詹雷明
(中国港湾工程有限责任公司,北京 100027)
欧洲长期以来一直走在风电领域的前列,是风力发电市场的佼佼者。截至2017年,欧洲海上风电新增并网装机容量3148MW,超过了上一年水平的2倍,累计装机达到15780MW。包括实现部分并网的项目在内,欧洲目前共建造了92座海上风电场,分布在11个国家,有4149台海上风电机组并入电网。欧洲一直是世界绿色能源的倡导者,是引领世界风力发电的先行者,近几十年来欧洲在政策法规、设备选用、建设安装、风场选址、市场运营等方面都形成了完备的体系,并且取得优异成绩。由此可见,加强对欧洲风力发电投资的研究,有助于推动世界风电行业的发展。
风能作为地球上较为丰富的清洁能源,近年来一直得到人们的广泛关注。根据有关资料显示,全球最好的风力资源是位于大西洋西海岸的欧洲国家,其中英国、爱尔兰和德国北海岸地区的风力资源全球领先。在欧洲,南部的一些国家与地区最早出现了风力发电,但并没有遍及整个欧洲地区。直到20世纪90年代,风能作为一种可持续使用的绿色清洁能源,被欧洲大规模开发与使用。欧盟作为当今世界重要的经济共同体,因为风能价格低廉,且绿色环保,可持续利用价值强,出于对世界能源安全的考虑,为了提高能源使用率,应对复杂多变的气候,欧盟积极发展可再生清洁能源。截至目前,丹麦风力发电装机容量和发电量占本国家总发电装机容量和发电量比例的25%与20%,德国分别占据总量的17%与7%,西班牙为15%与6%。截至2011年年底,在世界风力发电装机容量排名前十的国家中,欧盟成员国就占据了7个席位,为欧盟提供的电力消费量近3.2%。欧洲作为风力发电市场的领跑者,2012年是欧州风力发电市场大丰收的一年。在这一年,欧洲新增的风力发电装机容量达到111840MW,实现了欧洲计划达到100GW风力发电装机容量的里程碑性目标。将退役的风力发电装机忽略不计,2012年欧洲的风力发电装机容量较之前增长了11593MW。值得注意的是,2012年欧洲的海上风力发电装机容量首次通过了1GW,在欧盟2012年风力发电总装机容量中占比高达10%。而相关学者分析,在未来的5年内这一走势或许将持续增长。预计在未来5年,欧洲的风力发电总装机量将达到60GW,风力发电装机累计总量在2017年年底约为170GW以上。目前,全球海上风力发电新增的装机容量约为1000MW,其中,欧洲的海上装机量占比高达90%,主要集中于欧洲的波罗的海、北海、英吉利海峡等地。2012年9月,欧洲在风力发电领域再次取得了跨越式发展——风力发电的装机重量达到了100GW。2012年之后,欧洲的风力发电市场基本进入稳定状态,平均每年呈现10~11GW的稳定增长。同时,欧洲的海上风力发电领域发展也较为平稳,并在未来的欧洲风力发电市场扮演一个非常重要的角色。2016年,欧洲的海上风力发电达到了当年风力发电总装机容量的20%。结合目前欧洲的风力发电趋势,未来欧洲预计新增累计风力发电装机容量或将达到160GW,并为欧盟提供近3.2%的电力消费量。根据目前的发展趋势来看,2019年,欧洲许多国家都可能会实现风力发电达到本国发电总量的10%以上的目标。
目前,欧洲风能协会非常支持欧洲可再生能源理事会提议的2030年可再生能源目标,即“欧盟能源消费的45%以上将来自可再生能源,其中风能发电将占电力生产的28.5%”。目前,欧洲的很多国家对风力发电工业都积极响应。英国将近3000部大型风力发电机组设置在了东、西两海岸,开始了对风能进行大规模利用的计划。当这些风力发电机正式工作时,其所产生的发电量预计达到英国总发电量的15%。目前,丹麦政府正在通过制定更为科学高效的风力发电政策以达到进一步提高发电量的目的,计划在未来的10年内,达到4GW的年风发电量。近年来随着欧盟陆上风力发电的发展,现已成为传统煤电的主要竞争对手。欧洲将未来的风力发电重点转移到海上建设。目前欧盟共有英国、德国、挪威等几个大型离岸风电场。
近几年,德国是世界上风力发电发展最快的国家之一。德国在2002年风力发电装机容量高达12000MW,占据世界风力发电装机总容量的37.6%,占据欧洲风力发电总装机容量的50%以上。德国仅在2002年,就完了新装风力发电3247MW 的新世界记录。德国在2005年计划风力发电14300MW,德国政府计划在整个德国的发电总量中,将风力发电量占比从2002年的4.7%,提高到2010年的10.3%,到2023年,逐步实现占比25%的目标。德国计划在2010年前实现海上风力发电15000MW。根据德国石河州的国务秘书介绍,德国石河州的风力发电技术目前处于世界领先位置。该州已经建立了2500座风力发电站,风力发电总装机容量高达1900MW,占据了德国石河州总发电量的25%,该州政府计划在2010将风力发电量占比提高到50%。
在2012至2017年的风电建设中,德国的风力发电市场依旧保持稳定增长状态。风力发电发展总体稳定,但是环境部提出的关于可再生能源固定电价的改革对德国的电力发展造成一定影响,打击了投资者投资电力项目的信心。另外,缺乏明确的海上风力发电项目联网规则也是风力发电行业存在的问题。在2012年德国的海上风力发电项目中,16个新的风力发电机具有80MW的上网功能。其中北海和波罗地海地区在德国风力发电总装机数达到了68台。其中风力发电总装机容量达到了280MW。仅用1年,109个风力发电基础结构建立完成,6个海上风力发电场仍处于建设之中。通过这一系列的举措,解决了海上风力发电联网的权责不明问题。在此之前,德国联邦议院批准实行了《2050能源战略》。《2050能源战略》中详细描述了德国21世纪中叶之间,能源产业战略发展目标,同时还对能源结构如何实现向“可再生能源时代”转变的资金来源、具体措施、技术手段及优惠政策进行了安排。《2050能源战略》阐述了未来德国能源政策的九大领域:以可再生能源为突破口,优化能源供应体系;明确核能与化石燃料电厂前景;推动建筑节能;提高能效;加强电网建设,实现可再生能源并网;加强能源,特别是新能源创新与开发;实施“电动交通战略”;促进民众对能源政策的理解;在欧盟和国际层面确保德国能源供应和竞争力。
截止2017年,德国风电保持良好势头,创下了新的风电记录,德国2017年的风电产量超过100TWh,其中海上风电产量为17TWh,陆地累积83TWh。相比2016年的风电产量78.6KWh,的国风电的海上与陆地分别增长了49%和31%,超过2016总产电量的663亿KWh。德国在未来将大范围实施能源转型,预测2020年风力发电将达900亿KWh。
近年来,西班牙在风力发电行业呈现出跳跃式发展。1997年西班牙的风力发电装机总容量仅为450MW,而到了2002年,西班牙的风力发电装机总容量已经高达了4830MW,远远超过了日本和美国,跃居世界第二位。2002年,全球的风力发电同比增长30%,欧盟增长了36%,而西班牙一国的风力发电发展增长幅度达到了50%。2018年12月,根据西班牙电网信息表明西班牙国内电能需求量仅在半岛就已经达到254074GWh,连续四年中一直保持上升趋势,增长比为0.6%。西班牙的风电建设不断增加,半岛地区的总体可再生资源占比总发电量40%上下,高过2017年统计出的33.7%,风电持续保持西班牙电能的主要来源,占比19.8%。由此可见,西班牙的风力发电发展势头迅猛。
在西班牙新颁布的电力法案中,对可再生能源发电做出了细致的规定:“可再生能源发电企业直接向国家电力库售电,不参与电力竞价;对可再生能源电力实行特殊电价,在制定特殊电价时考虑了保护可再生能源发电投资商的利益;保证可再生能源电力并网;对可再生能源电力技术应用范围进行界定,规定装机容量在50MW以下的可再生能源发电系统适用于电力法”。在1997年之后,西班牙政府对电力法案不断修订完善,最终形成了适合国家国情的溢价电价机制。电力法案刚刚出台的时候,西班牙的风力发电机组产业刚处于起步阶段,应用规模较小,而在电力法案等有关政策的帮扶下,在短短几年里,西班牙风电产业和应用技术就排在了世界的前列。
英国是欧洲风能资源最丰富的国家之一,其风能资源是丹麦的28倍,但由于英国在风力发电行业发展较晚,上世纪90年代初,全英国的风力发电总装机容量低于10MW。发展到2017年,其风力发电总装机容量到达49TWh,相比2016年增幅31%,是各类电能源中最快增长的能源。探查原因是总的装机容量上升了20%,并且2017年英国地区总体风力资源优良。至2018年英国的风力发电已经超过核电,负担起了英国总发电量的一半左右,即使第一季度气温低至零下,也仍然没有降低的趋势。苏格兰地区的电力能源执行官发言表示如果英国能在2019至2025期间建造出5吉瓦陆地新型风电容,可以为英国的经济创制造120亿镑的能源效益,用于创造出1.8万个建筑岗位和8500个稳定工作职位。
英国政府于2010年年初公布了关于风能发展的规划。英国政府计划总投资1000亿英镑,建设9个总装机容量为2500万 kW的海上风力发电场,提前实现了到2020年可再生能源发电量占总发电量25%的奋斗目标。2012年,英国政府对于开发新的激励系统高度重视,同时对能源法案做出了一定修改。新的修正案中要求政府在2014年4月为各电力部门设置脱碳目标,并计划于2014年实施契约补贴政策。为了保证正常实施新系统,英国政府计划每年为其提供超过75亿欧元的资金,直到2020年。
法国的风力发电水平近年来一直呈现出稳步增长的态势。目前,风力发电总装机容量已达到7564MW。法国政府宣称,到2020年全国所需要的风力发电量为25GW。但就目前的发展态势来看,目标实现的几率十分渺茫。为了推动计划的实施,法国政府将向社会吸引20亿。这些资金主要用于地热能、太阳能、海洋能等成本需求较高的新兴技术。2012年,法国风力发电机组的总容量较上一年增长了757MW,是法国风力发电市场持续收缩的第3年。
综上所述,风能已成为世界主要的可再生能源之一。风能在过去的近30年里取得了长足的发展,在为世界提供清洁电力方面做出了巨大贡献,在能源供应体系中占据重要位置。目前,全世界有60余个国家致力于风力发电项目。但欧洲依然是风电发展最为活跃的地区。在本文中,介绍了欧洲目前风力发电发展的现状,并对德国、西班牙、英国等几个在风电发展中具有代表性国家的风电投资建设与运营进行了阐述。