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欧洲海上风电开发研究与思考

北极星风力发电网  来源:国际工程与劳务杂志  作者:唐洋 胡小峰  2019/5/15 9:16:07  我要投稿  

北极星风力发电网讯:近年来,全球海上风电产业不断升级,技术成本不断优化,发展速度明显加快。截至2017年,全球海上风电累计装机容量为18810MW,较2016年增长30%,共17个国家开发建设海上风电项目。预计到2020年,全球海上风电装机容量将超过40GW。此外,竞价上网成为欧洲海上风电发展的最新模式,加快海上风电成本下降成为欧洲各国共识,同时,海上风电的蓬勃发展给予国内投资方和承包商带来巨大投资以及总承包机会。

来源:微信公众号“国际工程与劳务杂志”ID:gh_17d14c2e9682

欧洲海上风电产业情况

欧洲是海上风电的传统市场,英国、德国、中国、丹麦、荷兰分列全球累计投产量前五。欧洲继续领跑全球海上风电,累计装机容量15800MW,市场份额占到全球的84%左右。目前丹麦已有1300MW装机,在建400MW,英国累计装机容量达6800MW,制定了到2030年实现30GW装机的目标。同时,越来越多的国家和地区开始启动海上风电的建设,如美国、日本、韩国以及法国等。

欧洲海上风电开发建设主要成就与经验

一、招标模式促进成本快速下降

近年来,欧洲广泛使用招标模式开发海上风电项目,欧洲海上风电市场中的风电补贴水平大幅下降,海上风电的价格竞争力不断提升。

1.英国价格竞争模式

英国海上风电开发以政府集中公开招标为主,共经历了三轮发展时期,遵循了近海到远海、潜水到深水、小规模示范到大规模集中开发的发展思路。第一轮规划装机容量1.5GW;第二轮涉及的海域延伸到远海及深海,规划装机容量7GW。第三轮始于2010年,发展规模最大,本轮中最大的目标海域Dogger Bank是迄今为止世界上规模最大的海上风电项目,装机量达13GW。苏格兰海域的另外4个风电场预计装机量超过2.5GW。同时第四轮招标于2019年初公布。

英国在可再生能源发展的不同阶段推出了一系列的政策,包括可再生能源义务、上网电价补贴(可再生能源义务证书)、差价合同三种。为持续降低海上风电发电成本,英国政府在2011年通过可再生能源路线图明确了在2020年将海上风电的成本降至100英镑/MWh的目标,在高效的政府管理体制、完善的配套政策和扎实的海洋工程技术和运输能力的支撑下,开创了高速发展和高可靠率的“英国海上风电产业模式”,2018年英国提前实现电价降至100镑/MWh的目标。

2.丹麦价格竞争模式

丹麦的海上风电上网电价包括市场竞价和补贴两部分,在规定时间内享受补贴,之后按照市场电价进行售电。最新中标的600MW海上风电项目电价仅为0.37元/千瓦时、丹麦海上风电上网电价总体处于欧洲国家较低水平。与英国政府主导的分轮招标开发略有不同,丹麦海上风电开发有两种开发程序,为发商自行开发(“OPENDOOR”)和公开招标。

(1)公开招标

由丹麦能源署负责招标,招标过程中,需要开发商自行负责环评、地勘测量、项目技术经济方案,然后在规定时间内提交投标的电价,以价格最低者中标,丹麦能源局负责送出电力部分及消纳。中标者需与丹麦能源署签订特许经营合同。

(2)开发商自行开发

主要为绿地开发,开发商需提交初步勘探申请和项目基本情况,包括项目描述、勘探范围、风电机组数量及装机容量和风场范围。在丹麦能源局批准前需要召开听证会,获批后可进行可研、环评等工作。

二、产业链发展成熟

1.主要风电机组厂商

风电机组远海、大型化发展趋势明显,代表性的有西门子7MW机组,维斯塔斯2017推出的9.5MW的海上风电机组已在丹麦吊装样机。GE已着手投资开发12MW名为Haliade-X直驱机组。

2.主要开发商

Orsted集团是欧洲海上风电市场最大开发商,截至2017年底,累计装机容量约为2500MW,约占整个欧洲市场17%;其次是E.ON、INNOGY、VATTENFALL,累计装机占比分别为7%左右。在欧洲海上风电项目中,多为几家开发商、基金公司联合成立SPV公司共同开发,由于欧洲拥有良好的可再生能源政策、长期稳定的购电协议以及较低的国别风险,一般采用无追索权的纯项目融资开发,融资方一般为银行、养老基金等。

3.主要施工企业

大规模开发带动了欧洲海上风电领域施工企业能力不断提高,以A2SEA、GEOSEA为代表的大型海上风电施工企业拥有种类齐全的大型施工安装船舶,设计咨询企业能力涵盖风能资源、风电机组基础、大型海上升压站平台及送出,满足远海深海发展的目标。

三、实现集中连片开发送出

随着海上风电不断向更深更远的海域发展,统一规划、集中连片开发和集中送出成为欧洲海上风电开发建设的主要模式,甚至丹麦、德国等实现统一送出的项目模式,系统公站和直流并网送出技术不断提升与发展。

以德国为例,风电场与电网的责任红线在海上升压平台的高压侧,送出海缆/陆缆、陆上升压站、海上直流换流站等设施及其运维归属于电网或输电设施运营商,海上升压平台属于风场开发商。近年来,越来越多的项目采用了高压直流输电系统。例如Norfolk Vanguard、Norfolk Boreas项目。

2017年,海上输电互联项目DolWin2建成并交付,项目的岸上及海上换流站、海底和地下电缆,可输送容量达916MW,将三个临近的海上风电项目电力集中送出,总距离达135km,实现了集中连片远海海上风电的开发模式。

四、深远海发展取得突破

欧洲作为全球海上风电发展先进区域,不断推进海上风电技术发展,实现海上风电向更深更远的海域发展。大型化海上风电机组已经在欧洲得到了普遍应用,全球80%的海上风资源位于水深超过60米的海域,这对固定式基础风电机组是巨大的挑战,漂浮式风场是机组支撑结构技术研究发展趋势。欧洲国家加快漂浮式海上风电场示范建设,全球首座漂浮式海上风电项目在英投产运行,深远海发展取得重大突破。

我国海上风电产业发展情况

2018年,我国海上风电累计并网装机容量达到3200MW,位居世界第三位。同时,我国海上风电核准和新开工建设规模均创新高,新增核准规模超过4000MW,已核准项目容量达到17100MW,在建项目达到6000MW。

一、发展现状

1.政策体系不断完善

2018年国家能源局印发《关于2018年度风电建设管理有关要求的通知》,进一步完善政策管理机制,推动竞争性配置及市场化发展,海上风电进入通过市场化竞争提升核心竞争力的新阶段。

2.规划明确

根据中国《风电发展“十三五”规划》,到2020年,海上风电开工建设规模达到10000MW,力争累计并网容量达到5000MW。各省加快规划滚动适时调整。

3.装备快速发展

我国不断加快国产化大容量海上风电机组的研发与商业化应用。截至2017年底,在所有吊装的海上风电机组中,单机容量为4MW海上风电机组累计装机容量达到1530MW,占海上装机容量的55%;5MW风电机组装机容量累计达到200MW,占海上总装机容量的7%;海上风电装备及工程技术不断突破。

4.成本不断降低

通过近十年的发展,海上风电成本进一步下降,有效支撑大规模海上风电开发利用。江苏、浙江区域近海海上风电单位千瓦投资约在15000-17000元/kW,福建、广东区域约在17000-20000元/kW。

二、面临的问题与挑战

中国海上风能资源评价工作还未系统开展,基础工作相对薄弱,大容量海上风电机组及关键零部件的研发和制造技术与国际先进水平仍有差距;管理协调亟待加强;海上风电开发涉及能源、海洋、海事、环保等多个领域,海上风电项目前期投入时间和成本较多;标准认证体系有待完善;运维经验有待积累,大规模的项目还处在质保期内或是处于在建状态,运维经验特别是远海运维经验不足;海上风电收益一半来源于补贴,而欧洲逐渐实现零补贴。

我国海上风电发展认知与思考

近年来,全球海上风电产业不断升级发展,在装机规模、成本降低、技术进步及市场范围扩大等方面均取得瞩目成绩。纵观中国海上风电近十年的发展历程,欧洲海上风电开发管理和建设经验一直是我国海上风电发展的“引路者”。随着我国“十三五”海上风电技术积累与发展,技术基本成熟、产业配套基本齐全,具备进一步发展的条件。未来,我国海上风电将从以下几方面进一步学习、借鉴欧洲先进发展经验,探索产业质量化发展道路,促进产业稳步健康发展。

一、竞争性市场机制促进成本降低

从欧洲等国家海上风电发展来看,竞价上网目前已经成为海上风电发展最新模式,加快海上风电技术提升与成本降低成为欧洲发展共识。以丹麦、英国为主的欧洲国家在海上风电竞争性配置经验模式主要为五点,包括政府“一站式”服务、强化规划成果刚性约束作用、坚持信息公开、明确技术竞争指标和集中送出等成功经验。下阶段,建议通过国际交流,研究和制定相关海上风电项目竞争配置办法,明确竞争性思路和技术发展路线,通过全面竞争性配置引进市场竞争机制激励海上风电相关企业提升管理和技术水平,加快海上风电的提质增效和成本优化。

二、风电机组大型化和深远海域技术

建议加强大功率海上风电机组的研发,同时加快推动国家级海上风电机组检测认证基地建设,加强大功率海上风电机组、关键部件、基础支撑结构等关键装备的检测和认证,提升设备可靠性和海上风电利用率,保障海上风电装备高质量发展。建议探索我国深远海海上风电发展关键技术研究,为迈入深远海发展海域奠定基础。

三、集中送出模式提升海上风电开发建设效率

我国在加快推进集中送出的研究,未来统一规划、建设海上升压站和集中送出线路将成为海上风电发展的新路径,制定优先上网机制,优化配置有限海岸线资源,将降低企业开发建设风险,有效促进成本有效降低。建议研究集中送出模式的扶持政策、关键技术和价格机制等研究,探索推动百万千瓦级连片开发示范项目,统一项目资源和电网规划,统一公站并网和直流送出、形成集中连片远海海上风电的开发建设的示范,引导我国未来海上风电的高质量发展。

四、海上风电国际合作拓展产业投融资国际视野

世界范围内的海上风电迅速发展带来了大量的投资、总承包项目机会,国内开发商应通过股权收购、项目投资、总承包等多种模式,积极参与国际海上风电开发建设市场近年来三峡集团、国投电力、华润集团相继收购了欧洲地区成熟的海上风电项目,通过收购海外成熟的海上风电项目,实现了跨越发展,通过并购吸收、学习其先进技术、成本控制、合同管理、施工管理经验,为国内海上风电连片开发做参考;同时把国内外开发、建设、运营技术相对接,逐步建立起相应的国内标准。

建议加强与国际成熟开发商合作,共同投资开发优质欧洲、亚太地区的海上风电项目,拓宽融资渠道。实现“走出去”的同时也要注意“引进来”,建议在未来开放国内海上风电外资准入方面提前做好准备,适时以合资公司方式共同开发国内海上风电,多元化外资融资渠道,进一步提升国际化水平、项目管理能力、运维水平等,引领行业健康稳定发展。

(作者单位:唐洋,中国电建集团国际工程有限公司;胡小峰,水电水利规划设计总院 来源:国际工程与劳务杂志)

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