大容量發(fā)展成必然趨勢
近日，一臺維斯塔斯V164-10.0MW風(fēng)機(jī)在蘇格蘭Seagreen項目完成吊裝，這是歐洲海域首次立起10MW以上的機(jī)型。該項目裝機(jī)容量1.1GW，預(yù)計于2023年投運。
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在比利時海域Northwester2海上風(fēng)電場正式發(fā)電，這是當(dāng)時投入大規(guī)模商用的最大的風(fēng)電機(jī)組。
2021年8月，中國整機(jī)商明陽智能針對國際市場推出全球最大16MW海上風(fēng)電機(jī)組，單機(jī)容量超過維斯塔斯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)時全球最大容量的V236-15.0MW風(fēng)機(jī)，其配套的葉片長達(dá)115.5米，也是當(dāng)時全球最長的風(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。
除了不斷突破紀(jì)錄的葉片長度和單機(jī)容量，海上風(fēng)電場的選址也逐漸深遠(yuǎn)?；?。
從世界海上風(fēng)電建設(shè)與規(guī)劃來看，離岸距離大于100km、水深超過50m的深遠(yuǎn)海域的風(fēng)能資源更加豐富，德國、英國等歐洲海上風(fēng)電技術(shù)強(qiáng)國已率先布局深遠(yuǎn)海風(fēng)電。
國外漂浮式風(fēng)電機(jī)組已經(jīng)歷了從理論分析、模型試驗研究、小尺度樣機(jī)、實尺度樣機(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的挪威北海樹立起第一臺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，即在蘇格蘭海域由挪威能源公司Equinor設(shè)計、開發(fā)、運營的HywindScotland。該項目的水深為95-120米，安裝了5臺6兆瓦漂浮式風(fēng)電機(jī)組，于2017年建成投產(chǎn)。
各國裝機(jī)目標(biāo)彰顯雄心
根據(jù)世界風(fēng)能委員會發(fā)布的《全球海上風(fēng)電報告2021》，到2030年歐洲地區(qū)預(yù)計裝機(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25倍以上。
截至2020年，英國海上風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模約10.4GW，根據(jù)英國政府目前制定的氣候目標(biāo)，到2030年英國海上風(fēng)電裝機(jī)將達(dá)到40GW。
根據(jù)英國近日公布的能源安全戰(zhàn)略，英國的目標(biāo)是本個十年內(nèi)加速建設(shè)海上風(fēng)電場。該戰(zhàn)略旨在令英國擺脫對俄羅斯化石燃料的依賴，推動英國實現(xiàn)能源自給自足，并在長期內(nèi)降低能源價格。
2021年底，德國新政府設(shè)定了到2030年安裝3000萬千瓦海上風(fēng)電裝機(jī)容量的目標(biāo)，同時還承諾到2035年安裝4000萬千瓦、2045年安裝7000萬千瓦的海上風(fēng)電裝機(jī)容量。
意大利2019年制定了“國家綜合能源和氣候計劃”，計劃到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，該國首個海上風(fēng)電場塔蘭托港風(fēng)電項目首臺風(fēng)機(jī)完成吊裝，該項目由中國企業(yè)明陽智能提供10臺風(fēng)電機(jī)組。
對于海上風(fēng)電，荷蘭政府制定了非常積極的開發(fā)路線圖:計劃到2030年實現(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。美國政府此前提出，將在2030年前新增至少3000萬千瓦海上風(fēng)電。而截至2020年年底，美國已投運的海上風(fēng)電裝機(jī)總量僅為4.2萬千瓦，這意味著要達(dá)成目標(biāo)，美國海上風(fēng)電裝機(jī)需要在短期內(nèi)增長700倍以上。另外，有測算認(rèn)為，美國如果要達(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年之前要實現(xiàn)海上風(fēng)電裝機(jī)1000萬千瓦，2040年之前要實現(xiàn)裝機(jī)3000萬～4500萬千瓦(含浮式)，《綠色成長戰(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Diego Mesa近日宣布，將于加勒比海地區(qū)建造哥倫比亞首個海上風(fēng)電場，規(guī)劃容量350MW。
從立法到資金多方支持
過去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，德國頒布了《可再生能源法》(Erneuerbare Energien Gesetz，即Renewable Energy Sources Act,簡稱EEG)。2008年6月，德國第二次修訂EEG，將海上風(fēng)電標(biāo)桿電價進(jìn)一步上調(diào)至15歐分/kWh，上調(diào)后的電費直接推升了海上風(fēng)電的投資回報率，至此海上風(fēng)電在德國開始了爆發(fā)性增長。
最近開展的德國海上風(fēng)電競標(biāo)中，已經(jīng)出現(xiàn)了零補貼、完全執(zhí)行市場電價的中標(biāo)項目。這種創(chuàng)新模式下，市場電價日益走高，各方對未來市場電價持樂觀態(tài)度，在一定程度上可保障開發(fā)商的收益。
國外海上風(fēng)電電價支持政策方面，歐美國家在海上風(fēng)電規(guī)?；l(fā)展前已基本完成了電力市場化改革，因此其扶持政策在設(shè)計和實施過程中都具有與市場化電力體制較好的相容性。這些面向電力市場的海上風(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)電價機(jī)制(FiT)、溢價機(jī)制(FiP)、差價合約機(jī)制(CfD)等幾種形式。
2008年，丹麥政府繼續(xù)改革風(fēng)電補貼政策，上網(wǎng)固定電價被溢價補貼取代，海上風(fēng)電項目仍可享受前5萬個小時全功率運轉(zhuǎn)時間的固定電價。從丹麥海上風(fēng)電項目運營的經(jīng)驗來看，5萬個小時全功率運轉(zhuǎn)時間相當(dāng)于運行12-15年，接近典型海上風(fēng)電場設(shè)計壽命的一半左右。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，丹麥啟動了一項 12.5 億丹麥克朗(1.61 億歐元)的補貼計劃支持其 Power-to-X 項目，以實現(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”開始制定詳細(xì)的海上風(fēng)電發(fā)展計劃，并完善了政策與法律支持體系。
荷蘭在發(fā)展海上風(fēng)電的過程中，所有項目的環(huán)境評估都由政府負(fù)責(zé)。同時，政府會保證開發(fā)商的并網(wǎng)需求得到滿足，從而使項目招標(biāo)流程完全透明化，有效降低了成本和風(fēng)險。
根據(jù)2015年頒布并實施的“海上風(fēng)能法案”，荷蘭政府將負(fù)責(zé)海上風(fēng)電場址規(guī)劃、勘測、環(huán)評、接入等項目前期工作;荷蘭企業(yè)局(RVO)作為實施主體，將負(fù)責(zé)提供最終前端勘探工作，荷蘭輸電系統(tǒng)運營商TenneT將全面負(fù)責(zé)海上風(fēng)電場的接入系統(tǒng)研究工作及并網(wǎng)工程建設(shè)。總體來說，是通過制定靈活的法規(guī)并為風(fēng)電場提供高質(zhì)量的場址數(shù)據(jù)來降低風(fēng)電場的投資風(fēng)險。
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)競爭力官民協(xié)議會”，組織落實并協(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月開始建廠，至2024年兩所工廠將實現(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)動裝置。
