欧洲海上风电发展与启示
2013-01-30郭越,杨娜
郭 越,杨 娜
(国家海洋信息中心, 天津 300171)
【国外海洋经济】
欧洲海上风电发展与启示
郭 越,杨 娜
(国家海洋信息中心, 天津 300171)
为了减少碳排放量,主要沿海发达国家和发展中国家都将发展海上风电作为应对新世纪能源和气候变化双重挑战的重要手段。海上风电产业所拥有的潜力已经受到世界的关注。欧洲引领世界海上风电产业发展,未来欧洲海上风电产业预计将增长十倍。欧洲海上风电发展在规划政策、政府扶持、技术创新、市场机制等方面有诸多可取之处。借鉴欧洲海上风电发展的成功经验,将极大地促进中国海上风电产业发展。
海上风电;欧洲;发展;规划;启示
海上风电产业为欧洲提供了上万个工作岗位,给欧洲企业带来了经济效益,促进了欧洲经济的复苏,使欧洲成为全球海上风电产业发展的中心。为了促进海上风电不断发展,欧洲风能协会发布了《欧洲海上风电宣言》,编制了《欧洲海上风电发展趋势》、《欧洲海上风电场布局图》、《欧洲海上输电网架构》等一系列报告和图表,宣传和吸引更多的厂商进入海上风电产业。
1 欧洲海上风电发展概况
欧洲引领世界海上风电产业发展。近 10年来,欧洲海上风电装机容量快速增长,平均每年新增 300 兆瓦,2011 年新增装机容量已经达到866 兆瓦,是 2001 年的 17 倍;欧洲海上风电相对陆地风电比重上升,2001 年欧洲新增风电装机容量中海上风电所占比重仅为 1.1%,2010 年这一比重已达到 9.6%;欧洲拥有广阔的海上风电市场,2011 年底累计装机容量已经达到 3 813 兆瓦,占世界海上风电装机容量的 95%以上;欧洲海上风电场建设向大型化、离岸化、深水化方向发展,部分在建的海上风电场离岸距离已经达到100 千米,水深达到 40 米;欧洲海上风电技术飞跃发展,2009 年单个海上风电机组容量已达到 7兆瓦,叶片长度最大为 63 米[1]。
2 欧洲海上风电发展规划与展望
随着欧盟提出到 2020 年可再生能源占欧盟总能源消费的 20%,欧洲海上风电呈现快速发展趋势。目前,欧洲已经拥有近 4 000 兆瓦海上风能发电能力,此外还有 6 000 兆瓦正在建设中,1.7 万兆瓦已经获得欧盟许可,11.4 万兆瓦列入长期规划。估计未来 10年,欧洲海上风电产业将增长十倍[2]。
2.1 累计装机容量:2020 年将达到 4 万兆瓦,2030 年达到 15 万兆瓦
海上风电将继续保持快速增长,年度装机容量将从 2011 年近 1 000 兆瓦增长到 2020 年6 900 兆瓦,海上风电新增装机容量将占风电新增装机容量的 28%。2027 年,海上风电年度装机容量将超过陆上风电年度装机容量。2030 年,海上风电累计装机容量将达到 15万兆瓦。
2.2 发电量:2020 年将接近 1 500 亿千瓦小时,2030 年与陆上风力发电量基本持平
海上风能发电量随着装机容量的增长而提高。2020 年,海上风力发电量将达到 1 482 亿千瓦小时,占欧洲风力发电量的四分之一,相当于欧洲电力消费量的 4% ~ 4.2%。2030 年,海上风力发电量将达到 5 620 亿千瓦小时,占欧洲风力发电量的一半,相当于欧洲电力消费量的13.9%。
2.3 投资水平:2020 年将达到 100 多亿欧元,2030 年达到 170 亿欧元
海上风电全球化发展为欧洲企业创造了商机,带动了欧洲海上风电投资。2020 年,海上风电投资额预计为 104 亿欧元,是 2011 年投资额的近 4 倍。2030 年,海上风电投资额预计为 170亿欧元,2011—2030 年累计投资额将达到 2 200亿欧元。
2.4 风电场建设:英国保持欧洲第一,德国第二
英国海上风电装机容量仍然稳居第一位,2020 年将达到 1.5 万兆瓦,占欧洲海上风电装机容量的三分之一,2030 年将接近 4 万兆瓦;未来10 年,德国将集中发展海上风电产业,2020 年海上风电装机容量将达到1万兆瓦,跃居第二位,2030 年将超过 2.5 万兆瓦。
2.5 风电布局:前期在北海海域,后期在波罗的海海域
北海海域拥有丰富的海上风能资源,将成为近期发展的重点区域,2020 年欧洲将有一半左右的海上风电装机容量在北海海域完成;2020 年后,波罗的海海域海上风电场建设将加速发展,海域周边北欧国家的海上风电装机容量将占风电总装机容量的 40%以上。
2.6 就业人数:2025 年与陆上风电持平,2030年接近 30万人
海上风电产业拉动就业增长。2008 年就业人数仅 1.14 万人,2025 年将达到 23.89 万人,与陆上风电基本持平。2030 年就业人员达到 29.37 万人,是陆上风电就业人数的 1.5 倍。
2.7 技术发展:离岸距离 2015 年将达到 200 千米,水深接近 170 米
随着多终端高压直流输电站和新式浮动平台有关技术发展,2015 年部分海上风电场离岸距离最远将达到 200 千米,是目前在建海上风电场离岸距离的2倍,比台湾海峡还要远。一些海上风电场的水深将接近 170 米。
2.8 海上输电网建设:初步形成规模,增加能源供应
目前,欧洲有 11个海上输电网建成使用,还有 21个海上输电网在建或完成规划。此外,2020 年前将计划建设 8 个输电网,2030 年前还将计划建设6个输电网。
2.9 减少二氧化碳排放:2020 年将达到 10 万吨,2030 年达到 30 多万吨
风能发电需要排放的温室气体最少,是最清洁的可再生能源。2011 年,海上风电减少二氧化碳排放量为 0.98 万吨,2020 年将减少 10.2 万吨,2030 年将减少 31.5 万吨。未来 20 年累计减少二氧化碳排放量 240 万吨左右。
3 部分欧洲国家海上风电发展情况
欧洲国家海上风电项目的发展,就市场结构和发展成果而言,存在着很大的差异,这在很大程度上是由于产业不成熟,但更重要的原因在于,国家政策目标和现有法律法规对海上风电所起到的推动作用差别很大[3]。
3.1 丹麦起步较早、世界领先,政策支持、自主发展
丹麦是全球风电行业的先驱和领袖,也是海上风电产业规模化发展的奠基者。早在 20世纪80年代,丹麦就开始探讨海上风力发电的可行性,并在本世纪初由 Horns Rev 和 Nysted 示范项目构成了海上风电产业发展的“丹麦浪潮”。丹麦 Vindeby 风电场是世界上第一个海上风电场,于 1991 年建成,目前仍在运营发电;Horns Rev 2风电场是全球装机容量最大的海上风电场,达209 兆瓦。截至 2011 年底,丹麦海上风电累计装机容量达到 857.5 兆瓦,占欧洲累计装机容量的五分之一。
丹麦通过删繁就简、集中管理和长期战略规划,建立了一套相对稳定和成熟的法律法规体系。借助于强有力的政策支持,丹麦形成了自主发展的风电设备制造业,成为海上风电产业发展的重要支柱。截至 2011 年底,丹麦风电机组制造商 Vestas 公司拥有欧洲海上风电装机数量的39%。此外,丹麦在发展风力发电过程中,其设计的风力分析软件一直处于领先水平。
3.2 英国快速发展、后来居上,资源丰富、前景广阔
相比于丹麦,英国海上风电产业发展较晚,2000 年底才建成本国第一个海上风电场。尽管产业发展较晚,英国的海上风电发展很快。经过2000 年至 2001 年第一轮和 2002 年至 2003 年第二轮海上风电开发后,英国海上风电产业初具规模。2008 年英国又启动了第三轮海上风电开发。截至 2011 年底,英国已建成 18 个海上风电场,安装了 636 台海上风电机组,累计装机容量达到2 093.7 兆瓦,位居世界第一。
英国海上风力资源占欧洲总资源比例相当大。据相关研究报告估计,英国海上风能接近1 000 亿千瓦时,相当于该国全年总用电量的几倍。同时,英国政府一直乐于接受改革来支持和鼓励海上风电的发展,通过采取特许经营的措施,理顺审批手续,并宣布对海上风电项目加大财政扶持力度,充分体现了对海上风电产业的大力支持。综合英国优越的海上风能资源,强大的海上政权以及 2015 年 15%新能源比例的强制性政策建立,英国被认定是全球海上风电最佳市场,未来具有良好的发展前景。
3.3 德国风电大国、海上崛起,财政资助、法规保障
德国是世界风电大国,2006 年风能发电量接近全国当年用电量的 6%,陆上风电的成功开发以及能力饱和,使得政府转向海上风电的开发建设。虽然德国海岸线比较短,可供选择的海上风电场场址海水较深、远离海岸,但德国非常重视海上风电产业的发展,制定了《德国政府关于海上风能利用战略》,并联合丹麦开展了一系列关于海上风电的拓展性研究,发表了《波罗的海和北海海上风电部署生态环境研究合作联合》,在推进哥本哈根海上风电战略进程中发挥了重要作用。
从70年代开始,德国政府就向本国风电技术研究项目提供财政资助,资助金额居欧盟各国之首,同时政府与银行合作,为国内大型风电项目提供低息贷款。德国培养出了 Siemens、Enercon、Repower、Nordex 等大型风电设备制造企业,鼓励这些企业使用本国设备支援他国风电项目建设,以抢占国际市场份额。截至 2011 年底,欧洲海上风电装机容量的 53%是 Siemens公司贡献的。
德国于 2000 年开始实行 《可再生能源法》,强制实行风电上网,并规定了最低价格,保障了风电项目建成后顺利运转。同时,还建立了风电认证体系,不仅鼓励了风电设备制造企业进行技术创新,而且增加了零部件的通用性,提高了风电机组可靠性,降低了发电成本。
3.4 荷兰开发较早、发展缓慢,政策反复、审批复杂
荷兰风能利用技术有上百年的传统。在 1994年,荷兰就建成了本国首座海上风电场,是世界上第二个建设海上风电场的国家。荷兰第二个海上风电项目于 1996 年建成,装机容量为 20 兆瓦,是 20 世纪最大的海上风电场。但是自 1997年以后,荷兰海上风电的发展一直很慢,断断续续,经历了许许多多的延误,直到 2007 年才又建成一个装机容量为 108 兆瓦的海上风电场。截至 2011 年底,荷兰只有 4 个海上风电场。
虽然荷兰海上风能资源非常理想,而且拥有先进的研究机构、许多成功的项目开发企业和海上风电合同商,但是其海上风电产业发展却一波三折。这主要是由于缺乏政策支持的连续性造成的。荷兰的固定上网电价制度曾经启启停停,对可再生能源利用的补贴条件和要求几度更改,这无疑会影响潜在投资商和开发商的信心。此外,荷兰迟迟不能制定出项目审批程序,像 Egmond 海上风电场工程从项目启动到海上施工开始经历了10年,而且对海上风电项目优惠政策不稳定、过于复杂,构成了荷兰海上风电产业发展的巨大障碍。
4 欧洲海上风电发展的几点启示
欧洲海上风电快速发展的原因是多方面的,但是其长远的规划、稳定的政策、政府的扶持、技术的创新、市场化的机制等都有诸多可取之处,对中国海上风电产业的管理和发展有较大的参考作用。
4.1 统筹考虑、规划发展
海上风电的发展要加强统筹规划。有序用海、合理布局是海上风电产业长期发展的基础。要对海上风电场的选址、输电网建设、产业链发展、电价水平等方面进行有效引导。例如,2011年,英国编制了 《可再生能源发展蓝图》[4],对海上风电场的布局、海上风电项目建设流程、未来海上风电发展规模进行了规划,促进英国海上风电进一步发展。
4.2 长期稳定的政策扶持
从国外的经验来看,海上风电产业快速发展的一个前提条件是得到政府的大力支持。对于海上风电项目协调管理的缺失将会为产业快速发展和资源有效配置付出代价,荷兰是这方面最好的反面典型,而丹麦、德国和英国对海上风电的支持力度很大[5]。缩短政府部门审批程序、提供必要的财政补贴、实行适当的税收减免、营造宽松的投资氛围,有利于海上风电稳定发展。
4.3 提高核心科技含量
科学技术是产业发展永恒的主题。欧洲海上风电强国无不拥有高端的技术水平和强大的生产厂商。因此,要加大自主创新的研发力度,提高单个风机容量,提升设备工艺水平,减少风机故障率,降低发电成本,采用先进输电技术,改善电网结构,使海上风能发电相对于传统能源发电具有竞争优势,才能保证产业的长期发展。
4.4 进一步提升输电网能力
输电网建设应跟上海上风电发展速度,应将海上风电开发和电网建设统筹考虑。2009 年,欧洲风能协会发布了海滨电网 20年发展总体规划[6],欧洲 9 个国家签署了“北海各国海滨电网倡议”,逐步建设海滨超高压输电网,实现海上风电场与电网的协调运行。因此,要将海上风电并网输电问题放到重要位置,先开发电网发达的地区,让风机安装好就能发电,避免资源的闲置与浪费。
4.5 提高海上风电市场化水平
海上风电的持续发展需要加强市场机制作用,在政府培育、拉动、规范市场的前提下,使企业逐步成为市场主体,提高海上风电市场化水平。通过鼓励更多的投资者进入市场,扩大市场潜力,挖掘市场机会,带动海上风电上下游产业发展,加快产业集聚与资源整合,促进风电设备制造企业的优胜劣汰,形成产业发展的良性循环。
[1] European Wind Energy Association.The European offshore wind industry key 2011 trends and statistics[R].EWEA 2012.
[2]European Wind Energy Association.Wind in our Sails[R].EWEA 2011.
[3] 世界银行.海上风电及大型陆上风电基地面临的挑战:欧洲五国海上风电政策综述[R].2008.
[4] Department of Energy&Climate Change.UK Renewable Energy Roadmap[R].DECC 2011.
[5] 郭越,王占坤.中欧海上风电产业发展比较[J].中外能源,2011(3):26-30.
[6] European Wind Energy Association.The European offshore wind industry key trends and statistics 2009[R].EWEA 2010.
Development of the Offshore Wind Power Generation Industry in Europe and Its Implications
Guo Yue, Yang Na
(National Marine Data and Information Service,Tianjin 300171, China)
In order to reduce carbon emissions, the major coastal developed and developing countries all consider the development of offshore wind power generation as an important means of responding to the dual challenge of energy and climate change in the new century.The potential for offshore wind power generation industry has already attracted worldwide attention. Europe is the world leader in the offshore wind power generation industry, which is expected to grow tenfold.There are great merits in the planning policy,government support, technological innovation, market mechanism of the European offshore wind power generation industry. Learning from the successful experience of the European offshore wind power generation development the Chinese offshore wind power generation industry will be greatly promoted.
offshore wind powergeneration; Europe; development; planning; implication
F43/47.5.66
A
2095-1647(2013)01-0058-05
2012-07-06
郭 越, 男, 副研究员, 主要研究方向: 海洋产业, E-mail: donaldking@eyou.com。