USA:n vesivoiman tuotanto kasvussa

119 megawatin  Chickamauga Dam, joka valmistui vuonna 1940 Tennessee-joelle (Kuva: Shutterstock/Shot Stalker).

Vesivoiman tuotanto jatkaa kasvuaan eri puolilla Yhdysvaltoja ja sen kapasiteetti kasvoi 1 688 megawattia viime vuosikymmenellä

Yhdysvaltain vesivoiman tuotanto edustaa 7%:a koko maailman vesivoimakapasiteetista. Vuonna 2019 Yhdysvalloissa tuotettiin vesivoimalla 274 terawattituntia (TWh) sähköä, mikä vastasi 6.6%:a kaikesta tuotetusta sähköstä ja 38%:a maan uusiutuvilla energianlähteillä tuotetusta sähköstä.

Vuoden lopussa maassa oli käytössä 80,25 gigawattia (GW) tuotantokapasiteettia 2 270 vesivoimalaitoksessa.

Yhdysvaltain energiaministeriön vesivoimateknologian laitoksen julkaiseman raportin mukaan vesivoima jatkaa kasvuaan Yhdysvalloissa, ja vesivoimakapasiteetti kasvoi yhteensä 1 688 MW vuosien 2010 ja 2019 välillä.

Viime vuosikymmenen aikana uusista vesvoimaloista tai olemassa olevien voimalaitosten kunnostuksesta lisätty kapasiteetti (2,225 MW) ylitti monin verroin laitosten sulkemisista ja tehojen alentumisista johtuvat kapasiteetin vähenemiset (53 MW).

Nettolisäystä tapahtui jokaisella alueella, ja

Nettona vesivoiman tuotanto kasvoi jokaisella osa-alueella viime vuosikymmenellä, ja suurin kasvu tuli olemassa olevien tuotantolaitosten kapasiteettilisäyksistä (1,704 MW). Kuitenkin 562 MW tuli myös uusista hankkeista, joissa rakennettiin vesivoimaloita hyödyntämättömiin patoihin.

Raportin kirjoittajien, Rocío Uría-Martínezin, Megan M. Johnsonin ja Rui Shanin, mukaan vesivoimasta on huomattava apu USA:n energiajärjestelmän joustavuudelle ja luotettavuudelle. Vaikka se edustaa alle 6.7%:a sähköntuotantokapasiteetista, se tarjoaa noin 40%:a maan vararesursseista, jos muut sähköntuotantotavat pettävät.

Monilla maan alueilla vesivoima tarjoaa kapasiteettiaan suuremman taajuuden säädön sekä varantotehon ja sitä käytetään kaikista energiamuodoista eniten tuntien aikajänteen tuotannon joustavuuden saavuttamiseen.

Pumppuvoimalaitos

Pumppuvoimalaitokset kasvavat lähes yhtä nopeasti kuin kaikki muut varastointiteknologiat yhteensä. Neljäkymmentäkolme pumppuvoimalaitosta, joiden kokonaiskapasiteetti on 21.9 gigawattia (GW) ja arvioitu energiavaraston kapasiteetti 553 gigawattituntia (GWh), vastasivat USA:ssa 93%:sta hyötyvoiman varastointikapasiteetista ja yli 99%:sta sähköenergian varastoinnista vuonna 2019.

Pumppuvoimakapasiteettia lisättiin vuosina 2010–2019 (1,333 MW), pääasiassa olemassa olevien voimalaitosten päivityksistä, lähes yhtä paljon kuin kaikkia muita maan energiavarastoinnin muotojen kapasiteettia (1675 MW).

Kaliforniassa sijaitsevan Olivenhain-Hodges-laitoksen (42 MW) lisäksi loput lisäykset tulivat kuuden olemassa olevan pumppuvoimalaitoksen päivityksistä – Castaic Kaliforniassa, Northfield Mountain Massachusettsissa, Muddy Run Pennsylvaniassa sekä Bad Creek, Fairfield ja Jocassee Etelä-Carolinassa.

Virginian Bath Countyn pumppuvoimalaitoksen satelliittikuva (Kuva: Shutterstock/gokturk_06).

Vuonna 2019 työn alla olevien pumppuvoimalaprojektien määrä kasvoi 31%, mikä tarkoittaa yhteensä 67 uutta projektia, joiden arvioitu kapasiteetti oli yhteensä 52,48 gigawattia (GW). Eri vaiheessa olevia vesivoimalaprojekteja oli vuonna 2019 yhteensä 21 osavaltiossa.

Samaan aikaan oli käynnissä kolme projektia, joilla pyritään lisäämään kapasiteettia 119 megawatin (MW) verran olemassa olevissa järjestelmissä. Yhteensä 21 osavaltiolla on vähintään yksi uusi pumppuvoimalaprojekti suunnitteilla. Pennsylvania, Arizona ja Kalifornia ovat kolme ensimmäistä osavaltiota harkinnassa olevien pumppuvoimalaprojektien määrän suhteen, ja niitä oli yhteensä 11, 10 ja 7.

Kehitysputki

Yhdysvalloissa on lähes 1,5 gigawatin edestä vesivoimaa kehitysputkessa yhteensä 34 osavaltiossa. Puolet lisäyksestä on olemassa olevaan putkistoinfrastruktuuriin (3% suunnitellusta lisäkapasiteetista).

Yli kaksi kolmasosaa (69%) suunnitellusta kapasiteetista tulisi voimalattomien patojen jälkiasennuksista ja toinen 25% kapasiteetin lisäyksistä olemassa oleviin laitoksiin.

Lupien uusiminen

Yhdysvaltain liittovaltion energiasääntelykomissiolta (FERC) haettujen lupien uusimisten on raportin mukaan odotettavissa yli kaksinkertaistuvan tällä vuosikymmenellä.

Edellisen vuosikymmenen aikana FERC myönsi 80 uusintalupaa, jotka pidensivät voimalaitosten toimintaan oikeuttavia lupia 30–50 vuodella; nämä kattoivat 17% (6,9 gigawattia) FERC-lisensoidusta vesivoimakapasiteetista ja 37% (6,7 gigawattia) FERC-lisensoidusta pumppuvoiman varastointikapasiteetista.

2020-luvulla 281 lupaa, jotka tällä hetkellä oikeuttavat 12% (4,7 gigawattia) asennetusta FERC-lisensoidusta vesivoimakapasiteetista ja 50% (9,1 gigawattia) FERC-lisensoidusta pumppuvoiman varastointikapasiteetista, ovat vanhentumassa.

Lupien vanhentumisia on maan koillisissa osavaltioissa enemmän (169 kpl), kuin muilla alueilla yhteensä. Näistä 169 vesivoimalaitoksesta 99:llä uusintaprosessi on ensimmäinen, sillä ne ovat aloittaneet toimintansa vuonna 1980 tai myöhemmin.

Tehonlisäys ja kunnostus

Maailmanlaajuisesti Pohjois-Amerikka johtaa investoinneissa vesivoimalaitosten tehonlisäykseen ja kunnostukseen. Yhdysvallat ja Kanada ovat alue, jolla on vanhin voimalakanta kapasiteettiin suhteutettuna, ja se on alue, joka käyttää eniten varoja maailmanlaajuisesti tehonlisäys- ja kunnostusprojekteihin.

Viimeisen vuosikymmenen aikana Yhdysvalloissa on sijoitettu vähintään 8 miljardia dollaria vesivoimalaitosten tehonlisäykseen ja kunnostukseen, ja lähes 2 miljardia dollaria on käytetty projekteihin, jotka käynnistettiin vuosina 2017–2019. Tällaisten projektien yleisin piirre oli turbiinien juoksupyörien vaihto tai kunnostus sekä generaattorin uudelleenkelaukset.

Vuoden 2019 lopussa Pohjois-Amerikan suunnitellut ja käynnissä olevat investoinnit vesivoimalaitosten tehonlisäykseen ja kunnostukseen olivat yhteensä 11.6 miljardia dollaria, ja ne jakautuivat laitoksiin, jotka muodostavat 36% alueen asennetusta vesivoimakapasiteetista ja 19% pumppuvoiman varastointikapasiteetista.

Turbiinimarkkinat

Markkinaraportin mukaan Yhdysvaltain hydraulisten turbiinien markkinat pysyvät monipuolisina ja vahvoina. Maahan on asennettu lähes 12 gigawattia vesivoima- ja pumppuvoimaturbiinikapasiteettia vuodesta 2010 lähtien.

79 prosenttia 291 turbiiniasennuksesta suuntautui olemassa olevien vesivoimalaitosten tehonlisäykseen ja kunnostukseen, ja ne muodostivat 96% asennetusta turbiinikapasiteetista.

Neljätoista (5%) asennuksista oli pumppuvoimaturbineita, jotka kattoivat 33% viimeisen 10 vuoden aikana asennetusta kapasiteetista.

Viisi yritystä (American Hydro, Andritz, GE Renewable Energy, Voith ja Toshiba) valmistivat 92 yli 30 megawatin turbiinia, jotka asennettiin Yhdysvalloissa viimeisen vuosikymmenen aikana. Vuosina 2017–2019 Yhdysvalloissa asennettiin vähintään 67 turbiiniyksikköä (yhteensä noin 3 gigawattia kapasiteettia).

62 prosenttia yksikköjen vaihdoista olivat Francis-turbiineja (60% kapasiteetista). Uusien projektien osalta 72% (316 megawattia) vuodesta 2010 lähtien asennetusta turbiinikapasiteetista on ollut Kaplan-yksiköitä, jotka ovat suosittu turbiinityyppi matalapäisten voimattomien patojen kehityksessä.

Jos yritystäsi kiinnostaa USA:n vesivoimamarkkinat, ota yhteyttä:

simo.lahtinen@capteeni.com
+1 641 451 1906

Lähde: nsenergybusiness.com