部分,他承诺开发2.4 GW的海上风能。正如科莫所说欧宝竞技ob:“纽约将继续推进全国最大的海上风能开发,这将带来有弹性和可靠的电力,创造就业机会,并应对气候变化。”

总而言之,美国能源部预计,到2050年,海上风能将产生86吉瓦的电力,约占美国目前电力需求的7%。而现在这个数字几乎为零。(目前美国陆基风力发电量为82吉瓦,而15年前只有4吉瓦。)

如果海上风电能够遵循这样的轨迹,它将成为一个价值数十亿美元的产业,并在未来几十年创造多达60万个就业岗位。美国能源部下属的国家可再生能源实验室表示,海上风能的长期潜力是美国目前耗电量的两倍。它保守地估计了美国的海上风力发电能力,只考虑了由于水深、距离航道和接近海岸而可能被开发的地区。

尼古拉斯•拉普
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但让海上风能在美国可行并不容易。美国新项目的成本大约是全国所有电力资源平均7.5美分的两倍。原因之一是美国没有合适的基础设施和供应链来建造经济实惠的海上风力发电场。此外,审批过程复杂且耗时,华盛顿的新政府已经明确表示,煤炭而非可再生能源将是其优先考虑的问题。

行业支持者认为,海上风能将跟随其他技术的成本大幅下降。根据财务咨询和资产管理公司拉扎德的数据,从2009年到2016年,陆基风能(没有任何补贴)的价格从每千瓦时14美分暴跌至4.7美分。这比新的天然气或煤电厂的能源更便宜。

现在,我们看到海上风能开始出现类似的下降趋势。美国能源部估计,到2030年,海上风能的价格将下降43%,这将使其几乎具有与其他新电力来源的竞争力。负责挪威国家石油公司海上风能和其他“新能源”业务的Irene Rummelhoff则更为乐观:“两年前,他们说欧洲风能要到2030年才具有竞争力。欧宝球网站去年11月,我们开始变得有竞争力。在美国,这种情况也可能发生得非常快。”

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深水公司在布洛克岛附近的小型作业并不能证明风力发电具有竞争力。岛上有一个小型柴油工厂,运营成本很高。取代它的风力发电比柴油燃料便宜,但仍是全国用电量的两倍多。欧宝球网站但风力发电在特定的市场上是有竞争力的——如果可能的话,在这个国家人口密集的地区,建造一个新的化石燃料工厂是昂贵的。也就是说,沿着东北走廊。

Grybowski希望通过他的下一个项目来证明这一点:建造并运营南福克农场,这是一个90兆瓦(MW)的工厂,足够为5万户家庭供电,距离蒙托克海岸30英里,服务于长岛的东端。该项目计划最早于2022年投入使用,每年夏天,对冲基金之王和名人都会来到汉普顿,数千座超大房屋开始消耗巨大的电力,届时该项目将为人们提供急需的电力。Grybowski认为,如果他能让这个平台运行起来,它可能会为这个行业的腾飞提供动力。


从位于普罗维登斯市中心的明亮但狭窄的办公套间来看,“深水风”似乎是一群穿着勃肯鞋的环保人士经营的小本经营。一点也不。该公司主要由纽约对冲基金和私募股权公司D.E. Shaw所有,该公司管理着400亿美元的资产。

深水石油公司的董事长布莱恩·马丁(Bryan Martin)也不是信奉环保的理想主义者。他曾是摩根大通(J.P. Morgan)私募股权部门的合伙人,拥有数十年建设大型油气项目的经验,后来又担任D.E. Shaw Renewable Investments的首席执行官,担任太阳能和陆上风力发电场的工作。马丁相信海上风能可能是下一个巨大的经济胜利,他在2007年首次投资了当时刚刚起步的深水公司,并聘请了律师、罗德岛州州长的前幕僚长格里博斯基;Grybowski于2012年升任首席执行官。马丁发现,格里博斯基是一位精力充沛、谈吐敏捷、笑声富有感染力的高管,他有经营布洛克岛农场等项目的动力,又有处理联邦和州复杂政策的政治经验。(该公司为私营企业,不愿公布财务数据。)

马丁和格里博斯基看到了一个巨大的机会,可以取代纽约和新英格兰地区老化的化石燃料工厂。一些煤炭、石油和核设施已经使用了50到60年,已经超过了预期寿命。纽约州正在关闭印第安角核电站,该核电站提供的电力相当于纽约市电力的25%。长岛计划在未来几年关闭三到四家化石燃料工厂。

当选官员和深水风能高管在仪式上欢呼,标志着在布洛克岛附近的大西洋水域安装风力发电场的第一个支撑夹克
2015年,D.E. Shaw公司的马丁(身穿蓝色衬衫,高举拳头)、格里博斯基(中)、罗德岛州州长吉娜·雷蒙多(竖起大拇指)等人庆祝深水风力发电场的早期建设里程碑。 Brian Snyder -路透社
Brian Snyder -路透社

但在蓝色州,用新的化石燃料或核电站取代它们将耗资巨大,并引发争议。这些州的居民都关心清洁空气和气候变化。几年前,当当地公用事业公司试图在东汉普顿绿树成荫的街道上安装更大的电线杆时,公众的强烈抗议使得电力公司不得不放弃。马丁说:“在纽约和新英格兰,我们只有有限的成本效益选择来取代老化的发电厂。海上风电将成为成本最低的新能源之一。”

地理位置也有利于海上能源的发展。在人口稠密的东部,寻找足够的土地来建造巨大的太阳能和风力发电场是一个问题,那里的土地价值很高。(东汉普顿镇花了700万美元购买了阻止20英亩土地被开发的权利。)为什么不在土地便宜又充足的纽约州北部建造风力发电场呢?事实证明,该州没有足够的电网容量将电力从北部输送到南部的人口中心,而修建数英里长的新高压电线将面临严重的当地阻力。

该技术在该地区还有另一个优势:大西洋非常浅——靠近东海岸通常只有90英尺或更低——这使得在支撑涡轮机的塔架上行驶具有成本效益。此外,那里的风比其他地方刮得更猛烈、更稳定。欧宝球网站近海风往往在下午和傍晚初达到峰值;夜间陆上风刮得更大。夏季用电需求最大的时候是下午和晚上,这时太阳最热,人们下班回家(还有去海滩),打开空调。这是完美的搭配。

结果是:开发商的兴趣激增。当负责向长岛供电的机构长岛电力局(LIPA)为南福克风电场招标时,大约有20家公司,其中包括那些想要建造天然气和生物燃料工厂的公司,都参与了这个项目的竞标。深水风能公司中标。根据这份为期20年的合同,深水公司将为LIPA提供电力,成本可能在17美分/千瓦时左右。此外,该项目将帮助LIPA履行其向电网添加更多可再生能源的承诺。欧宝球网站LIPA的首席执行官汤姆·法尔科恩说:“我们希望南福克农场将成为我们的门户项目。通过开始开发这种资源,下一个风力发电场的成本将大大降低。”

为了以这样的价格提供电力,Grybowski将不得不采取一些行动。首先,建造海上风电场需要特殊的船只和设备。美国没有这样的船队,联邦法律(旨在保护美国航运)禁止雇佣欧洲公司,而欧洲公司多年来一直在从事这类工作。

Grybowski转向了化石燃料行业。由于石油和天然气钻探的低迷,墨西哥湾的许多服务船只都处于闲置状态。在布洛克岛项目中,格里博斯基聘请了路易斯安那州的海湾岛制造公司来建造地基,并聘请了路易斯安那州的另一家公司来帮助安装涡轮机。Grybowski说:“海湾船主认为近海风能是一个巨大的机会。”对于南福克项目,这位首席执行官预计,他将在多个港口工作,创造数百个就业机会。他希望逐渐达到在欧洲的经营规模。

深水钻井公司在削减成本方面已经取得了进展。该公司表示,耗资7.4亿美元的南福克农场每单位能源的成本将比布洛克岛项目低30%。涡轮机的价格正在下降,深水公司认为这一次可以更快地获得许可。欧宝球网站


海上涡轮机与陆上涡轮机相比具有优势。它们要大得多,因为海洋上有更多的风可以利用。欧宝球网站通常情况下,一个内陆涡轮机产生2到3兆瓦的电力。深水风能公司用于布洛克岛风电场的发电机是由通用电气公司生产的,可生产6兆瓦。欧洲的一个项目已经部署了世界上最大的8兆瓦涡轮机,由维斯塔斯公司制造。三个叶片中的每一个都有265英尺长——比787梦幻客机的翼展还要大。从水线到叶片顶端,涡轮机长达722英尺,比自由女神像及其基座加起来还要高两倍多。欧宝球网站

这些庞然大物正变得越来越聪明,效率越来越高。欧宝球网站由于海上风力涡轮机更大、更高,而且在风多的地区,它们的效率为50%,这意味着随着时间的推移,它们将一半的理论风力转化为电能。这一效率水平明显高于陆基。巨大的涡轮机可以360度旋转度,叶片可以倾斜以捕捉最佳的风角。

一些专家认为效率数字可以达到55%,像通用电气这样的制造商正在应用先进的软件来完成这项工作。通用电气海上风能业务的商业运营、销售和营销总经理Markus Rieck说:“效率每提高1%,就会为我们的客户带来大量现金。”在一个例子中,涡轮机可以被设计成相互通信。那些离风最近的可能会挡住后面的气流。通用电气的系统仍在开发中,可以使用算法来调整涡轮机的角度,从而产生最大的功率。该软件还可以用来预测涡轮机何时可能发生故障或需要维修,以避免派工人(有时在恶劣的天气下)检查故障。通用电气目前在其喷气发动机上使用类似的软件。接下来是带摄像头的无人机,它们可以飞到涡轮机上空,检测材料失效、生锈或螺栓脱落。

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这种技术进步需要克服华盛顿政治气候的变化。新政府毫不掩饰对可再生能源的敌意,特朗普就职典礼后不久,白宫就在其网站上删除了所有关于气候变化的内容。尽管如此,支持海上风能还是有很好的政治和经济理由。这个新兴产业正是新总统为他的基础设施计划所设想的那种重型钢铁和建筑项目。离岸市场也能为财政部带来一大笔急需的收入。美国能源部估计,到2050年,海上风电项目的年度租赁费可能达到每年4.4亿美元。

当然,共和党控制的国会可能会拒绝延长风能目前享受的补贴。生产税收抵免计划于2020年逐步取消,它帮助陆上风电行业增强了竞争力,并创造了10万个就业岗位,其中大部分位于红色州。陆上风能不再需要税收抵免,但为什么不将其扩展到海上风能,以帮助更快地创造更多高薪工作呢?欧宝球网站即使国会不通过,纽约州也在寻求为海上风能提供一些财政激励措施。负责监督该州能源政策的Nyserda机构主席约翰•罗兹说:“我们希望开发商来这里时确信他们可以建造风力发电场并出售电力。”

来自华盛顿的一些帮助是很好的,但Grybowski和他的投资者并不指望它。他们相信,如果有必要,他们可以在没有太多政府补贴的情况下发展这个行业。如果它们能应对无穷无尽的技术挑战,甚至偶尔遇到讨厌的座头鲸,它们可能就有勇气自己去做。

本文另一版本刊载于2017年3月15日出版的《财富》杂志,标题为《水上之风》。欧宝竞技ob