德國與法國風電發展對比案例分析

B.CHA BOT，BC CON SUL T，編譯 蘇曉

德法2020風電發展戰略目標對比

2001年6月，法國頒布了陸上風電上網電價政策，自此開啟了風電發展歷程。圖1概述了2002年至2011年年末法國風電的發展情況，包括每年年末統計的累計裝機容量、年裝機容量和年發電量。在該圖中，虛線顯示部分是法國國家可再生能源規劃處根據2009年4月歐洲有關的國家可再生能源發展規劃（NREAP）得出的數據。可以看出，2011年風電發電量為119億千瓦時，這與到2012年達到179億千瓦時的目標發電量（2010年制定）還存在60億千瓦時的差距。究其原因，主要是近幾年法國年裝機容量的遞減（2009年為124.7萬千瓦，2010年為119萬千瓦，2011年則為87.5萬千瓦）。從2012年起，法國對風電項目有一些新的、復雜的法規，這些法規將使接下來幾年風電裝機容量較難出現新的增長。法國2020年的風電目標裝機容量為2500萬千瓦，其中有600萬千瓦來自海上風電，而到2020年風電總發電量將約為580億千瓦時，其中陸上風電400億千瓦時，海上風電180億千瓦時。

圖2則反映了德國風電發展的類似信息。不過，德國風電開發比法國早， 1991年德國便有了第一項風電上網電價政策。2000年4月，德國通過了可再生能源法（EEG）。另外，德國風電發電量在2011年已經達到465億千瓦時，而且德國可再生能源發展規劃（NREAP）制定的2020年風電發電量目標超過了1040億千瓦時（736億千瓦時來自總裝機容量為3575萬千瓦的陸上風電，317億千瓦時來自總裝機容量為1000萬千瓦的海上風電），這一目標是法國2020年目標發電量的兩倍左右。2011年，德國的風電發電量為465億千瓦時，這與德國2012年530億千瓦時的目標發電量也存在65億千瓦時的差距。該差距也比法國的稍小一點，而且這一差距可能是由于小部分海上風電項目的延期造成。德國可再生能源發展規劃2012年海上風電發電量預計將達到19億千瓦時，但截至2011年年末，德國海上風電機組總并網容量僅為20萬千瓦。另外，還有一部分原因是德國2008年到2011年期間的低風速風況。如果法國國家可再生能源實施規劃制定的2020年戰略目標能達到，那么將有1553億千瓦時的電力來自可再生能源，這占到整個國家電力需求的27%，其中包括現有每年大約620億千瓦時的大型水電。這樣，到2020年，風電將供應法國電力需求10%的份額，占可再生能源電力的37.3%。在德國，到2020年將共有2169億千瓦時的電力來自可再生能源，比法國多40%，這些電量占德國電力需求的35%。其中，每年大約有130億千瓦時的電力來自現有的大型水電站。因此，風電將覆蓋德國電力需求的16.8%，占可再生能源電力的48%。

法國風電近期發展分析

圖3反映了法國2011年1月到2012年6月的每月風電日平均發電量（僅限陸上風電）。這些結果主要是根據發布在法國RTE網站上的原始數據計算得出（RTE網站提供法國電力每日的生產額與消費額），這些數據都只是暫時性和指導性的，最終的數據可能會和這些數據稍有出入。另外，這些數據僅適用于法國大陸地區，不包括科西嘉島和海外其他地區。這也是法國每月最終公布的官方風電數據會出現細微差距的原因。2011年，法國風電總發電量為112.78億千瓦時（平均每日為3090萬千瓦時），而2012年上半年這一數據為66.3億千瓦時（平均每日為3630萬千瓦時）。

法國風電發電量最大極限值出現在冬天最冷的那幾個月，這在歐洲很尋常。在這幾個月里，發展風電對法國來說正當時機，因為住宅電力供熱的大量增加使電力需求旺盛（圖4所示）。法國電力需求最高峰出現在2012年2月，為10170萬千瓦，低谷期出現在2011年8月，為3040萬千瓦。這一期間風電每日滿足電力需求的占比如圖5所示，2011年平均值為2.36%，2012年上半年為2.66%。值得注意的是，風電月平均貢獻率最高的是2011年12月（3.72%，比2011年的年平均值2.36%高出58%）。同樣，風電日平均比例最高的時期也是在2011年12月，為7.6%。

由日等效滿負荷小時數來定義的風電利用率在這幾個比較寒冷的月份也更高，這相當于在額定功率或滿負荷下運行的潛在日平均發電量。如圖6所示，日平均發電量最大值出現在2011年12月（日等效滿負荷小時數8.57小時），最小值在2011年8月（日等效滿負荷小時數3.38小時）。相應地，這兩個月的日平均利用率為35.7%和14%，而2011年平均值為20.6%。同樣，2011年風電平均發電量在額定功率運行狀態下年等效滿負荷小時數為每年1806小時或日等效滿負荷小時數為4.95小時。2012年上半年，每日平均發電量高出8.7%，日等效滿負荷小時數為5.38小時。

法國風電表現具體案例分析

圖7反映了在一個15分鐘的時間段內法國風電的平均功率（以兆瓦計算）。圖8反映了風電變化最大的一天中風電功率情況，選取的是2012年1月22日。最大功率跌落值大約是每小時50萬千瓦。作為一個根據RTE公布數據得出的月度分析案例，圖9、圖10和圖11詳述了法國2012年1月風電每日的表現情況。圖9是根據RTE公布的數據得出的法國大陸區域風電日均功率的最大值、最小值和平均值。其中，區間跨度從36.7萬千瓦到463.6萬千瓦，月平均值是179.4萬千瓦。圖10詳述了法國每天風電滿足整個電力需求的份額。2012年1月，該數值區間為0.79%到10.46%之間，平均值為2.66%。圖11反映了2012年1月每天的風電生產量，變化區間為1470萬千瓦時到1.039億千瓦時，平均值是每日4306萬千萬時，1月份風電上網的電量為13.35億千瓦時。

德法兩國風電利用對比分析

2011年12月，德國風電總裝機容量與法國存在很大的差額，德國為2907.5萬千瓦，法國為664萬千瓦，比德國少4.38倍。當然，在風電發電數據圖上的表現差異也很大，如圖12所示。德國風電1月發電量是945.9萬千瓦時，比法國的179.4萬千瓦時高出5.27倍。

圖13測算了15分鐘區間內的風電利用率，其顯示的2012年1月德法兩國的風電利用率和風況也很有意思。德國風電平均每月利用率（基本全部是陸上風電裝機）是32.5%，法國是27%。這之間的差距也許很大一部分原因是兩國在2012年1月風況的不同。從機組每平方米掃風面積的額定功率來看，如果德國的平均功率比法國低，由于德法兩國風電機組額定功率不同而產生差距的可能性更小。

由于風電利用率主要與輪轂位置15分鐘內的平均風速相關，有意思的是，在冬季關鍵時期，也出現了德法兩國風電機組利用率和風況沒有關聯的情況，譬如2012年1月11日至16日。這一現象對今后德法兩國進行風電交換并實現兩國在風況方面的優劣互補是有利的。

總結

掌握風電詳細而公開的統計數據以及真實運營狀況是很有利的，可以分析和比較一個國家或不同國家之間的風況、風電發電率和風電效率，正如本文對德法兩國的對比分析。擴大這種透明性政策范圍，并使針對歐洲其他國家和所有可再生能源發電技術的相關方法論和詳細公共數據更加標準化，將有助于比較并監控歐盟2020年戰略目標在各國的進展情況。而且，通過這種分析，各國或歐盟在政策方面需要做出的一些調整也將從中獲得一些借鑒。