国际风能技术路线图解析二：欧洲风电技术-北极星风力发电网

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二、欧盟战略能源技术路线图——风能

(一)编制过程和背景

发展低碳经济模式是欧盟追求的前瞻性目标之一，欧盟针对这一目标设立了一套广泛的政策架构，包括达到2020年气候和能源目标及制定碳排放交易机制等，欧盟将风能作为实现上述目标的战略性能源技术之一。内部成员国自20世纪70年代中期开始颁布积极政策鼓励可再生能源发展，到20世纪90年代成为世界风能发展的中心。现在欧盟作为一个整体不仅拥有全世界最大的风电装机容量，而且拥有全世界最先进的风电技术和全世界最领先的生产能力，并且已率先开始发展海上风能。截至2011年，欧盟全境风电累计装机容量接近100GW，占世界总装机的近40%，风力发电量达到2040亿kWh，能够满足6.3%的电力需求。

为加快具有成本效益的低碳能源技术的开发和部署，欧盟委员会于2007年11月底提出了一份综合性能源科技发展战略——欧洲能源技术战略规划(European Strategic Energy Technology Plan，SET–Plan)。为配合SET–Plan的实施，欧盟从2008年开始草拟SET–Plan关键能源技术路线图，在与欧洲各能源技术平台、行业协会及成员国等开展持续的讨论后，于2009年10月公布了作为未来十年行动计划的七个低碳能源技术路线图(风能技术路线图是其中之一)，围绕欧洲能源体系，构建了到2020年时转型为低碳经济的愿景，以提高技术成熟水平为目的，以使这些技术能在规划期至2050年期间达到较大的市场份额。其中对风能领域提出的目标是：到2020年风力发电在欧盟终端电力消费中所占比例提升到20%。

SET–Plan路线图对每项低碳能源技术均提出了战略目标、技术目标和将在未来十年实施的研究、开发、示范及市场推广行动，同时，对实现上述目标公私部门所需要的投资额进行了预估，并对每项行动提出了需要达成的关键性能指标，以利于考核评估。路线图将这些行动分成了三大类：

1.研发计划。包括：研究机构及大学等部门开展的基础与应用研究项目、小规模中试项目和材料、部件的测试设施项目。

2.示范计划。由技术的实际测试与大规模示范组成，特别是验证技术全规模可行性，为技术从研究向市场转化搭建桥梁。

3.市场推广措施。将产品从示范阶段向市场成功转化，这类型行动项目涉及到对有可能成为未来能源体系支柱的一些关键概念进行可行性示范并积累经验，如可容纳不同电源的虚拟电厂、城市大规模光伏系统及其他节能措施。

(二)主要内容

1.战略目标

提升风能技术竞争力，促成近海和深海资源潜能的开发，促进风力发电的并网，到2020年使风力发电在欧盟终端电力消费中所占比例提升到20%。

2.技术领域

路线图提出了四个技术领域：新型风机和零部件、大型和深海(>30米)风机基座结构技术、大规模易变型电源并网技术、风能部署的资源评估和空间规划，并指出了技术方向和行动计划(见表1)。

[1]虚拟电厂是指通过中央控制单元联合运营分布式发电设施集群，以提高系统灵活性(包括利用现有储能系统加以支持)，并最大发挥其潜力(空间平滑)。

表1 路线图技术方向与行动计划

技术领域	技术方向	行动计划
新型风机和零部件	发展10～20MW大型风机，特别是适合海上应用的类型；通过使用新材料、先进转子设计技术、先进的控制和监测系统，提升风机部件的可靠性	启动一项陆上和海上新型风机设计、新材料和部件的研发项目，及大型风机样机（10～20MW）开发和测试的示范项目；形成由5～10个测试设施构成的网络，用以测试评估风机系统的效率和可靠性；启动一项欧洲跨产业合作和示范项目，利用其它部门（如海上勘探）的专业技术，来开展风能系统的大规模生产，重点增强部件和系统的可靠性、先进制造工艺和海上风机；开展5～10个用于测试下一代风机和零部件生产的示范项目
	进一步自动化和优化制造工艺，例如通过与汽车业、航运业及民用航空工业的跨行业合作来生产叶片
	发展创新物流，包括运输和安装技术，特别是在偏远、天气恶劣的地点
大型和深海（＞30米）风机基座结构技术	开发大型海上风机用新型可堆叠、可复制的标准化基座，例如：三脚架式、四脚架式、导管架式以及重力基座等	启动一项开发和示范项目，针对不同水深（＞30米），开发具有较低视觉影响、适于离岸作业的新型基座结构；至少开发出4种结构概念，并在不同条件下进行测试；启动一项针对海上结构的先进大规模生产工艺的示范项目
	发展浮动平台、浮动三脚架基座或单锚式风机等浮动式结构
	开发基座大规模生产的工艺和工序
大规模易变型电源并网技术	示范大型储能系统与高压交流输电或高压直流输电互联，评估高风电份额电力系统的可行性	启动一项将风电场作为“虚拟电厂”管理的工业规模示范项目；建立至少两个国家海上风力发电场的连接，并结合使用不同电网互联技术；远距离高压直流输电；可控多终端海上解决方案
	研究风电场作为“虚拟电厂” ^{^[1]管理}
风能部署的资源评估和空间规划	开展欧洲风力资源评估和描绘，以减少风能生产预测的不确定性	启动一项风速分布和风能生产预测的研发项目，包括：风力量测活动、风力数据、环境及其它限制因素数据库、有利于改善设计和生产的空间规划工具和方法

3.投资预估

路线图指出2010～2020年风能领域所需的公私投资总额预计将达到60亿欧元，各技术领域分配(见表2)。

表2 技术路线图未来十年投资额预估

技术领域	投资额（亿欧元）
新型风机和零部件	25
大型和深海（>30米）风机基座结构技术	12
大规模易变型电源并网技术	21
风能部署的资源评估和空间规划	2
总计	60

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