Tua bin gió đạt được tính chẵn lẻ lưới (điểm mà tại đó chi phí của năng lượng gió có thể tạo ra điện ở mức chi phí điện năng nhỏ hơn hoặc bằng giá mua điện từ lưới điện)ở một số khu vực của châu u và ở Mỹ vào giữa những năm 2000. Giá thành giảm buộc chi phí phải giảm theo, người ta cho rằng nó đã đạt mức tương đương lưới chung ở châu u trong năm 2010 và ở Mỹ trong năm 2016 do chi phí vốn giảm khoảng 12%.[1]

Chi phí điện năng và xu hướng

Chi phí ước tính cho mỗi MWh đối với năng lượng gió ở Đan MạchPhòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia

dự án chi phí điện gió ở Mỹ sẽ giảm khoảng 25% từ năm 2012 đến năm 2030.[2]]]

Một đoàn tàu kiếm tuabin đi qua Edenfield ở Vương quốc Anh (2008). Thậm chí lâu hơn lưỡi hai mảnh hiện đang được sản xuất, và sau đó được lắp ráp tại chỗ để giảm bớt khó khăn trong giao thông.

Năng lượng gió cần vốn đầu tư, nhưng không tốn chi phí nhiên liệu.[3] Giá điện từ năng lượng gió do đó ổn định hơn nhiều so với giá điện từ nhiên liệu hóa thạch.[4] Hoá đơn chi phí của năng lượng gió khi một trạm được xây dựng thường nhỏ hơn 0.01$ cho mỗi kW · h.

Tuy nhiên, ước tính chi phí trung bình trên mỗi đơn vị điện phải kết hợp chi phí xây dựng tuabin và thiết bị truyền dẫn, vốn vay, trả lại cho nhà đầu tư (bao gồm chi phí rủi ro), sản lượng ước tính hàng năm và các thành phần khác, trung bình qua tuổi thọ hữu ích dự kiến ​​của thiết bị, có thể vượt quá hai mươi năm. Ước tính chi phí năng lượng phụ thuộc nhiều vào những giả định này, vì vậy con số chi phí được công bố có thể khác nhau đáng kể. Năm 2004, năng lượng gió chiếm 1/5 so với những gì đã làm trong những năm 1980, và một số dự kiến xu hướng giảm sẽ tiếp tục khi tuabin gió công suất lớn được sản xuất hàng loạt.[5] Trong năm 2012, chi phí vốn cho tuabin gió thấp hơn đáng kể so với năm 2008-2010 nhưng vẫn ở trên mức năm 2002.[6] Một báo cáo năm 2011 của Hiệp hội Năng lượng Gió Hoa Kỳ cho biết, "Gần đây chi phí của gió đã giảm trong hai năm qua, trong khoảng từ 0.05 đến 0.06$ mỗi kW · h... rẻ hơn khoảng 0.02$ so với năng lượng điện đốt than, và nhiều dự án khác được tài trợ thông qua việc thu xếp nợ hơn so với cơ cấu vốn cổ phần năm ngoái.... giành được sự chấp nhận chủ đạo hơn từ các ngân hàng trên Phố Wall.... Các nhà sản xuất thiết bị cũng có thể phân phối sản phẩm trong cùng năm mà họ được đặt hàng thay vì chờ đến ba năm như là trường hợp trong chu kỳ trước đó.... 5.600 MW công suất lắp đặt mới đang được xây dựng tại Hoa Kỳ, gấp đôi số lượng tại thời điểm này trong năm 2010. 35% của tất cả các thế hệ điện mới được xây dựng tại Hoa Kỳ Các quốc gia từ năm 2005 đến từ gió, nhiều hơn các nhà máy nhiệt điện và than mới kết hợp, vì các nhà cung cấp điện ngày càng hấp dẫn gió như một hàng rào thuận tiện chống lại những biến động giá hàng hóa không thể đoán trước. "[7]

Báo cáo của Hiệp hội năng lượng gió của Anh đưa ra chi phí sản xuất điện gió trên bờ trung bình khoảng 0,055$ cho mỗi kW · h (2005).[8] Giá mỗi đơn vị năng lượng được tạo ra ước tính năm 2006 cao hơn 5 đến 6% so với chi phí năng lượng mới ở Mỹ đối với than và khí tự nhiên: chi phí gió ước tính là 55,80 USD / MW · h, than ở mức 53,10 USD / MW và khí tự nhiên là 52,50 USD.[9] Kết quả so sánh tương tự với khí thiên nhiên thu được trong nghiên cứu của chính phủ tại Anh năm 2011.[10] Năm 2011, năng lượng từ tua bin gió có thể rẻ hơn hóa thạch hoặc hạt nhân cây; Hy vọng rằng năng lượng gió sẽ là hình thức năng lượng rẻ nhất trong tương lai.[11] Sự hiện diện của năng lượng gió, ngay cả khi được trợ cấp, có thể giảm chi phí cho người tiêu dùng (€ 5 tỷ / năm ở Đức) bằng cách giảm giá cận biên, bằng cách giảm thiểu việc sử dụng nhà máy điện tốn nhiều vốn đầu tư.[12]

Một nghiên cứu năm 2012 của EU cho thấy chi phí cơ bản của năng lượng gió tương tự như than, khi các khoản trợ cấp và tác động bên ngoài bị bỏ qua. Năng lượng gió có chi phí bên ngoài thấp nhất.[13] Vào tháng 2 năm 2013 Bloomberg Tài chính năng lượng mới (BNEF) đã báo cáo rằng chi phí sản xuất điện từ các trang trại gió mới rẻ hơn so với các nhà máy khí đốt mới hoặc than mới. Khi đưa ra mô hình giá carbon của chính phủ liên bang Úc, mô hình của họ đưa ra chi phí (bằng đô la Úc) là 80 đô la / MWh cho các trang trại gió mới, $ 143 / MWh cho các nhà máy than mới và $ 116 / MWh các nhà máy khí đốt. Mô hình cũng cho thấy rằng "thậm chí không có giá carbon (cách hiệu quả nhất để giảm phát thải toàn nền kinh tế) năng lượng gió rẻ hơn 14% so với than mới và rẻ hơn 18% so với khí mới.""[14] Các nhà máy than mới có một phần chi phí cao hơn là vì chi phí cho vay tài chính cao do "thiệt hại danh tiếng của các khoản đầu tư tốn nhiều khí thải". Chi phí của các nhà máy khí đốt một phần là do tác động "thị trường xuất khẩu" ảnh hưởng đến giá địa phương. Chi phí sản xuất từ ​​các nhà máy đốt than được xây dựng trong những năm 1970 và 1980 là rẻ hơn so với các nguồn năng lượng tái tạo do khấu hao.[14] Năm 2015 BNEF tính toán Giá LCOE trên mỗi MWh năng lượng trong các nhà máy điện mới (không bao gồm chi phí carbon):$ 85 cho gió trên bờ ($ 175 cho nước ngoài), $ 66-75 cho than ở châu Mỹ ($ 82–105 ở châu u), gas $ 80–100.[15][16][17] Một nghiên cứu năm 2014 cho thấy chi phí LCOE chưa được trợ cấp từ $ 37-81, tùy theo khu vực.[18] Một báo cáo US DOE năm 2014 cho thấy trong một số trường hợp giá mua điện giá điện gió đã giảm xuống mức thấp kỷ lục $ 23.5 / MWh.[19]

Chi phí đã giảm khi công nghệ tuabin gió đã được cải thiện. Hiện nay có các cánh tuabin gió dài hơn và nhẹ hơn, cải thiện hiệu suất của tuabin và tăng hiệu suất phát điện. Ngoài ra, vốn dự án gió và chi phí bảo trì vẫn tiếp tục giảm.[20] Ví dụ, ngành công nghiệp gió ở Mỹ vào đầu năm 2014 đã có thể sản xuất nhiều năng lượng hơn với chi phí thấp hơn bằng cách sử dụng các tuabin gió cao hơn với các lưỡi dài hơn, thu được những cơn gió nhanh hơn ở độ cao cao hơn. Điều này đã mở ra những cơ hội mới và ở Indiana, Michigan, và Ohio, giá điện từ tuabin gió được xây dựng cao hơn 91.44m so với mặt đất có thể cạnh tranh với nhiên liệu hóa thạch thông thường như than đá. Giá đã giảm xuống còn khoảng 0.04$ / kW · h trong một số trường hợp và các tiện ích đã tăng lượng năng lượng gió trong danh mục của họ, nói rằng đây là lựa chọn rẻ nhất của họ.[21]

Một số sáng kiến ​​đang làm việc để giảm chi phí điện năng từ gió ngoài khơi. Một ví dụ là Carbon Trust, một dự án công nghiệp chung, liên quan đến chín nhà phát triển gió ngoài khơi, nhằm giảm chi phí của gió ngoài khơi xuống 10% vào năm 2015. Người ta cho rằng sự đổi mới ở quy mô có thể mang lại Giảm 25% chi phí cho gió ngoài khơi vào năm 2020.[22] Henrik Stiesdal, cựu Giám đốc kỹ thuật tại Siemens Wind Power, đã tuyên bố rằng vào năm 2025 năng lượng từ gió ngoài khơi sẽ là một trong những giải pháp có thể mở rộng, rẻ nhất ở Anh, so với các nguồn năng lượng tái tạo và nhiên liệu hóa thạch khác, nếu chi phí thực sự cho xã hội được tính vào chi phí của phương trình năng lượng.[23] Ông tính toán chi phí tại thời điểm đó là 43 EUR / MWh cho trên bờ, và 72 EUR / MWh cho gió ngoài khơi.[24]

Vào tháng 8 năm 2017, Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia (NREL) của Bộ Năng lượng đã công bố một báo cáo mới về việc giảm 50% chi phí năng lượng gió vào năm 2030. NREL dự kiến sẽ đạt được những tiến bộ trong thiết kế tuabin gió, vật liệu và kiểm soát để mở khóa cải tiến hiệu suất và giảm chi phí. Theo khảo sát quốc tế, nghiên cứu này cho thấy cắt giảm chi phí dự kiến dao động từ 24% đến 30% vào năm 2030. Trong các trường hợp tích cực hơn, các chuyên gia ước tính giảm chi phí lên tới 40% nếu các chương trình nghiên cứu và phát triển và công nghệ đem lại hiệu quả bổ sung.[25]

Ưu đãi và lợi ích cộng đồng

Ngành công nghiệp gió của Hoa Kỳ tạo ra hàng chục nghìn việc làm và hàng tỷ đô la hoạt động kinh tế.[28] Các dự án gió cung cấp thuế địa phương, hoặc các khoản thanh toán thay cho thuế và tăng cường nền kinh tế của các cộng đồng nông thôn bằng cách cung cấp thu nhập cho nông dân với tuabin gió trên đất của họ.[26][29] Năng lượng gió ở nhiều khu vực pháp lý nhận được hỗ trợ tài chính hoặc hỗ trợ khác để khuyến khích sự phát triển của nó. Năng lượng gió hưởng lợi từ trợ cấp ở nhiều khu vực pháp lý, hoặc để tăng tính hấp dẫn của nó, hoặc để bù đắp cho các khoản trợ cấp nhận được từ các hình thức sản xuất khác có ngoại tác tiêu cực đáng kể.

Tại Hoa Kỳ, điện gió nhận được tín dụng thuế sản xuất (PTC) là 1,5 ¢ / kWh vào năm 1993 đô la cho mỗi kW · h được sản xuất, trong mười năm đầu tiên; ở mức 0,022$ / kW · h vào năm 2012, tín dụng được gia hạn vào ngày 2 tháng 1 năm 2012, bao gồm cả việc xây dựng bắt đầu vào năm 2013.[30] Tín dụng thuế 30% có thể được áp dụng thay vì nhận PTC.[31][32] Một lợi ích về thuế khác là khấu hao nhanh. Nhiều tiểu bang của Hoa Kỳ cũng cung cấp các ưu đãi, chẳng hạn như miễn thuế tài sản, mua hàng uỷ thác và thị trường bổ sung cho "tín dụng xanh".[33] Cải tiến năng lượng và mở rộng hoạt động 2008 chứa phần mở rộng của các khoản tín dụng cho gió, bao gồm cả các tua bin nhỏ. Các quốc gia như Canada và Đức cũng khuyến khích xây dựng tuabin gió, chẳng hạn như tín dụng thuế hoặc giá mua tối thiểu để tạo gió, với lưới điện được đảm bảo (đôi khi được gọi là thuế suất ). Các mức thuế suất này thường được đặt cao hơn giá điện trung bình.[34][35] Vào tháng 12 năm 2013, Thượng nghị sĩ Hoa Kỳ Lamar Alexander và các thượng nghị sĩ đảng Cộng hòa khác đã lập luận rằng "tín dụng thuế sản xuất năng lượng gió nên được phép hết hạn vào cuối năm 2013"[36] and it expired 1 January 2014 for new installations.

Lực lượng thị trường thứ cấp cũng khuyến khích các doanh nghiệp sử dụng năng lượng phát điện từ gió, ngay cả khi có giá cao cấp cho điện. Ví dụ, các nhà sản xuất chịu trách nhiệm xã hội trả cho các công ty tiện ích một khoản phí bảo hiểm để trợ cấp và xây dựng cơ sở hạ tầng năng lượng gió mới. Các công ty sử dụng sức gió tạo ra, và bù lại họ có thể tuyên bố rằng họ đang thực hiện những nỗ lực "xanh" mạnh mẽ. Tại Hoa Kỳ, tổ chức Green-e giám sát việc tuân thủ doanh nghiệp với các khoản tín dụng năng lượng tái tạo này.[37] Giá tuabin đã giảm đáng kể trong những năm gần đây do các điều kiện cạnh tranh gay gắt hơn như việc tăng sử dụng năng lượng đấu giá và loại bỏ trợ cấp ở nhiều thị trường. Ví dụ, Vestas, một nhà sản xuất tuabin gió có tua bin trên biển lớn nhất có thể bơm ra 4,2 megawatt điện, đủ để cung cấp điện cho khoảng 5.000 ngôi nhà, cho thấy giá tua bin giảm từ € 950.000 / megawatt vào cuối năm 2016, khoảng € 800,000 cho mỗi megawatt trong quý thứ ba của năm 2017.[38]