詹雷明
(中國港灣工程有限責任公司,北京 100027)
歐洲長期以來一直走在風電領域的前列,是風力發電市場的佼佼者。截至2017年,歐洲海上風電新增并網裝機容量3148MW,超過了上一年水平的2倍,累計裝機達到15780MW。包括實現部分并網的項目在內,歐洲目前共建造了92座海上風電場,分布在11個國家,有4149臺海上風電機組并入電網。歐洲一直是世界綠色能源的倡導者,是引領世界風力發電的先行者,近幾十年來歐洲在政策法規、設備選用、建設安裝、風場選址、市場運營等方面都形成了完備的體系,并且取得優異成績。由此可見,加強對歐洲風力發電投資的研究,有助于推動世界風電行業的發展。
風能作為地球上較為豐富的清潔能源,近年來一直得到人們的廣泛關注。根據有關資料顯示,全球最好的風力資源是位于大西洋西海岸的歐洲國家,其中英國、愛爾蘭和德國北海岸地區的風力資源全球領先。在歐洲,南部的一些國家與地區最早出現了風力發電,但并沒有遍及整個歐洲地區。直到20世紀90年代,風能作為一種可持續使用的綠色清潔能源,被歐洲大規模開發與使用。歐盟作為當今世界重要的經濟共同體,因為風能價格低廉,且綠色環保,可持續利用價值強,出于對世界能源安全的考慮,為了提高能源使用率,應對復雜多變的氣候,歐盟積極發展可再生清潔能源。截至目前,丹麥風力發電裝機容量和發電量占本國家總發電裝機容量和發電量比例的25%與20%,德國分別占據總量的17%與7%,西班牙為15%與6%。截至2011年年底,在世界風力發電裝機容量排名前十的國家中,歐盟成員國就占據了7個席位,為歐盟提供的電力消費量近3.2%。歐洲作為風力發電市場的領跑者,2012年是歐州風力發電市場大豐收的一年。在這一年,歐洲新增的風力發電裝機容量達到111840MW,實現了歐洲計劃達到100GW風力發電裝機容量的里程碑性目標。將退役的風力發電裝機忽略不計,2012年歐洲的風力發電裝機容量較之前增長了11593MW。值得注意的是,2012年歐洲的海上風力發電裝機容量首次通過了1GW,在歐盟2012年風力發電總裝機容量中占比高達10%。而相關學者分析,在未來的5年內這一走勢或許將持續增長。預計在未來5年,歐洲的風力發電總裝機量將達到60GW,風力發電裝機累計總量在2017年年底約為170GW以上。目前,全球海上風力發電新增的裝機容量約為1000MW,其中,歐洲的海上裝機量占比高達90%,主要集中于歐洲的波羅的海、北海、英吉利海峽等地。2012年9月,歐洲在風力發電領域再次取得了跨越式發展——風力發電的裝機重量達到了100GW。2012年之后,歐洲的風力發電市場基本進入穩定狀態,平均每年呈現10~11GW的穩定增長。同時,歐洲的海上風力發電領域發展也較為平穩,并在未來的歐洲風力發電市場扮演一個非常重要的角色。2016年,歐洲的海上風力發電達到了當年風力發電總裝機容量的20%。結合目前歐洲的風力發電趨勢,未來歐洲預計新增累計風力發電裝機容量或將達到160GW,并為歐盟提供近3.2%的電力消費量。根據目前的發展趨勢來看,2019年,歐洲許多國家都可能會實現風力發電達到本國發電總量的10%以上的目標。
目前,歐洲風能協會非常支持歐洲可再生能源理事會提議的2030年可再生能源目標,即“歐盟能源消費的45%以上將來自可再生能源,其中風能發電將占電力生產的28.5%”。目前,歐洲的很多國家對風力發電工業都積極響應。英國將近3000部大型風力發電機組設置在了東、西兩海岸,開始了對風能進行大規模利用的計劃。當這些風力發電機正式工作時,其所產生的發電量預計達到英國總發電量的15%。目前,丹麥政府正在通過制定更為科學高效的風力發電政策以達到進一步提高發電量的目的,計劃在未來的10年內,達到4GW的年風發電量。近年來隨著歐盟陸上風力發電的發展,現已成為傳統煤電的主要競爭對手。歐洲將未來的風力發電重點轉移到海上建設。目前歐盟共有英國、德國、挪威等幾個大型離岸風電場。
近幾年,德國是世界上風力發電發展最快的國家之一。德國在2002年風力發電裝機容量高達12000MW,占據世界風力發電裝機總容量的37.6%,占據歐洲風力發電總裝機容量的50%以上。德國僅在2002年,就完了新裝風力發電3247MW 的新世界記錄。德國在2005年計劃風力發電14300MW,德國政府計劃在整個德國的發電總量中,將風力發電量占比從2002年的4.7%,提高到2010年的10.3%,到2023年,逐步實現占比25%的目標。德國計劃在2010年前實現海上風力發電15000MW。根據德國石河州的國務秘書介紹,德國石河州的風力發電技術目前處于世界領先位置。該州已經建立了2500座風力發電站,風力發電總裝機容量高達1900MW,占據了德國石河州總發電量的25%,該州政府計劃在2010將風力發電量占比提高到50%。
在2012至2017年的風電建設中,德國的風力發電市場依舊保持穩定增長狀態。風力發電發展總體穩定,但是環境部提出的關于可再生能源固定電價的改革對德國的電力發展造成一定影響,打擊了投資者投資電力項目的信心。另外,缺乏明確的海上風力發電項目聯網規則也是風力發電行業存在的問題。在2012年德國的海上風力發電項目中,16個新的風力發電機具有80MW的上網功能。其中北海和波羅地海地區在德國風力發電總裝機數達到了68臺。其中風力發電總裝機容量達到了280MW。僅用1年,109個風力發電基礎結構建立完成,6個海上風力發電場仍處于建設之中。通過這一系列的舉措,解決了海上風力發電聯網的權責不明問題。在此之前,德國聯邦議院批準實行了《2050能源戰略》。《2050能源戰略》中詳細描述了德國21世紀中葉之間,能源產業戰略發展目標,同時還對能源結構如何實現向“可再生能源時代”轉變的資金來源、具體措施、技術手段及優惠政策進行了安排。《2050能源戰略》闡述了未來德國能源政策的九大領域:以可再生能源為突破口,優化能源供應體系;明確核能與化石燃料電廠前景;推動建筑節能;提高能效;加強電網建設,實現可再生能源并網;加強能源,特別是新能源創新與開發;實施“電動交通戰略”;促進民眾對能源政策的理解;在歐盟和國際層面確保德國能源供應和競爭力。
截止2017年,德國風電保持良好勢頭,創下了新的風電記錄,德國2017年的風電產量超過100TWh,其中海上風電產量為17TWh,陸地累積83TWh。相比2016年的風電產量78.6KWh,的國風電的海上與陸地分別增長了49%和31%,超過2016總產電量的663億KWh。德國在未來將大范圍實施能源轉型,預測2020年風力發電將達900億KWh。
近年來,西班牙在風力發電行業呈現出跳躍式發展。1997年西班牙的風力發電裝機總容量僅為450MW,而到了2002年,西班牙的風力發電裝機總容量已經高達了4830MW,遠遠超過了日本和美國,躍居世界第二位。2002年,全球的風力發電同比增長30%,歐盟增長了36%,而西班牙一國的風力發電發展增長幅度達到了50%。2018年12月,根據西班牙電網信息表明西班牙國內電能需求量僅在半島就已經達到254074GWh,連續四年中一直保持上升趨勢,增長比為0.6%。西班牙的風電建設不斷增加,半島地區的總體可再生資源占比總發電量40%上下,高過2017年統計出的33.7%,風電持續保持西班牙電能的主要來源,占比19.8%。由此可見,西班牙的風力發電發展勢頭迅猛。
在西班牙新頒布的電力法案中,對可再生能源發電做出了細致的規定:“可再生能源發電企業直接向國家電力庫售電,不參與電力競價;對可再生能源電力實行特殊電價,在制定特殊電價時考慮了保護可再生能源發電投資商的利益;保證可再生能源電力并網;對可再生能源電力技術應用范圍進行界定,規定裝機容量在50MW以下的可再生能源發電系統適用于電力法”。在1997年之后,西班牙政府對電力法案不斷修訂完善,最終形成了適合國家國情的溢價電價機制。電力法案剛剛出臺的時候,西班牙的風力發電機組產業剛處于起步階段,應用規模較小,而在電力法案等有關政策的幫扶下,在短短幾年里,西班牙風電產業和應用技術就排在了世界的前列。
英國是歐洲風能資源最豐富的國家之一,其風能資源是丹麥的28倍,但由于英國在風力發電行業發展較晚,上世紀90年代初,全英國的風力發電總裝機容量低于10MW。發展到2017年,其風力發電總裝機容量到達49TWh,相比2016年增幅31%,是各類電能源中最快增長的能源。探查原因是總的裝機容量上升了20%,并且2017年英國地區總體風力資源優良。至2018年英國的風力發電已經超過核電,負擔起了英國總發電量的一半左右,即使第一季度氣溫低至零下,也仍然沒有降低的趨勢。蘇格蘭地區的電力能源執行官發言表示如果英國能在2019至2025期間建造出5吉瓦陸地新型風電容,可以為英國的經濟創制造120億鎊的能源效益,用于創造出1.8萬個建筑崗位和8500個穩定工作職位。
英國政府于2010年年初公布了關于風能發展的規劃。英國政府計劃總投資1000億英鎊,建設9個總裝機容量為2500萬 kW的海上風力發電場,提前實現了到2020年可再生能源發電量占總發電量25%的奮斗目標。2012年,英國政府對于開發新的激勵系統高度重視,同時對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月為各電力部門設置脫碳目標,并計劃于2014年實施契約補貼政策。為了保證正常實施新系統,英國政府計劃每年為其提供超過75億歐元的資金,直到2020年。
法國的風力發電水平近年來一直呈現出穩步增長的態勢。目前,風力發電總裝機容量已達到7564MW。法國政府宣稱,到2020年全國所需要的風力發電量為25GW。但就目前的發展態勢來看,目標實現的幾率十分渺茫。為了推動計劃的實施,法國政府將向社會吸引20億。這些資金主要用于地熱能、太陽能、海洋能等成本需求較高的新興技術。2012年,法國風力發電機組的總容量較上一年增長了757MW,是法國風力發電市場持續收縮的第3年。
綜上所述,風能已成為世界主要的可再生能源之一。風能在過去的近30年里取得了長足的發展,在為世界提供清潔電力方面做出了巨大貢獻,在能源供應體系中占據重要位置。目前,全世界有60余個國家致力于風力發電項目。但歐洲依然是風電發展最為活躍的地區。在本文中,介紹了歐洲目前風力發電發展的現狀,并對德國、西班牙、英國等幾個在風電發展中具有代表性國家的風電投資建設與運營進行了闡述。