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通过提升发电小时数覆盖成本的提升。同时基于海上风电的一些特定优势,各国政府对于海上风电也较为青睐,出台了一系列扶持政策鼓励海上风电发展。而随着海上风电逐步发展,技术以及安装经验的成熟,其成本也有了较为显著的下降,尤其以海上风电打桩、风机调度成本,均出现了快速的下降。同时欧洲各国通过推动竞价机制推动海上风电成本的发现。虽然初期成本较高,但经过几年发展,欧洲海上风电逐步走向了平价。2017 年 9 月 11 日英国海上风电竞出了 57.5 英镑/Mwh(0.5 元/kWh)的价格,相较于几年前的价格下降约 50%,显示出了海上风电成本下降的潜力以及未来发展的巨大潜力。
成本的持续下行,也带动了海上风电的快速普及,全球主要沿海岸国家尤其是欧洲国家占据全球海上风电装机量一半以上,丹麦、英国、德国、西班牙等海上风电发展尤为迅猛。
二、欧洲主要海上风电装机大国发展回顾
欧洲海上风电发展至今,无疑是非常成功和值得借鉴的。目前欧洲海上风电每年新增装机容量仍在全球新增装机中占据着主导性地位。而中国海风资源丰富,能源局以及地方政府也规划了规模庞大的海上风电发展计划,因此回顾欧洲海上风电的发展对于中国海上风电的发展具有重要的借鉴意义。
(一)丹麦海上风电发展与规划
1、丹麦海上风电发展与回顾
丹麦是全球最早利用风力发电的国家之一,由于自然资源的缺乏,丹麦自 1891 年就开始了风电的研究。第一次世界大战期间,由于石油的短缺,刺激了丹麦风电行业的快速发展,至 1918 年丹麦 25%的发电设备为风力发电。而由于发展初期风机功率普遍较小、装机数量较多,2011 年巅峰时期,丹麦风机数量达到 6200 多台,其中一半以上单机功率不足 500kW。因此陆上土地资源很快面临瓶颈,拥有较长海岸线的丹麦将目光转向了海上风电。
1991 年丹麦建成了全球首个海上风电场(装机容量约 4.95MW),成为全球第一个将风电延伸至海上的国家。随后丹麦开启了一系列的小型示范项目。
1997 年丹麦发布《海上风电行动规划》,建议在几个区域集中开发大型海上风电项目。该计划筛选出了未来适合建设海上风电场的五个区域。这五个区域主要基于前 2 个小型试点项目(Vindeby 和 Tuno)的经验以及政府委员会的 -100% -50% 0% 50% 100% 150% 200% 250% 300% 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 装机容量 同比风电设备行业深度研究报告证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 10 工作建议。由于与帆船航线等其他用海需求冲突,有 3 个海上风电规划区域随后被排除。主要建成了 Horns Rev I 和 Nysted 两个大型海上风电场,其装机容量分别达到 160MW 和 165MW。
2007 年 4 月,丹麦发布《2025 年未来海上风电场选址》,海上风电空间规划委员会详细分析了 23 个具体的可能选址(每个场址 44 平方),而由于用海需求的不断变动,2011 年丹麦对于报告的选址进行了更新。根据报告选址规划进行推测可容纳装机容量达 4200MW,占丹麦电力需求的 50%。目前不少选址已进入实质开发阶段,如 Horns Rev 3(400MW)和 Kriegers Flak(600MW)。
由于近海风电开发性价比高于海上风电,2012 年丹麦从 2011 年开展的选址规划中筛选出 15 个近海风电场址,并进行了战略性环境评估,每个场址装机规模约 200MW。
2、丹麦在运行海上风电情况
丹麦海上风电场的建设项目部分由电力公司根据政府指令或通过招标建设而成,部分则为当地风机所有人协会部分或全资拥有。截至 2016 年底,丹麦接入电网的海上风电机组容量接近 1300MW,为全球最大的海上风电开发国家之一。而 Vindeby 海上风电场也于 2017 年运营 26 年后成功退役,丹麦海上风电发展积累了丰富的经验。
发展海上风电的同时,政府通过引入招标竞价机制推动丹麦海上风电场电价不断下降,从而也带动了海上风电的应用推广。2016 年丹麦推动了 2 轮风电竞标,第一轮 Vattenfall 以 17.5TWh(175 亿 kWh)电量 0.475 丹麦克朗/kWh 的电价中标(预期0.7丹麦克朗/kWh);而2016年底揭晓的 Kriegers Flak风电场更是进一步降至0.372丹麦克朗/kWh。招标一般由政府承诺以竞出的电价,在一定保障小时数以内进行全额收购。当企业发电量超出保障小时数之后,则需要以市场价格参与电力交易。
3、丹麦海上风电发展的总结与启示
2014 年丹麦风力发展占其电力供应总量的 39.1%,2015 年风电占比达到 42%,而 2017 年丹麦风电机组装机容量达到 5.3GW,全年风力发电量 14.7TWh,风能发电占比为进一步提升至 43.6%。预计到 2020 年这一数字将进一步提升至 50%,而到 2020 年丹麦海上风电装机容量有望实现翻倍,新增装机容量有望达到 1350MW。风力发电在丹麦能源结构中扮演愈发重要的角色,而海上风电发展也呈现良性的高速发展趋势,装机规模和占比不断提升。
丹麦海上风电装机容量占全国风电装机容量的约 24%,且预计这一比例仍将继续提升,丹麦的海上风电发展无疑是成功的,其发展经验主要在于:1、政府为企业做好初期海上风场的调研工作,作为公共服务,以降低海上风电开发成本,同时有助于企业的投资决策。2、由政府部门为企业投资、规划和建设提供一站式服务,提高开发效率。3、由政府部门牵头进行前期的环境和选址协商,避免后期由于开发涉及各利益主体,影响开发进度,从而降低企业开发的风险。
(二)绿证政策下的英国海上风电后来居上
1、英国海上风电发展与回顾
英国海上风电起步晚于丹麦,但由于丰富的海上资源、完善的政策扶持体系以及强大的消纳能力,2017 年末英国海上风电实现累计装机容量 6836MW,占据全球海上风电市场份额 36.3%,装机量全球第一。
1990 年英国开始实施的《非化石燃料义务政策》中,最早提出了发展海上风电作为提高非化石能源电力比例的一项重要措施。在这一政策指引下,2000 年 12 月英国第一个海上风电项目在 BlythHarbour 开始筹建,也由此拉开了英国海上风电发展的大幕。
2000 年 12 月英国启动第一轮海上风电建设,项目以开发商自由选址,向英国皇家资产管理局租赁海域的形式进行开发。租赁期 22 年,单个风场面积不超过 10km2,机组数不超过 30 台。2003 年 12 月第一个风电项目 NorthHoyle 竣工,以 2013 年 Teesside 项目实现并网标志着整个项目的全部竣工。第一轮海上风电项目建设前后历时 13 年,共涉及 16 个项目,总装机规模达 1200MW。
由于第一轮采取企业自由选址,在实际后期操作中存在着审批、规划困难等一系列实际问题。2002 年 7 月启动的第二轮风电计划吸取了这一教训,指定利物浦湾、泰晤士河口湾和北海的沃什湾三个海上区域作为特定开发区域。第二轮开发计划仍为 16 个项目,规划装机容量 6.4GW。2010 年 4 月 GunfleetStand2 项目竣工为该计划首个投产项目。
2008 年 6 月英国启动第三轮海上风电发展计划,此次共规划 9 个海域,总装机规模超 25GW,超过前 2 轮规模总和。
2010年5月,英国皇家资产管理局对于第一轮计划以及第二轮计划中的7个项目进行了扩展,扩展总容量达到12GW。
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