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随着当代能源需求不断增长与生存环境日益恶化这一重要矛盾的不断加剧,可再生能源受到越来越多的世界关注,且其增长幅度最大,速度最快。在各种可再生能源中,风能作为一种无污染、可再生的高效清洁新能源日益受到重视,世界各国都已经在加紧对风能的开发和利用。
风力发电的原理是利用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。依据目前的风车技术,大约是每秒三公尺的微风速度(微风的程度),便可以开始发电。目前的风电场主要分为陆上(包括滩涂)和海上。其中海上风电场又分为潮间带和中、深海域。
海上风电技术经过近20年的发展已经得到了较大提高,但海上风能开发的主要问题在于成本过高和安装运输不便。随着海上风电技术的成熟,海上风力发电的成本也将不断下降。海上风电机组呈现大型化的发展趋势,其中在浅海或近海区域,单桩基础是目前海上风电场应用最多的一种结构;浮式结构适用于深海区域,单风机漂浮平台是目前研究的重点。海上风电场逐渐发展为大中型风电场,机组的排列及风电场控制得到了进一步优化。
海上风能资源是一种清洁的永续能源,在各国政策的积极支持下,海上风电技术的提高和风电开发成本的下降促使海上风电规模化发展,海上风能将得到更深入、更大范围的开发和利用。
与陆上风电相比,海上风电的发展无疑更具有潜力。如果将两者做一个比较会发现,海上风电在发电稳定性、电网接入便利性、土地节省等多方面均优于陆上风电。
一、世界海上风电发展情况分析
1、欧洲引领全球海上风电,装机量维持高位
近年来,全球海上风电装机容量稳步提升,比较发达的丹麦、英国、德国等欧洲国家,在能源、审批、财政等方面,出台了一整套政策体系支持海上风电发展,成效显著。当下全球海上风力发电市场主要分布在欧洲,占近 84%的市场规模,其中英国是欧洲最大的海上风电装机国,也是全球最大的海上风电场,占全球总装机容量中的 36%。2017年全球海上风力发电累计装机容量排名前十的国家分别为英国、德国、中国、丹麦、荷兰、比利时、瑞典、越南、芬兰和日本,欧洲国家占据 7 个席位;新装机容量前五的国家分别为英国、德国、中国、比利时、芬兰,欧洲国家占据四个席位,且欧洲占 2017 全球新增装机量的 73%。
2017 年全球海上风电累计装机前十国家
数据来源:公开资料整理
2017 全球海上风电新增装机前五国家
2017 年,欧洲海上风电新增装机容量达到了创纪录的 3.148GW,其中英国新增装机 1.68GW,德国新增装机 1.25GW。目前,欧洲 11 个国家累计拥有 4000 多台海上在运行风机,累计总装机容量达 15.8GW。欧洲海上风电在近几年装机量上出现了反复,由于 2016 年英国进行市场政策改革(RO 政策转型为 CfD 机制),当年新增装机量仅为 56MW,致使欧洲新增装机有较大的下滑,但仍在全球占据主导地位。2017 年,随着英国海上风电装机恢复正常,欧洲海上风电一扫疲态,呈现积极良好的发展势头。
2011-2017 年欧洲海上风电新增装机情况 (MW/年)
目前,英国已有 400MW 的海上风电项目处于建设中,这部分装机有望在 2018 年实现并网。2018 年,德国的 Merkur 和 BorkumRiffgrund 风电场将开始并入电网;比利时 Rentel 和 Norther 风电场的机组也有望实现投运。截至 2018 年年底,丹麦以及荷兰近期举行的招标中,中标的项目会逐步实现并网。同时有 11.4GW 的海上风电装机获准开工,另有 6.7 GW 的项目正处于申请许可阶段。
2018 年,包括英国、丹麦和荷兰的一些项目以及葡萄牙、法国的漂浮式项目在内,做出最终投资决定的项目装机预计将达到 3.9GW。截至 2020 年,欧洲海上风电的装机预计将达 25GW。英国仍然处于领头羊的位置,2018—2020 年,该国有望新增并网装机 3.3GW,紧随其后的是德国的 2.3GW、比利时的 1.3GW、荷兰的 1.3GW 和丹麦的 1GW。欧洲海上风电发展势头良好,料将继续引领全球市场。
2020 年欧洲海上风电装机预测(GW)
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