为什么风间歇性没什么大不了的

尽管风力不吹，风力涡轮机无法发电，但它们产生的电力与其他任何类型的发电厂所产生的电力完全一样。

当风力涡轮机产生一千瓦时的电力时，从根本上来说，其价值相当于核能，煤电，太阳能或其他任何电力的千瓦时。风能的可变性及其“整合成本”略有外部性，但这些成本仅为每千瓦时的百分之四分之一（甚至不到每千瓦时的百分之五）。可以肯定的是，与燃煤和天然气发电厂产生的健康和环境外部性，或核电厂产生的经济风险相比，这笔额外费用甚至都不值得一提。即使风能比例很高（例如在丹麦，德国北部，苏格兰，葡萄牙和爱荷华州），风能也可以集成到电网中，而无需额外的备用能源或昂贵的投资。

有关其他反清洁技术神话的回应，请参阅：反清洁技术神话被揭穿（您的第一资源）。

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这是Riverview Consulting的创始人兼总裁兼前维斯塔斯风电系统技术研发首席战略家克里斯·瓦罗纳（Chris Varrone）的特邀嘉宾帖子。

反对风的人们又来了，因为媒体宣称风能“毫无价值”，因为风不会一直吹下去，这使媒体饱受打击。没有东西会离事实很远。

在最近的一次采访中，主持人Stuart Varney在他的客人美国风能协会主席Denise Bode的FOX-TV锤子上说道：“当风不吹，风不吹时，您不会发电。每时每刻。”瓦尼对此真的抱有很大的热情。

值得一提的是，我们的英国堂兄弟对约翰·缪尔信托（John Muir Trust）于本月发表的Stuart Young Consulting研究大为fu异。其作者指出：“可悲的是，风能并不是它的初衷，也无法为英国的能源安全做出重大贡献。”

这一切听起来都很合理，直到您仔细考虑一下，而当声音叮咬飞来飞去时却很难做到。事实是，风能的可变性并不重要。我们可以精确地量化这种可变性的代价，而且结果非常适度。

本文以通俗易懂的方式解释了风能到底是什么，能源以及它与发电量或所谓的“辅助服务”有何不同。然后，它基于多项学术和行业研究，对风能起起落落的成本进行了量化-答案是，其成本约为每千瓦时四分之一。最后，它提出了一个问题，即随着风成为我们电力系统的重要组成部分，这种低成本是否会无限期地持续下去，或者对风（和太阳能）等可变资源的使用是否可能存在限制。

风能提供能量

电力市场通过三种不同方式奖励发电公司：

能源容量辅助服务

能源很简单：买方为能源付费，以千瓦时为单位。这就像在炎热的日子里购买冰淇淋：卖方获得报酬以满足眼前的需求。不能保证任何一方明天都会回来。

容量也很容易理解。如果您可以在一月保证我在七月最热的日子到那里满足我对冰淇淋的需求，那么这很有价值。它得到了单独的（较小的）付款。

最后，辅助服务市场更加复杂。当电网需要帮助时，辅助服务提供商将介入其中-保持电压或频率，或保持技术参数（例如功率因数）。有点类似于冰淇淋，就像有个朋友跟着你走来，里面装满了冰淇淋的冰柜，以防万一你需要它。即使您从未渴望过，也仍然需要向他们支付一些费用，使其始终处于“待命状态”。

在大多数情况下，风电场业主依靠“仅能源”获得报酬。在某些情况下，风能需要一定程度的容量付款，甚至需要辅助服务付款。但在大多数情况下，风量的值很低，约为铭牌容量的10％到20％。因此，从容量角度来看，一个100兆瓦的风电场仅价值15兆瓦的核电。

但是，在现货市场上，风能的价值相当于核能（或其他任何东西）的100％；日前市场中的风能价值可能会少一些，但这可以通过使用能源交易柜台或使用运营商车队中的其他资产来“确定”（例如，风电场所有者还可能拥有可以交付的天然气涡轮机）。预测中的任何不足）。

因此，对斯图尔特·瓦尼（Stuart Varney）和约翰·缪尔信托（John Muir Trust）的第一个答案是：风能获得“仅能源”的报酬，而化石燃料发电则获得了能源，容量和辅助服务的报酬。因此，间歇性没什么大不了的-能源市场已经占了所有这一切。

这里没有外部性吗？

到现在为止，我们的电视节目主持人可能正在挠头，但是像曼哈顿学院的罗伯特·布莱斯这样的学者将站起来，宣称事情是不对的，一点也不对。他将解释：“你看，存在外部性。”“风能的边际生产成本几乎为零，这驱动了可怕的外部性。风力涡轮机不使用任何燃料。这意味着风电场运营商始终可以在现货市场上禁止使用化石燃料。”

总是。想想看：化石燃料厂正在嗡嗡作响，风暴阵线进入了。风刮起了，风电场竞标了几乎免费的电力。好吧，化石燃料要花钱，所以化石电厂的经营者通常会选择降价而不是免费出售电力。但是随后，风暴锋面的移动速度比预期的要快-化石植物必须再次爬升。一年又一年，一遍又一遍。这很浪费。它导致增加的维护。这是那些变幻无常的风强加给化石燃料经营者的外部性。

化石燃料发电厂的循环已经研究了很多年，这个问题的一般形式被称为“风能整合”的成本。正如国家风能技术中心的研究人员迈克尔·米利根（Michael Milligan）所说，整合风能有四个成本：

承诺不必要的发电分配额外的负载跟踪能力分配额外的调节能力增加循环运行

我将为您保留详细信息（您可以在此处阅读）。

外行要理解的关键点是，所有这些影响的隐性成本可以在辅助服务市场中看到（即，系统运营商为备份支付的成本）。如果不确定性更大，则发电机将为提供备用发电机收取更多费用。

还有多少？许多研究发现，风能集成的成本在每兆瓦时3至5美元之间。大约每千瓦时四分钱

而已。您所支付的只是一点燃料和一点维护。

Stuart，这不是大笔交易，好吗？

如果风能提供了我们20％的能量怎么办？

到现在为止，即使是曼哈顿学院最优秀，最聪明的人也会满头大汗。在我的想象中，他们会抓住最后一根稻草，争论：“好吧，这一切都很好，但是您忘记了风在当今仍然处于边缘地位。轻松整合小风。但是一旦达到10％或20％，系统就会崩溃。对于系统上每兆瓦的风，您需要添加一整兆瓦的化石燃料来进行备份。从资本成本的角度来看，这是完全不经济的。”

当然，这一切也都是似是而非的。

这些学者喜欢提醒我们，今天的风能仅占美国能源饼的2％，而忽略了过去三年中35％的新建建筑是风能。

事实是，已经有州和国家在整个一年的时间内拥有20％或更多的风力发电-爱荷华州一年；丹麦和德国北部。并且，在某些地方，风在某些时期占电力需求的50％甚至100％。

欧洲对风能的依赖会导致停电吗？不，离它很远。欧洲电网的可靠性远远优于美国电网。实际上，根据卡内基·梅隆（Carnegie Mellon）电力工业中心执行主任杰伊·阿普特（Jay Apt）的说法：“就电力服务的可靠性而言，美国在发达国家中排名倒数第二……美国普通用户每年平均断电214分钟。相比之下，英国为70，法国为53，荷兰为29，日本为6，新加坡为每年2分钟。”

因此，欧洲电网运营商已经学会了如何大量集成风能。他们是否建造了大量的天然气调峰装置来“备份”风能？一点都不。欧洲电力系统专家告诉我，他们甚至都不知道增加一个单一的气体峰化器来平衡风能-即使在德国北部或丹麦也是如此。

系统中有足够的容量来处理所有内容，而无需增加任何额外的容量。

在这种情况下，考虑到在2007年乔治·W·布什（George W. Bush）的领导下，美国能源部提出了一项“到2030年实现20％的风能”计划，看来至少在未来20年内我们还可以。

超出20％或30％的风穿透率会发生什么，很难确定。我问丹麦电网运营商Energinet的国际关系副总裁PeterJørgensen先生告诉我：“我们能够通过强大的互连器，与邻国的市场贸易以及良好的天气预报来平衡当前系统。”

没有人说一个国家可以全年仅靠风力发电，但是丹麦确实计划到2025年使风力发电普及率达到50％。

约根森说：“在系统中集成更多风能是一个巨大的挑战，但我们认为我们可以管理此任务，我们的活动基于强大的国际输电电网，灵活而协调的能源系统和SmartGrid解决方案的开发。”

因此，关键不是风的“备份”（这完全是错误的概念），而是跨所有发电类型的整个系统的灵活性。灵活性有四种口味：1）预测和调度，2）传输，3）需求侧管理以及4）能量存储。您可以在2010年12月发表在《国际可持续能源评论》上的一篇我的文章中对此进行更多探讨。

结论

因此，我们已经看到风的可变性真的没什么好担心的。电网运营商和电力市场已经知道如何处理能源，容量和辅助服务，尽管风的可变性并非无价之宝，但成本已被多次衡量，并且始终保持在每千瓦时球场0.5％的水平上。 。

Stuart Varney，所以您可以放松休息。我们已经为您覆盖。