德国与法国风电发展对比案例分析

B.CHA BOT，BC CON SUL T，编译 苏晓

德法2020风电发展战略目标对比

2001年6月，法国颁布了陆上风电上网电价政策，自此开启了风电发展历程。图1概述了2002年至2011年年末法国风电的发展情况，包括每年年末统计的累计装机容量、年装机容量和年发电量。在该图中，虚线显示部分是法国国家可再生能源规划处根据2009年4月欧洲有关的国家可再生能源发展规划（NREAP）得出的数据。可以看出，2011年风电发电量为119亿千瓦时，这与到2012年达到179亿千瓦时的目标发电量（2010年制定）还存在60亿千瓦时的差距。究其原因，主要是近几年法国年装机容量的递减（2009年为124.7万千瓦，2010年为119万千瓦，2011年则为87.5万千瓦）。从2012年起，法国对风电项目有一些新的、复杂的法规，这些法规将使接下来几年风电装机容量较难出现新的增长。法国2020年的风电目标装机容量为2500万千瓦，其中有600万千瓦来自海上风电，而到2020年风电总发电量将约为580亿千瓦时，其中陆上风电400亿千瓦时，海上风电180亿千瓦时。

图2则反映了德国风电发展的类似信息。不过，德国风电开发比法国早， 1991年德国便有了第一项风电上网电价政策。2000年4月，德国通过了可再生能源法（EEG）。另外，德国风电发电量在2011年已经达到465亿千瓦时，而且德国可再生能源发展规划（NREAP）制定的2020年风电发电量目标超过了1040亿千瓦时（736亿千瓦时来自总装机容量为3575万千瓦的陆上风电，317亿千瓦时来自总装机容量为1000万千瓦的海上风电），这一目标是法国2020年目标发电量的两倍左右。2011年，德国的风电发电量为465亿千瓦时，这与德国2012年530亿千瓦时的目标发电量也存在65亿千瓦时的差距。该差距也比法国的稍小一点，而且这一差距可能是由于小部分海上风电项目的延期造成。德国可再生能源发展规划2012年海上风电发电量预计将达到19亿千瓦时，但截至2011年年末，德国海上风电机组总并网容量仅为20万千瓦。另外，还有一部分原因是德国2008年到2011年期间的低风速风况。如果法国国家可再生能源实施规划制定的2020年战略目标能达到，那么将有1553亿千瓦时的电力来自可再生能源，这占到整个国家电力需求的27%，其中包括现有每年大约620亿千瓦时的大型水电。这样，到2020年，风电将供应法国电力需求10%的份额，占可再生能源电力的37.3%。在德国，到2020年将共有2169亿千瓦时的电力来自可再生能源，比法国多40%，这些电量占德国电力需求的35%。其中，每年大约有130亿千瓦时的电力来自现有的大型水电站。因此，风电将覆盖德国电力需求的16.8%，占可再生能源电力的48%。

法国风电近期发展分析

图3反映了法国2011年1月到2012年6月的每月风电日平均发电量（仅限陆上风电）。这些结果主要是根据发布在法国RTE网站上的原始数据计算得出（RTE网站提供法国电力每日的生产额与消费额），这些数据都只是暂时性和指导性的，最终的数据可能会和这些数据稍有出入。另外，这些数据仅适用于法国大陆地区，不包括科西嘉岛和海外其他地区。这也是法国每月最终公布的官方风电数据会出现细微差距的原因。2011年，法国风电总发电量为112.78亿千瓦时（平均每日为3090万千瓦时），而2012年上半年这一数据为66.3亿千瓦时（平均每日为3630万千瓦时）。

法国风电发电量最大极限值出现在冬天最冷的那几个月，这在欧洲很寻常。在这几个月里，发展风电对法国来说正当时机，因为住宅电力供热的大量增加使电力需求旺盛（图4所示）。法国电力需求最高峰出现在2012年2月，为10170万千瓦，低谷期出现在2011年8月，为3040万千瓦。这一期间风电每日满足电力需求的占比如图5所示，2011年平均值为2.36%，2012年上半年为2.66%。值得注意的是，风电月平均贡献率最高的是2011年12月（3.72%，比2011年的年平均值2.36%高出58%）。同样，风电日平均比例最高的时期也是在2011年12月，为7.6%。

由日等效满负荷小时数来定义的风电利用率在这几个比较寒冷的月份也更高，这相当于在额定功率或满负荷下运行的潜在日平均发电量。如图6所示，日平均发电量最大值出现在2011年12月（日等效满负荷小时数8.57小时），最小值在2011年8月（日等效满负荷小时数3.38小时）。相应地，这两个月的日平均利用率为35.7%和14%，而2011年平均值为20.6%。同样，2011年风电平均发电量在额定功率运行状态下年等效满负荷小时数为每年1806小时或日等效满负荷小时数为4.95小时。2012年上半年，每日平均发电量高出8.7%，日等效满负荷小时数为5.38小时。

法国风电表现具体案例分析

图7反映了在一个15分钟的时间段内法国风电的平均功率（以兆瓦计算）。图8反映了风电变化最大的一天中风电功率情况，选取的是2012年1月22日。最大功率跌落值大约是每小时50万千瓦。作为一个根据RTE公布数据得出的月度分析案例，图9、图10和图11详述了法国2012年1月风电每日的表现情况。图9是根据RTE公布的数据得出的法国大陆区域风电日均功率的最大值、最小值和平均值。其中，区间跨度从36.7万千瓦到463.6万千瓦，月平均值是179.4万千瓦。图10详述了法国每天风电满足整个电力需求的份额。2012年1月，该数值区间为0.79%到10.46%之间，平均值为2.66%。图11反映了2012年1月每天的风电生产量，变化区间为1470万千瓦时到1.039亿千瓦时，平均值是每日4306万千万时，1月份风电上网的电量为13.35亿千瓦时。

德法两国风电利用对比分析

2011年12月，德国风电总装机容量与法国存在很大的差额，德国为2907.5万千瓦，法国为664万千瓦，比德国少4.38倍。当然，在风电发电数据图上的表现差异也很大，如图12所示。德国风电1月发电量是945.9万千瓦时，比法国的179.4万千瓦时高出5.27倍。

图13测算了15分钟区间内的风电利用率，其显示的2012年1月德法两国的风电利用率和风况也很有意思。德国风电平均每月利用率（基本全部是陆上风电装机）是32.5%，法国是27%。这之间的差距也许很大一部分原因是两国在2012年1月风况的不同。从机组每平方米扫风面积的额定功率来看，如果德国的平均功率比法国低，由于德法两国风电机组额定功率不同而产生差距的可能性更小。

由于风电利用率主要与轮毂位置15分钟内的平均风速相关，有意思的是，在冬季关键时期，也出现了德法两国风电机组利用率和风况没有关联的情况，譬如2012年1月11日至16日。这一现象对今后德法两国进行风电交换并实现两国在风况方面的优劣互补是有利的。

总结

掌握风电详细而公开的统计数据以及真实运营状况是很有利的，可以分析和比较一个国家或不同国家之间的风况、风电发电率和风电效率，正如本文对德法两国的对比分析。扩大这种透明性政策范围，并使针对欧洲其他国家和所有可再生能源发电技术的相关方法论和详细公共数据更加标准化，将有助于比较并监控欧盟2020年战略目标在各国的进展情况。而且，通过这种分析，各国或欧盟在政策方面需要做出的一些调整也将从中获得一些借鉴。