英國海上風電40GW怎么實現

朵 拉

在英國，自首相鮑里斯·約翰遜承諾“到2030年將海上風電裝機容量提升至40GW”的目標后，幾家風電開發商與地方議員對現有英國輸電系統應對能力表示擔憂，提出了一系列懸而未決的問題，總結如下：

英國政府仍未發布期待已久的《能源白皮書》，未在更實質性的能源政策和立法意圖聲明中概述了優先事項的細節；將氫氣引入燃氣網絡、將氣網與電網結合、如何協同發展，是關注的焦點也是實現的難點；鑒于目前電網現狀，英格蘭、威爾士與蘇格蘭的電網需要進行極為復雜的數字化升級；目前的海上輸電網絡架構支撐不了大規模海上風電的傳輸，需要電網規劃和體系的改革。

需要采取更具戰略性和協調性的方法，重新規劃、設計和交付輸配電網絡系統；最遲在2023年之前建立新的離岸監管制度，且與所需的在岸投資進行協調，允許對陸上電網進行“預期投資”，與規劃建設的海上風電場和電纜登陸位置；海上風電基礎設施集群中心，如東英吉利亞的諾福克郡應高度關注其并網電能質量，發展多種方案以減小對國家電網的危險，避免類似2019年倫敦大停電的破壞性案例。

眾多問題的核心仍是離岸電力網絡，包括海上升壓站、換流站、海纜傳輸和能源島等。歐洲海上風電經過30年的發展，在北海區域已形成了多個集群離岸電力網絡，“點對點”連接陸上環網系統。而陸上電網系統是高壓輸送線路和設備不足、網絡運營商多樣化的輸電網絡，未來十年能否承受大規模并網的能源，是個系統性難題。RWE、Iberdrola兩家海上風電投資企業曾對過時的行業法規表示不安，輸電網可能成為阻礙英國快速發展海上風電的最大投資風險。解決如何將40GW的海上風電引入現有未能匹配的電網系統，正考驗著當局和監管者。

多方案齊頭并進。英能源部長Kwasi Kwarteng親自帶隊開展了海上輸電系統的研究，表明了鮑里斯政府對離岸電力一體化環網的支持和重視。該研究內容包括當前的點對點連接規劃、海上輸電設施OFTO制度、現有海上輸電制度中需要變更的法規、能夠支持共享連接的全新HVDC方案、與周邊國家實現更多功能的電力市場互聯，最終在年底前提出處理海上輸電問題的新方法。其中，最受人關注的是支持共享連接的全新HVDC方案。英最大電力系統運營商National Grid ESO研究表明，到2050年通過使用共享的輸電基礎設施將海上風電場連接到英國陸上電網，可以節省約60億英鎊。

這種共享接入方案通過建立集中式的大型海上換流平臺，同時連接多個風電場，使用HVDC系統將電力傳輸到岸上，可減少50%基礎設施投入。這種海上風電共享接入方案在國際上比較少見，英國仍需投入資金進行開發。而對于風電開發商，其投資的關鍵因素則是到2023年能否建立新的輸電網規劃制度，這將影響未來投產項目的規劃批準。

為解決陸上高壓直流輸電的困局，SSE、ScottishPower和NationalGrid UK于去年底達成”蘇電英送”計劃，規劃了一條HVDC海底輸電線路。總投資高達數十億英鎊，起點位于蘇格蘭的Peterhead和Torness，終點在英格蘭東北部的Selby和HawthornPoint。輸送容量4GW，最遠輸送距離達到440km。

目前英國國家電網系統包含約7200公里的架空線、1400公里的地下電纜和約330個變電站。在英格蘭和威爾士有高壓輸電系統，系統電壓為275kV和400kV。擁有2000MW英法輸電系統、1000MW BritNed英荷輸電系統兩條典型HVDC線路。高壓直流輸電HVDC（High Voltage Direct Current）即整流側將高壓的交流電變成高壓的直流電，通過高壓直流線路傳輸，逆變側將高壓的直流再變成高壓的交流電。

盡管HVDC有一些缺點，但在遠距離輸電時成本上較交流方案有一定優勢，還具備以下能力：互連異步或以不同頻率運行的網絡的能力；不受技術限制的長距離傳輸功率的能力；在所有系統背景下控制HVDC連接上的潮流的能力；根據網絡運營商的要求，具備雙向傳輸功率的能力；在某些情況下提高交流系統穩定性的能力。