大容量發(fā)展成必然趨勢(shì)
近日，一臺(tái)維斯塔斯V164-10.0MW風(fēng)機(jī)在蘇格蘭Seagreen項(xiàng)目完成吊裝，這是歐洲海域首次立起10MW以上的機(jī)型。該項(xiàng)目裝機(jī)容量1.1GW，預(yù)計(jì)于2023年投運(yùn)。
此前的2020年1月14日，全球最大商用海上風(fēng)電機(jī)組MHIVestas164-9.5MW在比利時(shí)海域Northwester2海上風(fēng)電場(chǎng)正式發(fā)電，這是當(dāng)時(shí)投入大規(guī)模商用的最大的風(fēng)電機(jī)組。
2021年8月，中國(guó)整機(jī)商明陽(yáng)智能針對(duì)國(guó)際市場(chǎng)推出全球最大16MW海上風(fēng)電機(jī)組，單機(jī)容量超過(guò)維斯塔斯V236-15.0MW、西門子歌美颯14MW-222DD、GE Haliade X 14MW-220。
海上風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量朝著大型化發(fā)展，葉片長(zhǎng)度也向100米以上不斷邁進(jìn)。2021年2月，維斯塔斯發(fā)布了當(dāng)時(shí)全球最大容量的V236-15.0MW風(fēng)機(jī)，其配套的葉片長(zhǎng)達(dá)115.5米，也是當(dāng)時(shí)全球最長(zhǎng)的風(fēng)機(jī)葉片。此前較大的葉片分別為西門子歌美颯14MW風(fēng)電機(jī)組108米葉片;GE 12MW風(fēng)電機(jī)組107米葉片。
目前，歐洲仍是全球海上風(fēng)能資源利用最充分的地區(qū)和海上風(fēng)電發(fā)展全球領(lǐng)跑區(qū)域，同時(shí)歐洲也是全球海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的核心地區(qū)，在海上風(fēng)電技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用方面一直保持領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。
除了不斷突破紀(jì)錄的葉片長(zhǎng)度和單機(jī)容量，海上風(fēng)電場(chǎng)的選址也逐漸深遠(yuǎn)海化。
從世界海上風(fēng)電建設(shè)與規(guī)劃來(lái)看，離岸距離大于100km、水深超過(guò)50m的深遠(yuǎn)海域的風(fēng)能資源更加豐富，德國(guó)、英國(guó)等歐洲海上風(fēng)電技術(shù)強(qiáng)國(guó)已率先布局深遠(yuǎn)海風(fēng)電。
國(guó)外漂浮式風(fēng)電機(jī)組已經(jīng)歷了從理論分析、模型試驗(yàn)研究、小尺度樣機(jī)、實(shí)尺度樣機(jī)，進(jìn)入到小批量生產(chǎn)階段。2001年Equinor推出了Hywind浮式風(fēng)電機(jī)組的概念，挪威石油在挪威沿岸10km的挪威北海樹(shù)立起第一臺(tái)2.5MW的Hywind樣機(jī)，2021年維斯塔斯推出了5×V164-9.5MW(MHI Vestas)樣機(jī)。
英國(guó)擁有世界第一座，也是截至目前唯一一座商用漂浮式海上風(fēng)電場(chǎng)，即在蘇格蘭海域由挪威能源公司Equinor設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、運(yùn)營(yíng)的HywindScotland。該項(xiàng)目的水深為95-120米，安裝了5臺(tái)6兆瓦漂浮式風(fēng)電機(jī)組，于2017年建成投產(chǎn)。
各國(guó)裝機(jī)目標(biāo)彰顯雄心
根據(jù)世界風(fēng)能委員會(huì)發(fā)布的《全球海上風(fēng)電報(bào)告2021》，到2030年歐洲地區(qū)預(yù)計(jì)裝機(jī)容量將達(dá)到70.35GW。
歐盟氣候政策目標(biāo)是到2030年將海上風(fēng)電裝機(jī)總量從當(dāng)前的2500萬(wàn)千瓦增加至1.1億千瓦，而到2050年，歐洲海上風(fēng)電裝機(jī)總量將在當(dāng)前基礎(chǔ)上增長(zhǎng)25倍以上。
截至2020年，英國(guó)海上風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模約10.4GW，根據(jù)英國(guó)政府目前制定的氣候目標(biāo)，到2030年英國(guó)海上風(fēng)電裝機(jī)將達(dá)到40GW。
根據(jù)英國(guó)近日公布的能源安全戰(zhàn)略，英國(guó)的目標(biāo)是本個(gè)十年內(nèi)加速建設(shè)海上風(fēng)電場(chǎng)。該戰(zhàn)略旨在令英國(guó)擺脫對(duì)俄羅斯化石燃料的依賴，推動(dòng)英國(guó)實(shí)現(xiàn)能源自給自足，并在長(zhǎng)期內(nèi)降低能源價(jià)格。
2021年底，德國(guó)新政府設(shè)定了到2030年安裝3000萬(wàn)千瓦海上風(fēng)電裝機(jī)容量的目標(biāo)，同時(shí)還承諾到2035年安裝4000萬(wàn)千瓦、2045年安裝7000萬(wàn)千瓦的海上風(fēng)電裝機(jī)容量。
意大利2019年制定了“國(guó)家綜合能源和氣候計(jì)劃”，計(jì)劃到2030年底安裝風(fēng)電18.4GW，其中海上風(fēng)電900MW。隨著俄烏沖突加劇，意大利內(nèi)閣承諾釋放“數(shù)十吉瓦的海上風(fēng)電”。2022年2月，該國(guó)首個(gè)海上風(fēng)電場(chǎng)塔蘭托港風(fēng)電項(xiàng)目首臺(tái)風(fēng)機(jī)完成吊裝，該項(xiàng)目由中國(guó)企業(yè)明陽(yáng)智能提供10臺(tái)風(fēng)電機(jī)組。
對(duì)于海上風(fēng)電，荷蘭政府制定了非常積極的開(kāi)發(fā)路線圖:計(jì)劃到2030年實(shí)現(xiàn)11.5GW的裝機(jī)目標(biāo)，到2040年達(dá)到38GW，到2050年達(dá)到72GW。
美洲和亞洲也不甘落后。美國(guó)政府此前提出，將在2030年前新增至少3000萬(wàn)千瓦海上風(fēng)電。而截至2020年年底，美國(guó)已投運(yùn)的海上風(fēng)電裝機(jī)總量?jī)H為4.2萬(wàn)千瓦，這意味著要達(dá)成目標(biāo)，美國(guó)海上風(fēng)電裝機(jī)需要在短期內(nèi)增長(zhǎng)700倍以上。另外，有測(cè)算認(rèn)為，美國(guó)如果要達(dá)成減碳目標(biāo)，到2050年，僅在東海岸就至少需要3億千瓦的海上風(fēng)電裝機(jī)。
日本政府在《基于電力生產(chǎn)企業(yè)可再生能源電力供給特別措施法的認(rèn)定量》中已經(jīng)明確，2030年之前要實(shí)現(xiàn)海上風(fēng)電裝機(jī)1000萬(wàn)千瓦，2040年之前要實(shí)現(xiàn)裝機(jī)3000萬(wàn)～4500萬(wàn)千瓦(含浮式)，《綠色成長(zhǎng)戰(zhàn)略》中的目標(biāo)與此相同。
哥倫比亞加勒比海上風(fēng)能資源非常豐富，哥倫比亞能源部長(zhǎng)Diego Mesa近日宣布，將于加勒比海地區(qū)建造哥倫比亞首個(gè)海上風(fēng)電場(chǎng)，規(guī)劃容量350MW。
從立法到資金多方支持
過(guò)去10年里，海上風(fēng)電已成為歐洲可再生能源結(jié)構(gòu)的重要組成部分，制定了雄心勃勃的目標(biāo)規(guī)劃之外，歐美海上風(fēng)電大國(guó)還在政策和經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行了支持。并吸引了巨額投資。
2000年，德國(guó)頒布了《可再生能源法》(Erneuerbare Energien Gesetz，即Renewable Energy Sources Act,簡(jiǎn)稱EEG)。2008年6月，德國(guó)第二次修訂EEG，將海上風(fēng)電標(biāo)桿電價(jià)進(jìn)一步上調(diào)至15歐分/kWh，上調(diào)后的電費(fèi)直接推升了海上風(fēng)電的投資回報(bào)率，至此海上風(fēng)電在德國(guó)開(kāi)始了爆發(fā)性增長(zhǎng)。
最近開(kāi)展的德國(guó)海上風(fēng)電競(jìng)標(biāo)中，已經(jīng)出現(xiàn)了零補(bǔ)貼、完全執(zhí)行市場(chǎng)電價(jià)的中標(biāo)項(xiàng)目。這種創(chuàng)新模式下，市場(chǎng)電價(jià)日益走高，各方對(duì)未來(lái)市場(chǎng)電價(jià)持樂(lè)觀態(tài)度，在一定程度上可保障開(kāi)發(fā)商的收益。
國(guó)外海上風(fēng)電電價(jià)支持政策方面，歐美國(guó)家在海上風(fēng)電規(guī)模化發(fā)展前已基本完成了電力市場(chǎng)化改革，因此其扶持政策在設(shè)計(jì)和實(shí)施過(guò)程中都具有與市場(chǎng)化電力體制較好的相容性。這些面向電力市場(chǎng)的海上風(fēng)電扶持政策與機(jī)制在基本形式上與其他可再生電力一致，針對(duì)海上風(fēng)電僅存在細(xì)微區(qū)別或特殊安排，目前主要有固定上網(wǎng)電價(jià)機(jī)制(FiT)、溢價(jià)機(jī)制(FiP)、差價(jià)合約機(jī)制(CfD)等幾種形式。
2008年，丹麥政府繼續(xù)改革風(fēng)電補(bǔ)貼政策，上網(wǎng)固定電價(jià)被溢價(jià)補(bǔ)貼取代，海上風(fēng)電項(xiàng)目仍可享受前5萬(wàn)個(gè)小時(shí)全功率運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的固定電價(jià)。從丹麥海上風(fēng)電項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，5萬(wàn)個(gè)小時(shí)全功率運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間相當(dāng)于運(yùn)行12-15年，接近典型海上風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)壽命的一半左右。這一優(yōu)惠政策再度促進(jìn)了丹麥海上風(fēng)電的高速發(fā)展。
丹麥氣候、能源和公用事業(yè)部表示，丹麥擁有豐富的風(fēng)力資源，未來(lái)幾年海上風(fēng)力發(fā)電能力將大規(guī)模擴(kuò)張。近日，丹麥啟動(dòng)了一項(xiàng) 12.5 億丹麥克朗(1.61 億歐元)的補(bǔ)貼計(jì)劃支持其 Power-to-X 項(xiàng)目，以實(shí)現(xiàn)到 2030 年達(dá)到 4~6 GW的氫電解產(chǎn)能目標(biāo)。
作為海上風(fēng)電創(chuàng)新中的領(lǐng)先者之一，荷蘭從“2013-2023能源協(xié)議”開(kāi)始制定詳細(xì)的海上風(fēng)電發(fā)展計(jì)劃，并完善了政策與法律支持體系。
荷蘭在發(fā)展海上風(fēng)電的過(guò)程中，所有項(xiàng)目的環(huán)境評(píng)估都由政府負(fù)責(zé)。同時(shí)，政府會(huì)保證開(kāi)發(fā)商的并網(wǎng)需求得到滿足，從而使項(xiàng)目招標(biāo)流程完全透明化，有效降低了成本和風(fēng)險(xiǎn)。
根據(jù)2015年頒布并實(shí)施的“海上風(fēng)能法案”，荷蘭政府將負(fù)責(zé)海上風(fēng)電場(chǎng)址規(guī)劃、勘測(cè)、環(huán)評(píng)、接入等項(xiàng)目前期工作;荷蘭企業(yè)局(RVO)作為實(shí)施主體，將負(fù)責(zé)提供最終前端勘探工作，荷蘭輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商TenneT將全面負(fù)責(zé)海上風(fēng)電場(chǎng)的接入系統(tǒng)研究工作及并網(wǎng)工程建設(shè)。總體來(lái)說(shuō)，是通過(guò)制定靈活的法規(guī)并為風(fēng)電場(chǎng)提供高質(zhì)量的場(chǎng)址數(shù)據(jù)來(lái)降低風(fēng)電場(chǎng)的投資風(fēng)險(xiǎn)。
日本政府已經(jīng)制定了《海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)規(guī)劃(第一次)》，成立了“強(qiáng)化海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力官民協(xié)議會(huì)”，組織落實(shí)并協(xié)調(diào)政府與民間企業(yè)的合作推進(jìn)工作，形成了官民一體共同大力推進(jìn)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略性部署和組織機(jī)制。此外，日本通過(guò)完善生產(chǎn)鏈供應(yīng)鏈為海上風(fēng)電發(fā)展提供支持。日本鋼鐵工程控股公司(JFE)已宣布在日本國(guó)內(nèi)生產(chǎn)海上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的基礎(chǔ)部分，將投資約400億日元于2022年5月開(kāi)始建廠，至2024年兩所工廠將實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)。東芝等企業(yè)也將在橫濱市生產(chǎn)海上風(fēng)電設(shè)備驅(qū)動(dòng)裝置。
