養活美國德州的除了炸雞，還有風能發電

中國雖然是風能產量最高的國家，或將徹底放棄風能了。

但在美國德州，風能產業正在經歷爆髮式的增長。

如何理解中國的風能產業？我們可以將德州的風能發展作為參照，或許會讓思路更為清晰。

本文參考了本文參考了 MIT Technology Review 的文章：《The One and Only Texas Wind Boom》，原文鏈接：The One and Only Texas Wind Boom，標題和文字有改動。

大概一般人對於美國德克薩斯州的理解就是炸雞，下圖這種的：

如果德州是一個國家，那麼它是世界上的第六大風能國家。根據 Global Wind Energy Council 的最新數據，前五大分別是：中國、美國、德國、印度、西班牙。

中國是第一大風能產能國家。然而，電力是一個無法大量儲存的能源，需要 「發-供-用」 三個步驟，瞬時同步進行。所以發電和送電得一起，否則只能 「棄風棄電」。比如從新疆甘肅輸送到華北華東要幾千公里，必須用特高壓才能把電力送出去。

而德州不僅勝在它是風能的產能大州，常年擁有穩定風源，更重要的是，它地處要道：連接西部荒地與北部大城市（包括達拉斯、奧斯汀、聖安托尼奧、休斯頓）。這是新疆甘肅所沒有的條件。

德州政府的一些措施也使得風能在德州能夠廣泛發展。2002 年，德州解除了對能源市場的管制。這之後，發電、電力輸配、與電力銷售，這三者得以職能分開。

在中國，同樣也正進行著一場電力改革：以廣東、貴州、重慶為試點，這些省份城市正在建立電力交易市場、讓電力定價逐步市場化，並發電、售電、配電三者分開。

此前，中國電力市場中，售電側有效競爭機制並未建立，廣東、重慶在 2015 年底獲得了試點資格。但進一步的改革效果，目前仍然難以評估。但這一改革方案，很可能不利於中國風能發展。

「現在的電改方案，會進一步削弱風電競爭能力。新的電改方案會進一步取消風電補貼，以前它作為清潔能源受到支持，而這一部分在之後會逐漸拿掉，」 清華大學機電系柴建雲教授告訴深藍 Deeper Bule，他主要研究電網 「風電消納」，其實驗室正在研究如何解決風電衝擊電網的技術難題。

「這是因為，在制定新的電改方案時，沒有計入碳交易的成本。只有把碳成本、碳排放污染都納入發電成本中，這樣風電才會有競爭力。而地方保護火電的政策，會給發電指標，會把更多指標分給火電。以至於風電要從火電站去買發電指標，這進一步推高了風電成本，」 他說。

在柴建雲眼中，中國在技術上要達到德州水平，「完全不是問題」。在中國普遍存在的風電棄電現象，不是技術問題，而是地方政府的政策問題——這一政策保護火電，原因在於火電提供了更長的產業鏈。

今天深藍特地編譯了 MIT Technology Review（原文鏈接：） 的文章。

記者 Richard Martin 記錄並解釋了德州風能何以突飛猛進。對於中國讀者來說，這是很好的參照系，足以衡量我們所處的位置，值得讀者仔細閱讀。

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德州老農民羅蘭·派迪用靴子戳了戳腳下的泥土，抬頭望了眼天上炙熱的太陽。「我是在用信仰干農活，」 他說，他的那些棉花田還完全沒有灌溉，「但我們必須得相信，雨很快就要來了」。

如果雨最終沒來，雖然棉花田的產出得不到保障，但農民派迪有備用的收入來源：地租。他把田地租給了發電風場。

放眼望去，在派迪的收割機與矮小整齊的棉花田上方 150 英尺，聳立著無數颱風力渦輪發電機，它們如森林般延伸至地平線。

▲德州石油豐裕，而現在石油、風能和棉花已成為其三大經濟支柱。圖為建在棉花田上的渦輪機。

派迪的田，地處貧瘠的西德克薩斯州，但它們正好位於廣闊的馬谷風能中心（Horse Hollow wind farm）。

對派迪以及德克薩斯的其他農民而言，把田地租給發電風場可謂一筆巨額橫財——無論老天是否下雨，收成是否良好，農民派迪跟他的父母及其他的三兄弟，每年都能靠地租賺得成千上萬的美金。不過，在美國這場史無前例的大型風能浪潮中，派迪的農莊只是一個小玩家。

德克薩斯州擁有 18,000 兆瓦風能產能。如果它是一個國家，將會成為僅次於西班牙的世界第六大風能發電國家。

如今，德克薩斯州正籌備再增加幾千兆瓦的風能——僅僅是這個增量，就幾乎相當於整個加利福尼亞州的風電產能。大多風電渦輪機位於西德克薩斯，這裡是美國大陸最荒涼、也是風力最大的地區之一。15 年前，當風能發電的基礎工作正在準備時，西德克薩斯州什麼都沒有，只有棉花地、穀物農莊、油田、短小乾涸的河床以及落後的小城鎮。

然而今天，西德克薩斯州已經成為白色渦輪機之鄉。這些渦輪機補助了如派迪這些農民的收入——光靠種棉花，他們可活不到這麼好。入夜，風颳得最強最穩的時候，如果站在其中一片田地上，你能夠清楚地聽到渦輪葉片轉動發出的聲音，那是近乎幽靈般的咻咻聲。

不到一代人的時間，風能就為這些當時衰朽的城鎮帶來生機與繁榮。「如果不是因為這些渦輪機，2011 年的大幹旱會造成大批人破產，」 農民派迪說，「正是這些風能發電場，幫助我們保住了手裡的地。」

派迪的經歷還顯示了，當有恰當的政策與合適的基礎設施投資，一個大州就能夠從可再生資源中獲取大量的經濟動力。2015 年，一份來自於美國能源局的叫做《風能前景報告》中這樣寫道：2050 年，美國將把風能在總體電力的佔比從今天的 4.5% 提升至 35%。

在德州，這個數字已經被超越了：上個冬天（2015 年）的某個風能集中日，風能已大概為這個州提供了 40% 以上的電力。對於其他想要依靠風能的州而言，德克薩斯是榜樣。

這份報告同時揭露了風力發電的瓶頸。總的來說，風能發電還只佔了德州發電總量的不到 20% ——在平靜無風的酷熱夏天，這個數字甚至會降至個位數。除此之外，即使有風力發電做底，德州在 2013 年的總體碳排放中，仍是美國最高的一個州——比往年要高 5 個百分點。

而德州風能爆髮式增長所需的條件，很可能不易被複制。這不僅因為德州常年充滿穩定風源，更因為它有著其他地方所沒有的條件：連接西部荒地與北部大城市（包括達拉斯、奧斯汀、聖安托尼奧、休斯頓）。

2007 年，德州政府花了將近 70 億美元建造的能源管道，2007 年獲得通過開始實施。這個建設能源管道的工程包含在德州建立「競爭性可再生能源區」（簡稱 CREZ）這個大項目的主導之下。

雖然這一項目給德州當地住戶的每月電費賬單增加了好幾美元。但現在看上去，這是個頗有遠見的基礎設施投資——而這是其他州不願意、也不能夠達成的一項投資。

▲CREZ 項目的運輸管道圖

這個夏天，從艾比萊恩到阿馬里洛，我開車近 1,200 英里，去探索德州的風能產業。

我想去理解到底是什麼在推動德州的風能產業興起，以及最後的極限到底如何。

經濟角度與物理角度而言，德州電網到底能夠吸納多少風能？

其他州、其他國家是否可能像德州一樣成功？或者這裡是否有其他條件，使得別的地方難以複製德州的成功路徑？

-新興之力-

前獄警蓋伊·佩恩是德州風能發電的受惠者。曾經，佩恩經常開著一輛運輸囚徒的巴士路過那些風力渦輪機。2003 年，一個朋友向他提到風能產業的一些機會，比如：免費給工人培訓、津貼優待、戶外工作，不用整天被犯人羞辱。

在加州，佩恩接受了通用電氣的六個月培訓，成為了一名風力渦輪機的技術員。這個工作有幾個主要職能：電氣工、機械工、塔頂攀爬工、緊急事件聯繫人。他現在監管著隸屬於 Invenergy（一家風力開發公司）的 65 個技術員，這些技術員同時為好多個發電風場工作。

其中一個擁有 100 個通用電氣渦輪機的發電風場，位於德州盧博克市東部的棉花田裡面。盧博克市位於埃斯塔卡多平原的邊緣，在當地，人們稱這裡為 「蓋層」。這片覆蓋德州西北區與新墨西哥州的廣闊平頂台地，擁有北美大陸最強勁穩定的風力——超過 28 英里每小時的理想風能。

我拜訪的當天，佩恩正在準備上線 Invenergy 的又一個最新發電風場——這個風場被命名做 「威客風能中心」。這裡，66 平方英里的棉花田與灌木叢，將被 257 兆瓦的綜合設施覆蓋。1 月那裡還是支離破碎的土地，到 10 月，數百個渦輪機就能夠正式發電。

「威客」 命名自一座廢棄古城，那裡僅有一台古老軋棉機所為人知。而現在，這個發電風場運用了最新技術的渦輪機：塔高 260 英尺，輪子直徑 330 英尺，安裝了先進軟體，技術員能用筆記本電腦隨時檢修。渦輪機的建造費用更加低廉、維修更加簡單，以至於風能在價格上能夠與天然氣媲美。

威客風能中心在另一方面也表現卓越，在威客生產的大多數電力會直接到達兩個巨頭公司：玻纖巨頭 Owens Corning 與達拉斯大數據中心 Equinix 。

事實上，德州越來越多的發電風場正接受一些想要至少超過 20 年風能電源的公司贊助。

比如 Facebook，去年它宣布會合作建設 200 兆瓦風場，這使得它能夠稱自己的設備 「將百分百有可再生能源發電」。

除了 Facebook，Google 也在某個發電風場投資了 7,500 萬美元，同時它正計劃與 Invenergy 合作，在盧博克市北部建設新的 225 兆瓦級別的設備。

這一切能夠發生，主要得益於德州政府在 2002 年解除了對能源市場的管制。因此發電、電力輸配、與電力銷售，這三者得以職能分開。

加州也同樣實施了開放管制政策，但它在 2000 年~ 2001 年多次電網近乎崩潰，連續引發幾次重大癱瘓時間。德州看起來運行得不錯，原因在於德州擁有高效的電網運營策略，以及花了 70 億美金、在 「競爭性可再生能源區」（CREZ）項目中建設起來的的能源管道。

「沒有管制機構，沒有許可機制，沒有風能法律，」 羅德·維塞爾這樣說道，他是一個專長於風能租借的律師，曾合作編寫風能法律，「如果你想清楚了，並執行到位，你就做成事兒。」

但這也同時意味著你可能滿盤皆輸。石油億萬富翁 T·布恩·皮肯斯曾經想要在北德州建造世界上最大的發電風場，在花費超過 20 億美金之後，他不得不退出他的宏偉計劃——主要原因是因為他過早進入市場。

「石油大亨皮肯斯的計劃就是前 『競爭性可再生能源區』（CREZ）的建設計劃」，律師維塞爾說道，「如果他肯等個幾年（再行動）也許就好了。」

我把車停在清潔交叉變電站（Clear Crossing Substation）時，兩隻雪白的牛背鷺正划過一片苜蓿田。這是一個 345 千瓦的轉換站，它在一片空蕩灌木叢里，距離哈斯克爾郡最近的城鎮 30 英里開外。清潔交叉變電站是許多輸電線路和變電站進入德州中南西北的一部分，旨在最大限度地提高電網的服務效率。

清潔交叉變電站由德州能源運輸公司花費 4,200 萬美元建成，美國電力能源與瓦倫-巴菲特的 Berkshire Hathaway 能源公司為了這個項目進行了風險投資。

在北部風場處，清潔交叉變電站收集電力並輸送至東邊。運輸管道在華氏一百度的天里發出嗡嗡聲，而美國電力（American Electric Power）發言人格雷格·布萊爾與我站在一起，凝視著 40 英畝的線路斷路器與電線的複雜交錯。路的那頭，是一個正在由聖安托尼奧市公用事業部建設的大型太陽能場。

「這裡有很多給這樣的大型項目開工的開闊地，」 布萊爾輕描淡寫地評論著。

在過去 10 年內，德州能源傳輸計劃已經建成了超過 CREZ 體系（3600 英里長）五分之一的線路。該體系也是德州對所謂風能疑慮的回應：最好的風能應建在偏遠地區，無人居住那種——因為那種地方，風實在太特么（so damn windy）大了。沒有 CREZ 計劃，德州也不會有風能大發展。

▲德州風力充足。圖中是德州境內，墨西哥邊境線向北不遠，一座廢棄的加氣站被沙漠大風掀翻了天花板。

「有沒有可能說風能過剩呢？答案是肯定的，絕對。」

CREZ 是由里克·派瑞時期建設的，他於 2000-2015 年擔任政府聯邦官員。無疑，CREZ 「應該被目為德州史上最有遠見的基礎設施項目」，來自風能聯合會的傑夫·克拉克如是說。

這一切成為可能，是因為德州是全美唯一擁有自己電網的州。

美國大陸有三大基礎電網：東部聯網，西部聯網與德州電力可靠性委員會（ERCOT）。前兩個負責許多不同的州，而 ERCOT 則只在德州運行，負責德州的四分之三地區。它可以投資並建築長距離的運輸管道，只要它本身、立法機構與州政府覺得合適就好，而不需要跨州之間的政治扯皮——這種扯皮已經阻止了一些其他有雄心的跨州長途運輸工程計劃。

德州的風能發展是如此勢不可擋，以至於 CREZ 體系也漸漸達到了其能力的上限。在某些風力極其旺盛的時候，一些風場只能關停，而不能將電能東輸至城市。Invenergy 的一個風場在 1 月就曾遭遇這種事——當傳輸管道的輸送擁堵程度上升時，它便不能夠輸出電力，就算它提出支付給公共部門 22 美元每兆瓦時，也於事無補。

同時，當地新太陽能項目也將增加 2,200 兆瓦的電能，另外還有 7,000 兆瓦的項目正在研究準備之中。德州已經花了好幾十億在能源運輸項目上，目前正面臨著要再花成千上百萬去擴展項目——這恰好展示了從化石能源到可再生能源的困難程度，即便是在條件如此好的地區也是如此。

就算髮電風場有時要支付消費者一定金額來撤回能源，發電風場仍然能通過聯邦稅收對風力開發的支持實現盈利。不過補貼會從明年開始逐步退出，直到 2020 年完全取消。這會使風能的經濟性完全展現。

風力發電的費用總體仍然要比化石能源的要貴。特別在當今，由天然氣爆發而導致的低電價後，我們非常難預判，在不毛之地冒出的新風場，如果沒有州政府與聯邦政府的大力直接與間接支持，將如何保持競爭力。

前路的挑戰可謂實實在在。

儘管看起來，風能最終能夠達到總體能源結構的 35%，但如果依賴風能來提供超過 20-25% 的能源，實施起來就非常困難——因為風的不穩定性，會從不同程度影響供電的持續性。

電網運營必須按分鐘來調控供需關係，因此儲備能源——如今大多數是天然氣廠——要在風速降低時，及時補充來彌補需求差距。（而風能過剩時，供需差距也可能發生：當風速超 64 英里每小時，渦輪機將停機以避免受損。）

由於需要化石能源廠在沒有能源市場時繼續運轉，風能的整體消耗費用也會提升。風的不穩定性同時也會影響電力質量——這是指電網在特定電壓與頻率時的供電能力。

即便巨額投資已經投入到了新的傳輸管道，這些問題仍然使得美東地區不能夠依賴這種間歇的可再生能源，讓它作為三分之一以上的電力來源。

▲1950 年代，在圖中這片牧場發現了石油。這口油井在無數風電渦輪機的環繞下，至今仍在運行。

「有沒有可能因為風能過剩，由此而引發系統控制的某些問題或挑戰呢？答案是肯定的，絕對。」 住友集團美國分公司副總裁比爾·卡農如此說，「風力越大，挑戰越嚴峻。至於多少才是理想的風量——我認為沒人能回答這個問題。」

能源儲存、電網控制軟體與風力渦輪機的技術進步，都能夠使得風能發電量上升。但上升多少？這問題幾乎可以肯定能夠在未來 5-10 年內的德州找到答案。而這也同時預示著風能的前景。因為，如果德州都無法吸納更多的風能，則別的地方也同樣無法成功。

在傳輸管道與幾乎覆蓋全州的電網之外，德州有許多未被開發的領地能夠用於擴張風場。而在東海岸，或者南部，或甚至在加州你不能夠看到這種場景——這些地方房地產費用如此高昂，近乎所有風能容量都聚集在這三個區域。離岸風場也提供了另一種可能性，但由於它們的傳輸與政治風險，如今在美國的發展依舊受限。

德州還有些其他無形的文化特點。德州人從不擔心住在大型能源設施附近，不管是 Eagle Ford 頁岩氣勘探抽油機設備，還是大型海岸精鍊廠。而別的州由於擔心風力渦輪機對鳥類的殺害，所以極力反對——這一點也不影響德州。

歸根到底，德州風能的巨大發展，既預示著可再生能源發展的限度，也預示著它未來的無限可能。

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