Větrná energie ve Spojených státech - Wind power in the United States

Větrná farma Brazos v Texasu.

Mendota Hills Wind Farm v severním Illinois

Větrná farma v jihovýchodním Washingtonu

Větrná energie ve Spojených státech je odvětví energetického průmyslu, které se za posledních několik let rychle rozšířilo. Od ledna do prosince 2020 bylo větrnou energií generováno 337,5 terawatthodin , což je 8,42% veškeré vyrobené elektrické energie ve Spojených státech . V roce 2019 větrná energie překonala vodní energii jako největší obnovitelný zdroj energie generovaný v USA

V lednu 2021 činila celková instalovaná kapacita výrobního štítku větrné energie ve Spojených státech 122 478 megawattů (MW). Tuto kapacitu překračuje pouze Čína a Evropská unie . Dosud byl největší nárůst kapacity větrné energie v roce 2020, kdy bylo instalováno 16 913 MW větrné energie . Následoval rok 2012, kdy došlo k přidání 11 895 MW, což představuje 26,5% nové kapacity instalované během tohoto roku.

V září 2019 mělo 19 států instalovaný výkon přes 1 000 MW, přičemž 5 států ( Texas , Iowa , Oklahoma , Kansas a Kalifornie ) generovalo více než polovinu veškeré větrné energie v zemi. Texas, s kapacitou 28 843 MW, což je asi 16,8% spotřeby elektřiny státu, měl na konci roku 2019 nejvíce instalovanou kapacitu větrné energie ze všech amerických států. Texas měl také více ve výstavbě, než jakýkoli jiný stát, který v současné době nainstaloval. Stát generující nejvyšší procento energie z větrné energie je Iowa s více než 57% celkové produkce energie, zatímco Severní Dakota má největší generaci větru na obyvatele.

Středisko větrné energie Alta v Kalifornii je největší větrnou farmou v USA s výkonem 1 548 MW . GE Power je největším tuzemským výrobcem větrných turbín .

Dějiny

Mapa ilustrující instalovanou kapacitu generující vítr pro státy USA na konci roku 2018. Porovnat s mapou rychlosti větru.

První komunální použití více větrných elektrických turbín v USA mohlo být pět turbíny v Pettibone v Severní Dakotě v roce 1940. Jednalo se o komerční jednotky Wincharger na guyed věžích.

V roce 1980 byla na Crotched Mountain v New Hampshire instalována první větrná farma na světě, skládající se z dvaceti větrných turbín o výkonu 30 kW .

Od roku 1974 do poloviny osmdesátých let vláda Spojených států spolupracovala s průmyslem na zdokonalení technologie a povolení velkých komerčních větrných turbín. Série větrných turbín NASA byla vyvinuta v rámci programu na vytvoření průmyslového odvětví větrných turbín v USA s financováním od National Science Foundation a později amerického ministerstva energetiky (DOE). Celkem bylo uvedeno do provozu 13 experimentálních větrných turbín ve čtyřech hlavních provedeních větrných turbín. Tento program výzkumu a vývoje byl průkopníkem mnoha dnes používaných vícemegawattových turbínových technologií, mezi něž patří: ocelové trubkové věže, generátory s proměnnými otáčkami, kompozitní lopatkové materiály, řízení rozteče s částečným rozpětím a také aerodynamický, strukturální a akustický design schopnosti.

Později, v 80. letech, Kalifornie poskytla daňové slevy na větrnou energii. Tyto slevy financovaly první velké využití větrné energie pro elektrickou energii. Tyto stroje, shromážděné ve velkých větrných parcích, jako například v Altamont Pass, by byly podle moderních standardů rozvoje větrné energie považovány za malé a neekonomické. V roce 1985 byla v Altamont Pass vytvořena polovina světové větrné energie. Do konce roku 1986 bylo v Altamontu nainstalováno asi 6 700 větrných turbín, většinou méně než 100 kW, za cenu asi 1 miliardy dolarů a generovaly zhruba 550 GWh/rok.

Největší větrné farmy

2018 americké větrné farmy

V současné době je deset největších větrných farem ve Spojených státech:

Středisko Traverse Wind Energy Center, které se nachází v Oklahomě a má kapacitu 999 MW, překoná Los Vientos jako druhou největší větrnou farmu, když bude online v roce 2021.

Ekonomika

Zpráva 2020 o nákladech na energii podle Lazard zjištěno, že nedotovaným levelized náklady na energie (LCOE) pro větrné elektrárny na souši je 2,6 až 5,4 centů za kilowatthodinu (kWh), a střední nedotovaným LCOE pro větrnou energii na moři je 8,6 centů za kWh. Pro srovnání analýza uvádí, že konvenční zdroj s nejnižšími náklady, plynový kombinovaný cyklus , má rozsah nákladů 4,4 až 7,3 centů na kwh.

V roce 2021 odhaduje americký úřad pro energetické informace, že nedotované, levelizované náklady na novou pobřežní větrnou energii uvedenou do provozu v roce 2023 budou 3 centy za kwh. Zpráva také varovala, že levelizované náklady mohou být zavádějící. Zatímco nivelizované náklady odrážejí náklady na výstavbu a provoz elektrárny, neuznávají relativní hodnotu energie z odesílatelných zdrojů, jako je plynová turbína, ve srovnání s nedisponovatelnými zdroji, jako jsou větrné farmy. Zpráva také vypočítává levelizované vyhýbané náklady na energii (LACE), které lze použít k lepšímu zohlednění ekonomické hodnoty energetického zdroje.

Dotace, jako je daňový bonus na investice a daň z výroby, dále snižují současné náklady na větrnou energii. Tyto dotace mají v příštích letech klesat a vypršet.

V roce 2015 zveřejnila Utah State University studii financovanou společností Koch , která uvádí, že náklady na větrnou energii jsou vyšší, než vypočítává většina odhadů nákladů. Americká asociace pro větrnou energii kritizoval studii chybí srovnání s znečištění a dotací vynaložených jinými zdroji elektrické energie, a pro vysílání se počítá jako náklad spíše než přínosem.

Standardy obnovitelného portfolia vyžadují, aby existovala obnovitelná energie (většina z nich je přerušovaná, například větrná a solární), ale na úkor veřejných služeb a spotřebitelů. Díky subvencování pomocí daňových dobropisů z výroby je větrná energie levnější pro veřejné služby a spotřebitele, ale na úkor daňových poplatníků.

Národní trendy

Výroba

Měsíční výroba elektrické energie z větru v USA, 2007–2017

Faktory průměrné měsíční kapacity pro výrobu elektrické energie pomocí větrných turbín v USA, 2011–2015 (údaje US Energy Information Administration)

Generace větru podle roku ve Spojených státech	Kapacita výroby větru z roku ve Spojených státech
Energie z větru generovaná každoročně od roku 2000 (GWh)	Instalovaná kapacita generující větrnou energii od roku 1999 (MW)

V roce 2020 mají Spojené státy instalovanou kapacitu větrné energie přes 122 GW. Větrná energie za poslední roky dramaticky vzrostla. V roce 2010 však nově instalovaná výrobní kapacita byla zhruba polovina předchozího roku v důsledku různých faktorů, včetně finanční krize a recese. V roce 2013 došlo k 92% snížení nově instalované výrobní kapacity ve srovnání s rokem 2012 v důsledku pozdního rozšíření PTC (viz obrázek vpravo). Graf vlevo ukazuje růst instalované kapacity výroby větru ve Spojených státech na základě údajů Úřadu pro energetickou účinnost a obnovitelnou energii . V roce 2008 se instalovaný výkon v USA zvýšil o 50% oproti předchozímu roku. Světová průměrná míra růstu v tomto roce byla 28,8%.

Do roku 2014 byl větrný průmysl v USA schopen vyrábět více energie za nižší náklady pomocí vyšších větrných turbín s delšími lopatkami, které zachytily rychlejší vítr ve vyšších nadmořských výškách. To otevřelo nové příležitosti a v Indianě, Michiganu a Ohiu konkurovala cena energie z větrných turbín 300 až 400 stop (90 až 120 m) nad zemí konvenčním fosilním palivům, jako je uhlí. Ceny v některých případech klesly na zhruba 4 centy za kilowatthodinu a veřejné služby zvyšovaly množství větrné energie ve svém portfoliu s tím, že je to jejich nejlevnější varianta. U kontraktů na energii uzavřených v roce 2014 průměrná cena větrné energie klesla na 2,5 ¢/kWh.

Kapacitní faktor je poměr výkonu skutečně vyrobené děleno nominálního výkonu turbín. Celkový faktor průměrné kapacity výroby větru v USA se zvýšil z 31,7% v roce 2008 na 32,3% v roce 2013.

Potenciál generování větru

Podle National Renewable Energy Laboratory mají sousedící Spojené státy potenciál 10 459 GW pobřežní větrné energie. Kapacita by mohla generovat 37  petawatthodin (PW · h) ročně, což je devětkrát více, než je současná celková spotřeba elektrické energie v USA . USA mají také velké větrné zdroje na Aljašce a na Havaji .

Kromě velkých pobřežních větrných zdrojů mají USA velký pobřežní potenciál větrné energie, přičemž další zpráva NREL vydaná v září 2010 ukazuje, že USA mají 4150 GW potenciální kapacity štítku větrné energie na moři, což je 4krát více než v roce 2008 v zemi. instalovaný výkon ze všech zdrojů, 1 010 GW. Někteří odborníci odhadují, že celé východní pobřeží by mohlo být poháněno pobřežními větrnými elektrárnami.

Zpráva amerického ministerstva energetiky z roku 2008 20% větrné energie do roku 2030 předpokládala, že větrná energie by mohla dodávat 20% veškeré elektrické energie v USA, což zahrnovalo příspěvek 4% k celkové elektrické energii země z pobřežní větrné energie. K dosažení tohoto cíle je však zapotřebí značného pokroku v oblasti nákladů, výkonu a spolehlivosti na základě zprávy koalice výzkumných pracovníků z univerzit, průmyslu a vlády z roku 2011, kterou podporuje Atkinsonovo centrum pro udržitelnou budoucnost . Získání 20% větrem vyžaduje asi 305 GW větrných turbín, nárůst o 16 GW/rok po roce 2018, nebo průměrný nárůst o 14,6%/rok, a vylepšení přenosového vedení. Analytici odhadují kolem 25 GW přidané americké větrné energie v letech 2016–18 v závislosti na plánu čisté energie a rozšíření PTC. Po současném vyřazení PTC v roce 2021 se očekává další kapacita větrné energie kolem 5 GW ročně.

Větrná energie podle státu

Trendy výroby elektrické energie větru v prvních pěti státech, 1990-2013 (údaje US EIA)

Výroba elektřiny z větru ve Spojených státech, 2001–2018. V roce 2018 tvořily 4 státy více než polovinu celkového výkonu větrné energie

V roce 2019 činila výroba elektrické energie z větrné energie 10 procent a více ve čtrnácti amerických státech: Colorado, Idaho, Iowa, Kansas, Maine, Minnesota, Severní Dakota, Oklahoma, Oregon, Jižní Dakota, Vermont, Nebraska, Nové Mexiko a Texas . V Iowě, Jižní Dakotě, Severní Dakotě, Oklahomě a Kansasu bylo více než 20 procent výroby elektrické energie vyrobeno z větru. Dvacet států nyní má více než pět procent své generace pocházejících z větru. Iowa se stala prvním státem v zemi, který v roce 2020 vyráběl 50% své elektřiny z větrné energie, jak se předpovídalo v roce 2015.

Pět států s největší instalovanou větrnou kapacitou na konci roku 2020 bylo:

• Texas (33 133 MW)
• Iowa (11 660 MW)
• Oklahoma (9048 MW)
• Kansas (7016 MW)
• Illinois (6 409 MW)

Prvních pět států podle procenta výroby větrem v roce 2020 bylo:

• Iowa (57,5%)
• Kansas (43,3%)
• Oklahoma (35,4%)
• Jižní Dakota (32,9%)
• Severní Dakota (30,8%)

Texas

Lopatka větrné turbíny na I-35 poblíž Elm Mott , stále běžnější pohled v Texasu

V roce 2016 Texas překonal hranici 20 000 MW přidáním více než 1 800 MW výrobní kapacity. V roce 2011 se Texas stal prvním státem, který překonal hranici 10 000 MW.

V červenci 2008 schválil Texas expanzi elektrické sítě státu o 4,93 miliardy dolarů, aby do větších měst přivedl větrnou energii ze západních oblastí státu. Přenosové společnosti uhradí náklady na výstavbu nových elektrických vedení, jejichž dokončení se očekává v roce 2013, z poplatků odhadovaných na 4 dolary měsíčně pro zákazníky z řad domácností. Nedostatek přenosové kapacity přinutil občas vypnout větrné turbíny a v roce 2009 snížit výrobu větrné energie v Texasu o 17%.

Po dokončení v roce 2016 se větrná farma Los Vientos stala nejsilnější větrnou farmou Texasu s celkovým instalovaným výkonem 912 MW. Rozkládá se ve dvou krajích v jižním Texasu . Následuje větrná farma Roscoe s 627 větrnými turbínami a celkovým instalovaným výkonem 781,5 MW, která se nachází asi 320 kilometrů západně od Fort Worth v oblasti, která zasahuje do částí čtyř texaských krajů. Horse Hollow Wind Energy Center je třetí místo s 735.5 MW.

Iowa

Procentní podíl generování větru na rok 2017. Pět států překročilo 25% generace.

Více než 57 procent elektrické energie generované v Iowě nyní pochází z větrné energie v únoru 2021. Iowa měla na konci roku 2020 více než 10 950 megawattů (MW) výrobní kapacity, přičemž v blízké budoucnosti bylo plánováno více než 1 500 megawattů . Elektrická energie vyrobená v Iowě větrem v roce 2020 činila více než 34 milionů megawatthodin. Od roku 1983, kdy Iowa přijala standard obnovitelné energie , generuje větrná energetika investice přes 19 miliard dolarů. Druhá betonová věž s větrnými turbínami, která byla postavena v USA, a zároveň nejvyšší v zemi (377 stop) v době, kdy byla postavena, je v Adams County. Věž byla dokončena na jaře 2016.

V roce 2018 společnost Invenergy oznámila, že plánuje v Iowě vyvinout dvojici větrných farem. Každá farma bude schopna generovat 200 MW. Zahájení stavby je plánováno na začátek roku 2019.

Oklahoma

Oklahoma má jeden z nejlepších zdrojů ve Spojených státech. Bergey Windpower, přední výrobce malých větrných turbín, se nachází v Oklahomě. Programy vedoucí ke kariéře v odvětví větrné energie jsou poskytovány na technologických školách, komunitních vysokých školách a univerzitách v Oklahomě. Oklahoma Wind Power Initiative podporuje rozvoj větrné energie ve státě.

Kansas

V roce 2012 byl v Kansasu dokončen velký počet větrných projektů, což z něj činí jeden z největších a nejrychleji rostoucích trhů s větrnou energií. Na konci roku 2014 je celková kapacita 2 967 MW. Kansas má vysokou potenciální kapacitu pro větrnou energii, druhou za Texasem. Nejnovější odhady říkají, že Kansas má potenciál pro kapacitu větrné energie 950 GW. Kansas by mohl ročně vyrobit 3 900 TWh elektrické energie, což představuje více než veškerá elektrická energie vyrobená z uhlí, zemního plynu a jaderné energie v USA v roce 2011.

Kalifornie

Od roku 2002 se větrná energie v Kalifornii zdvojnásobila. S celkovým počtem instalovaných téměř 4 000 megawattů ke konci roku 2011 dodávala větrná energie asi 5% celkové potřeby elektrické energie v Kalifornii, což je dost na napájení více než 400 000 domácností. Částka se den ode dne velmi liší. V roce 2011 bylo nainstalováno 921,3 megawattů. Většina této činnosti se odehrála v oblasti Tehachapi v okrese Kern, s některými velkými projekty také v okresech Solano, Contra Costa a Riverside. Po roce 2014 se Kalifornie umístila na celostátním druhém místě z hlediska kapacity za Texasem s výkonem 5 917 MW.

Velké části kalifornského větrného výkonu se nacházejí ve třech hlavních oblastech: Altamont Pass Wind Farm (východně od San Franciska); Větrná farma Tehachapi Pass (jihovýchodně od Bakersfieldu) a větrná farma San Gorgonio Pass (poblíž Palm Springs, východně od Los Angeles). Nové obří centrum větrné energie Alta se nachází také v oblasti průsmyku Tehachapi.

Většina větrné farmy San Gorgonio Pass při pohledu z pohoří San Jacinto na jih. (Farma pokračuje přes kopce na sever po California State Route 62 a není z tohoto výhodného místa viditelná). Dispozice zahrnuje řadu velkých moderních a starších menších turbín

Illinois

Je zobrazen průměrný měsíční příjem větru na osobu v 20 nejlepších státech USA. Pro srovnání, průměrná měsíční spotřeba elektřiny v domácnostech v USA je asi 900 kW-hodin.

Větrná energie byla podpořena standardem portfolia obnovitelných zdrojů , schváleným v roce 2007 a posíleným v roce 2009, který vyžaduje 10% obnovitelné energie od elektrických společností do roku 2010 a 25% do roku 2025. Illinois má potenciál instalovat až odhadem 249 882 MW kapacita generování větru ve výšce náboje 80 metrů.

Komercializace větrné energie

Ceny dohodnuté kupní ceny větrné energie podle data provedení PPA a regionu

The National Renewable Energy Laboratorní projekty že levelized náklady na větrné energie ve Spojených státech bude klesat o 25% od roku 2012 do roku 2030.

Průmyslové trendy

Od roku 2005 mnoho lídrů ve výrobě turbín otevřelo americká zařízení; z 10 nejlepších světových výrobců v roce 2007 má sedm - Vestas , GE Energy , Gamesa , Suzlon , Siemens , Acciona a Nordex - americké výrobní zastoupení. REpower je dalším výrobcem s pozoruhodným využitím ve Spojených státech.

Plány na 30 nových výrobních závodů byly oznámeny v roce 2008 a větrný průmysl očekává v příštích letech pokračující posun směrem k domácí výrobě. Celkem 70 výrobních závodů zahájilo výrobu, bylo rozšířeno nebo oznámeno od ledna 2007.

V dubnu 2009 vyrábí součástky pro větrné turbíny více než 100 společností, které zaměstnávají tisíce pracovníků při výrobě dílů, jako jsou věže, kompozitní lopatky, ložiska a ozubená kola. Mnoho stávajících společností v tradičních výrobních státech se přebudovalo na vstup do větrného průmyslu. Jejich výrobní zařízení se rozprostírá ve 40 státech a zaměstnává pracovníky z jihovýchodu na ocelový pás, na Great Plains a na severozápadním Pacifiku.

US Department of Energy (DOE) pracuje s šesti předních výrobců větrných turbín na dosažení 20% větrné energie ve Spojených státech do roku 2030. DOE oznámila, že Memorandum o porozumění (MOU) se společností GE Energy, Siemens Power Generation , Vestas Wind Systems , Clipper Windpower , Suzlon Energy a Gamesa Corporation . V rámci memoranda o porozumění budou DOE a šest výrobců spolupracovat při shromažďování a výměně informací týkajících se pěti hlavních oblastí: výzkum a vývoj související se spolehlivostí a provozuschopností turbíny; strategie umístění větrných elektráren; vývoj standardů pro certifikaci turbíny a univerzální propojení větrných turbín; pokroky ve výrobě v oblasti designu, automatizace procesů a výrobních technik; a rozvoj pracovní síly.

V roce 2014 měl GE 60%, Siemens 26%a Vestas 12%podíl na americkém trhu. Dohromady měli 98%. Většina nových turbín byla navržena pro slabý vítr. Výrobci turbín si navzájem konkurují a způsobují klesající ceny turbin.

Další zapojení vlády

Větrná farma Kaheawa poblíž Maalaea na Maui s 20  větrnými turbínami GE Energy 1,5 MW

Národní laboratoř obnovitelné energie DOE (NREL) oznámila řadu projektů větrné technologie, včetně nového nejmodernějšího testovacího zařízení lopatek větrných turbín, které bude postaveno v Ingleside v Texasu . Texas-NREL Large Blade Research and Test Facility bude schopno testovat lopatky až 70 metrů (230 stop). Bude postaveno a provozováno prostřednictvím partnerství mezi NREL, DOE a státním konsorciem vedeným University of Houston , přičemž univerzita vlastní a provozuje budovy zařízení, financování DOE až 2 miliony dolarů kapitálových nákladů a NREL poskytuje technické a provozní pomoc. Odhaduje se, že testovací zařízení na lopatky bude stát mezi 12 až 15 miliony dolarů a mělo by být dokončeno do roku 2010. Zařízení v Texasu, které se nachází na pobřeží Mexického zálivu, doplní podobné zařízení, které se staví na pobřeží Massachusetts .

Společnost NREL také nedávno podepsala smlouvy se společnostmi Siemens Power Generation a First Wind, která vyvíjí větrné elektrárny. Společnost Siemens spouští nové výzkumné a vývojové zařízení v nedalekém Boulderu v Coloradu a souhlasila s umístěním a testováním větrné turbíny v komerčním měřítku v Národním centru pro větrnou technologii NREL (NWTC) společnosti NREL. Společnost First Wind (dříve UPC Wind Partners, LLC) vlastní a provozuje 30megawattovou farmu Kaheawa Wind Power Farm ve West Maui na Havaji a souhlasila s tím, že NWTC v zařízení zřídí partnerský web pro vzdálený výzkum. Mauiský satelit NWTC bude spolupracovat s First Wind na studiích vývoje pokročilých technologií větrné energie, včetně skladování energie a integrace obnovitelné elektrické energie do elektrické sítě Maui.

V roce 2010 udělila DOE 60 milionů dolarů za studii požadavků na přenos. Počínaje rokem 2006 je DOE povinna poskytovat zprávu o přetížení přenosu jednou za tři roky.

Nedávná politika USA obecně spočívala v poskytnutí federálně zvýhodněné federální daně z výroby (PTC) ve výši 15 USD za MW · h (v roce 1995 dolarů) generované za prvních deset let provozu za prodanou větrnou energii. V roce 2015 byl kredit 23 USD za MW · h. Standardy obnovitelného portfolia nařizující určité procento prodeje elektrické energie pocházejí z obnovitelných zdrojů energie, které jsou k dispozici zhruba v polovině států, rovněž podpořily rozvoj větrného průmyslu.

Pokaždé, když Kongres umožnil vypršení platnosti kreditu na daň z výroby, vývoj větrné energie se zpomalil, protože investoři čekají na obnovení úvěru. Každý rok se obnovuje, vývoj se rozšiřuje. Platnost daňového kreditu vypršela na konci roku 2012, čímž se činnost v oblasti rozvoje větrné energie téměř zastavila. Na začátku roku 2013 byla přijata krátkodobá jednoroční politika, která poskytuje daňový kredit na projekty ve výstavbě do konce roku 2013 a dokončené do konce roku 2014. PTC byl poprvé představen v roce 1992. Když bylo povoleno vyprší, vývoj klesl o 93%, 73%a 77%v následujícím roce.

Energetická informační administrace oznámila, že větrná energie získala největší podíl na přímé federální dotace a podporu v hospodářském roce 2013 (poslední rok, pro který jsou k dispozici statistiky), což představuje 37% (5,936 miliard $) celkových elektrických dotací souvisejících s napájením. Téměř tři čtvrtiny dotací na větrnou energii v daném roce byly přímé výdaje a do značné míry vyplynuly z programů ARRA . Tyto údaje nezahrnují dotace a podpory z jiných vládních úrovní.

Rozvoj větrné energie ve Spojených státech byl podpořen především prostřednictvím kreditu na daň z výroby (PTC), který platí výrobcům z množství vyrobené elektrické energie. 1. ledna 2013 byla sleva na dani z výroby prodloužena o další rok.

Na konci roku 2015 úřady poskytly prodloužení úvěru na daň z výroby. Rozšíření postupně vyřadí úvěr na dobu pěti let. 30procentní daň z větru a solární daně se prodlouží do roku 2019 a poté se zužuje na 10 procent v roce 2022.

Průměrná cena dohod o nákupu elektřiny byla v roce 2014 23,5 USD/MWh. Provozní náklady byly odhadnuty na 10 USD/MWh.

Úvahy o umístění

Majitelé pozemků obvykle dostávají od každé větrné turbíny příjem 3 000 až 5 000 $ ročně, zatímco zemědělci nadále pěstují plodiny nebo spásají dobytek až k patě turbín.

Mezi farmáři na místech, jako je Iowa nebo farmáři v Coloradu, soutěží o větrné farmy. Zemědělci, kteří z jejich strany neinvestují, obvykle za umístění jedné velké větrné turbíny s pokročilým designem dostávají od místní společnosti licenční poplatky 3 000–5 000 $ ročně.

Krajinné a ekologické problémy mohou být u některých návrhů větrných farem významné a při výběru lokality se zvažují otázky životního prostředí.

Celosvětové zkušenosti ukázaly, že komunitní konzultace a přímé zapojení široké veřejnosti do projektů větrných farem pomohlo zvýšit souhlas komunity a některé zámořské větrné farmy se staly turistickými atrakcemi , například větrná farma Ten Mile Lagoon .

Offshore větrná energie

Offshore potenciál větrné energie ve Spojených státech

Offshore rozvoji brání relativně vysoké náklady ve srovnání s pobřežními zařízeními. Několik projektů je ve vývoji, některé v pokročilých fázích vývoje. Spojené státy však mají velmi velké pobřežní zdroje větrné energie díky silným, konzistentním větrům u dlouhého amerického pobřeží.

Zpráva NREL z roku 2011, Large-Scale Offshore Wind Power in the United States , analyzuje aktuální stav offshore větrné energetiky. Podle zprávy by rozvoj pobřežních větrných zdrojů pomohl zemi dosáhnout do roku 2030 20% elektrické energie z větru a revitalizovat výrobní odvětví. Pobřežní vítr by mohl dodávat 54 gigawattů kapacity do elektrické sítě země, čímž by se zvýšila energetická bezpečnost . Odhadem by to také mohlo generovat odhadem 200 miliard dolarů na novou ekonomickou aktivitu a vytvořit tisíce stálých pracovních míst. Zpráva NREL uzavírá, že „rozvoj národních pobřežních větrných zdrojů může poskytnout mnoho potenciálních výhod a že pobřežní větrná energie by mohla hrát zásadní roli na budoucích energetických trzích v USA“.

Obyvatelé pobřežních oblastí se stavěli proti pobřežním větrným farmám kvůli obavám z dopadů na mořský život, životní prostředí, ceny elektrické energie, estetiku a rekreaci, jako je rybolov a plavba lodí. Obyvatelé však rovněž uvádějí zlepšené sazby elektrické energie, kvalitu ovzduší a vytváření pracovních míst jako pozitivní dopady, které by od větrných farem očekávali. Protože základny pobřežních turbín fungují jako umělé útesy, studie ukázaly, že po počátečním narušení stavby jsou kladně ovlivněny místní ryby a měkkýši. Vzhledem k tomu, že větrné turbíny lze umístit do určité vzdálenosti od břehu, lze dopady na rekreaci a rybolov zvládnout pečlivým plánováním umístění větrných farem.

Ministr vnitra vydal v červnu 2009 pět průzkumných leasingů na výrobu větrné energie na pobřežních plážích Outer Continental Shelf z New Jersey a Delaware. Pronájem povoluje činnosti shromažďování údajů, což umožňuje výstavbu meteorologických věží na vnějším kontinentálním šelfu od 6 do 18 mil (29 km) od pobřeží. Uvažuje se o čtyřech oblastech. Dne 7. února 2011 Salazar a Steven Chu oznámili národní strategii, která má mít větrnou energii na moři 10 GW v roce 2020 a 54 GW v roce 2030.

Projekty jsou ve vývoji v oblastech východního pobřeží, Velkých jezer a pobřeží Mexického zálivu.

Nová Anglie

Massachusetts a Rhode Island mají silné pobřežní větrné zdroje.

Představitelé státu Rhode Island a Massachusetts vybrali společnost Deepwater Wind, aby ve federálních vodách u Block Island vybudovala větrnou farmu o objemu 1,5 miliardy USD a 385 megawattů . Projekt se 100 turbínami by mohl poskytnout 1,3 terawatthodiny (TW · h) elektrické energie za rok-15 procent veškeré elektrické energie použité ve státě Rhode Island. V roce 2009 společnost Deepwater podepsala smlouvu s National Grid o prodeji energie z menší větrné farmy o výkonu 200 milionů USD a výkonu 30 MW mimo Block Island za počáteční cenu 24,4 ¢/kW · h. Stavba větrné farmy Block Island , projektu s pěti turbínami, začala v dubnu 2015 a byla dokončena v prosinci 2016, aby se stala první pobřežní větrnou farmou ve Spojených státech.

Cape Wind zahájil vývoj kolem roku 2002, ale setkal se s odporem a nakonec přestal, než byl realizován. Plovoucí VolturnUS provozován v Penobscot Bay v blízkosti Castine od června 2013 do listopadu 2014. Maine Aqua Ventus má v úmyslu mít 11 MW plovoucí turbíny v provozu u pobřeží Monhegan ostrova do konce roku 2023.

Střední Atlantik

Na podporu větrné energie v New Jersey v roce 2007 stát zadal kontrakt ve výši 4,4 milionu USD na provedení 18měsíční studie ekologické základny oceánské/větrné energie, která se stala prvním státem, který sponzoroval studii oceánů a větrných elektráren, než umožnil vývojářům z obnovitelných zdrojů studovat a vybudovat jeho břehy. Studie se zaměřila na určenou oblast u pobřeží, aby určila současné rozložení, početnost a migrační vzorce ptačích druhů, ryb, mořských zdrojů a využívání stávajících ekologických zdrojů želvami. Výsledky studie byly zveřejněny v červnu 2010. Studie dospěla k závěru, že účinky vývoje pobřežních větrných farem budou zanedbatelné.

V roce 2008 nová federální pravidla výrazně rozšířila území, kde lze stavět pobřežní větrné parky. Dříve byly projekty povoleny pouze v mělkých státních vodách do 3 námořních mil (5,6 km) od pobřeží. Okraj amerického území je vzdálený asi 370 km. Zvětšená vzdálenost od pobřeží snižuje jejich viditelnost. Vody u pobřeží USA jsou hlubší než v Evropě a vyžadují různé konstrukce.

Atlantic Wind Connection je navrhovaná páteř elektrického přenosu, která má být vybudována mimo atlantické pobřeží USA, aby sloužila pobřežním větrným farmám . Přenosové vedení, navržené společností Trans-Elect Development Company, by dodalo energii na břeh v jižní Virginii, Delaware, jižním New Jersey a severním New Jersey. Jako první svého druhu projekt představuje značné riziko, že narazí na neočekávané technologické výzvy a překročení nákladů. Taková páteř na moři je prvkem národní strategie elektrické energie. Bechtel byl vybrán jako dodavatel EPC a Alstom jako technický poradce pro první fázi vývoje projektu. Google a Good Energies, investiční společnost, jsou hlavními investory v projektu za 5 miliard dolarů.

Ocean Wind je navržená pobřežní větrná farma v užitném měřítku s kapacitou 1100 MW, která se nachází na vnějším kontinentálním šelfu přibližně 24 mil od pobřeží Atlantic City v New Jersey . Pokud bude vybudován, bude největší v USA. V září 2020 představitelé New Jersey zastavili projekt Ørsted Ocean Wind Project, který citoval obavy ohledně zkreslených ekonomických výhod větrné energie na moři, včetně výstavby monopolů, využívání podniků vlastněných ženami a menšinami, práce odborů. , možné negativní dopady na odvětví rybolovu.

Pobřežní Virginie Offshore Wind (CVOW) je pilotní projekt pobřežní větrné energie, který se nachází asi 43 km od pobřeží Virginie Beach ve Virginii . Pilotní projekt se dvěma turbínami a výkonem 12 MW, postavený v roce 2020, je druhou pobřežní větrnou farmou v utilitě provozovanou ve Spojených státech. Na projektu spolupracovaly Dominion Energy a Ørsted US Offshore Wind .

Meteorologie větrné energie

Přehrávejte média

Horní: šíření přechodových vln. Dolní: časová a prostorová variace souvisejících hodnot kapacitních faktorů (CF) na 100 m. Pro výpočet faktoru okamžité kapacity jsou použity výkonové křivky a technické parametry pro turbíny GE 2,5 MW.

Vítr v oblasti Central Plains v USA je proměnlivý v krátkém (minuty) i dlouhém (dny) časovém měřítku. Kolísání rychlosti větru má za následek rozdíly ve výkonu z větrných farem, což způsobuje potíže se začleněním větrné energie do integrovaného energetického systému. Větrné turbíny jsou poháněny větry v mezní vrstvě, které se vyskytují poblíž povrchu Země, ve vzdálenosti přibližně 300 stop. Vítr v mezní vrstvě je řízen větrem ve vyšší volné atmosféře a má turbulence v důsledku interakce s povrchovými prvky, jako jsou stromy, kopce a budovy. Krátkodobé nebo vysokofrekvenční odchylky jsou způsobeny touto turbulencí v mezní vrstvě.

Dlouhodobé odchylky jsou způsobeny průchodem přechodných vln v atmosféře s charakteristickým časovým rozsahem několika dní. Přechodné vlny, které ovlivňují vítr ve středních USA, jsou rozsáhlé, což má za následek, že výkon větrných farem v regionu je do určité míry korelován a není zcela nezávislý. Distribuce větrných farem ve velkém měřítku významně snižuje krátkodobou variabilitu a omezuje relativní standardní odchylku faktoru kapacity na přibližně 45%. Korelace je nejvyšší v létě a nejnižší v zimě.

Dopady na životní prostředí a předpisy

Ochrana ptáků

Americká federální vláda má pravomoc, aby se zabránilo ptáků a netopýrů zemřelých o větrných elektráren, v rámci zákona o ohrožených druhů , v zákoně stěhovavého ptáka Smlouvy , a zákona Bald a Golden Eagle ochrany . Podle zákona o ochraně plešatého a zlatého orla z roku 2009 mohlo ministerstvo vnitra vydat povolení umožňující „neúčelový odběr“ pro činnosti, u nichž byla smrt orla považována za nevyhnutelnou; v prosinci 2013 však nebyla vývojářům větrné energie vydána žádná povolení k odběru. Spojené státy Fish and Wildlife Service vydala nezávazné pokyny pro navrhování a umísťování větrných turbín, aby se minimalizovalo ptáků a netopýrů úmrtí.

V roce 2013 byla Obamova administrativa obviněna z dvojího standardu na ochranu větrného průmyslu před stíháním podle zákona o ochraně plešatého a zlatého orla a zároveň energicky pronásledovala porušování předpisů ze strany ropných společností a vlastníků elektrického vedení. Správa odmítla prozradit počet úmrtí dravců, které jí nahlásily větrné společnosti, s tím, že by to odhalilo obchodní tajemství. Vláda rovněž nařídila federálním agentům pro vymáhání práva, aby bez předchozího souhlasu Washingtonu neprováděli stíhání ptáků proti větrným společnostem. Říká se, že tato politika je kompromisem v oblasti životního prostředí na podporu obnovitelné energie.

V listopadu 2013 federální vláda získala své první odsouzení za trestný čin provozovatele větrné elektrárny za zabíjení chráněných ptáků v rozporu se zákonem o migračních ptácích z roku 1918. Duke Energy se přiznal a dostal pokutu 1 milion dolarů za smrt 160 ptáků, včetně 14 zlatých orlů, na dvou větrných farmách ve Wyomingu. Ministerstvo spravedlnosti obvinilo Duke, že navrhl a umístil turbíny s vědomím, že budou zabíjet ptáky; Duke poznamenal, že sám hlásil úmrtí ptáků a že při stavbě turbín nebyly vydány pokyny US Fish and Wildlife Service ke snížení úmrtí ptáků větrnými turbínami. Poté, co byli obviněni, Duke implementoval radarový detekční systém za cenu 600 000 dolarů ročně, který byl navržen tak, aby vypínal turbíny, když se k nim přiblížili velcí ptáci; společnost poznamenala, že systém funguje, protože za více než rok provozu od instalace radaru nebyly pozorovány žádné úmrtí orla skalního.

V prosinci 2013 americká služba pro ryby a divokou zvěř oznámila, že vydá 30letá povolení na projekty větrné energie, která umožní úmrtí orlů; dříve byla povolení k dispozici pouze 5 let, ale na větrné projekty nebylo vydáno žádné. Podle povolení na 30 let by vývojáři větrných elektráren museli hlásit úmrtí orlů a povolení by byla přezkoumávána každých 5 let. Opatření mělo odstranit to, co bylo považováno za právní nejistotu odrazující od investic do větrné energie. Vláda uvedla, že pro změnu nebylo nutné provést environmentální přezkum, protože šlo pouze o administrativní změnu. Nové nařízení uvítala Americká asociace pro větrnou energii , která uvedla, že větrná energie způsobila méně než dvě procenta úmrtí orlů způsobených lidmi, a poukázala na to, že pravidla budou vyžadovat rozsáhlé zmírňování a sledování úmrtí orlů. Prodloužení povolení k odběru orlů z 5 na 30 let bylo proti řadě ochranářských skupin, včetně American Bird Conservancy , Nature Conservancy , Sierra Club , Audubon Society a Humane Society of the United States.

Více než 30 000 umístění větrných turbín je v rámci federálně chráněných ptačích stanovišť, z toho téměř 24 000 leží v migračním koridoru jeřába černého a téměř 3 000 v chovech ohroženého tetřeva šalvěje . Podle dr. Michaela Hutchinsa, ředitele kampaně Bird Smart Wind Energy kampaně American Bird Conservancy , představují větrné turbíny hrozbu pro národní ptáky a že současný povolovací proces je při řešení problému neúčinný. Obavy z úmrtí ptáků přiměly American Bird Conservancy a 70 dalších ochranářských organizací, aby přiměly americké ministerstvo vnitra k vypracování národního programového prohlášení o vlivu větru na životní prostředí, které by určilo vhodné oblasti pro rozvoj větrné energie, jakož i oblasti, kde by rozvoj měl být vyhnout, ale tyto lobbistické snahy selhaly. Tom Vinson, viceprezident Americké asociace pro větrnou energii pro regulační záležitosti, poznamenal nejednoznačnost v odhadu a extrapolaci různých dat a také zpochybnil důvěryhodnost předpokladů organizací, jako je American Bird Conservancy, při odhadu budoucích úmrtí ptáků.

Rizika kolize jsou primárně ovlivněna výškou turbín a typem věže. Průměrný počet úmrtí ptáků se zvyšuje, když výšky turbíny dosahují 475 až 639 stop. Nebezpečí pro ptáky se zvyšuje, protože čepele ve vyšších nadmořských výškách se překrývají s průměrnou výškou letu nočně migrujících ptáků.

Pobřežní vítr

Veškerý rozvoj větru na moři vyžaduje federální nebo státní souhlas a pronájem, protože pobřežní pozemky jsou vládním majetkem. Offshore větrná regulační autorita se posunula přes několik federálních agentur od začátku roku 2000. Před rokem 2005 byly pobřežní větrné turbíny a povolení pro farmy pod jurisdikcí amerického armádního sboru inženýrů . V roce 2005, po přijetí zákona o energetické politice , měla služba pro správu nerostů v rámci ministerstva vnitra pravomoc nad vývojem větrných turbín na federálních vodách, jako je vnější kontinentální šelf , a byla zodpovědná za hodnocení ekonomické hodnoty, potenciálních dopadů na životní prostředí, a koordinace s federálními a státními agenturami při schvalování povolení větrné energie. A konečně, v roce 2010 byla služba pro správu nerostů rozdělena na tři agentury, z nichž Bureau of Ocean Energy Management odpovídá za pronájem, povolování, monitorování a regulaci pobřežní větrné energie.

Obtěžování jakýchkoli druhů mořských savců ve vodách USA je porušením zákona o ochraně mořských savců z roku 1972 (50 CFR 18). Od vývojářů pobřežního větru se požaduje, aby požádali o autorizační list nebo povolení k náhodnému obtěžování se všemi příslušnými podrobnostmi o druhu, který je potenciálně ohrožen jejich pobřežními aktivitami, zmírňujícími opatřeními a povinnostmi monitorování a podávání zpráv. Projekty větrné energie na moři musí rovněž splňovat všechny regulační povinnosti obsažené ve federálně schváleném státním plánu správy pobřeží podle zákona o řízení pobřežních zón z roku 1972, aby bylo možné kontrolovat jejich vliv na pobřežní zdroje.

Statistika

Vybrané měsíční profily generování větru
Spojené státy (2016)	Texas (2016)
Iowa (2018)	Oklahoma (2015)
Kalifornie 2015	Illinois 2015
Kansas 2015	Minnesota 2015

Viz také

Reference

externí odkazy

• Větrná mapa
• Větrná energie v USA Předtiskový By the University of Michigan ‚s Centrem pro udržitelné systémy
• New Era for Wind Power in the United States , a 2013 DOE report
• GA Mansoori, N Enayati, LB Agyarko (2016), Energie: zdroje, využití, legislativa, udržitelnost, Illinois jako modelový stát , World Sci. Hospoda. Co., ISBN  978-981-4704-00-7