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直到1991年StrEG生效前,风电都主要在本地电网上网。这期间,电网连接、接入许可以及上网电价都必须地区的电力公司逐个协商。合同是否真正达成很大程度上取决于一些不可预测的因素,而且还依赖于电力供应商的意愿。因此风电的建设和运营都面临着很大的财务风险。这就使得第一个风能发展支持计划更加重要了。
第一个风能支持项目是在1980年代中期,那时候还没有对可再生能源的较系统的支持。但是一批干劲十足的希望在风能技术上一展宏图的行为主体及时抓住了1980年代最早的联邦政府和州层面的支持项目,出现了风能发展新的起点。这一阶段,主要的行为主体就是热情洋溢的工程师和研究人员,小型机器制造着和风能的第一批使用者,大部分农场主、个人和小公司都是风能的支持者。
刚开始的支持计划都是针对研发的,这期间资助政策进行了重新的调整,从支持研发转向保障和市场准备系统的逐步引导。基民盟(CDU)下面的联邦研究部在1989年给出了一个非常关键的刺激——5年内100MW风电的计划,由于申请者众,该项目计划扩展到250MW.研究部因而成功启动了风能起飞的重要基金。
以下萨克森州为例,1987年就开始了风能的推广,联邦政府和州政府的同时支持下给予了风能起飞的一个非常有效的基石,由于资金非常充足而被外界称为“过度融资”。最初由于都是小规模的风能系统在发展,零散的小规模形成了各种不一的技术概念,因此没有任何一个系统能单独形成完备的市场。在GROWIAN试验之后,称作“丹麦概念”的三叶转子(与耦合电网连接)成了德国风能技术发展的起点。起飞阶段德国正好是从干中学过渡到能够立足于自己传统工艺的阶段。也是在此阶段,风能开始了发展的规范化。由于在海岸或河岸区域(属于风能的黄金区域)对风能规划和建设有着巨大的需求,因此下萨克森州和石荷州先行一步发展了统一的规划和许可证系统。于是,石荷州在1984年就已经开始在“风能设计、建造和运行的指导原则”的框架下发展了,这一指导原则规范了当时的一些法令解释。因法规进步的推动作用,在海岸或河岸区域一些大型私企之间的选址和许可证的竞争在80年代末期已经显现。但是在内陆州,情况与沿海地区正相反,在那,建设风电场依然是逐个协商的办法,而协商的结果是否肯定很大程度上取决于风电对于当地农场主来说是否成为替代能源或者是能否带来足够的经济利益。
2.3突破阶段(1991-1995)
StrEG在1991年月生效,与此同时250MW计划已进入了实施阶段,促使了风能领域利益和兴趣的明显增长。在StrEG的刺激还不够充足的条件下,后者恰好提供了及时的后盾,给予了风电场运营者长达15年的补助。因此,一些专业的风电产业迅速建立起来,特别是涌现了很多中小规模的企业,于是这一阶段风能的发展不再仅仅是由环保理想主义的推动,而是更多被商业利益所替代。也因此,风能不仅仅由专业个人先行者,而是由越来越多规模也越来越大的制造商所支撑,生产的风能设备功率也迅速增加。
在该阶段,尽管因技术尚未成熟,尚面临很多经营风险,但是此前林林总总的风机设计,如一叶的、两叶的三叶片的转子,大小不同的运行系统,在该阶段都规范到一个统一的系统,一个水平轴,三叶片迎风(或称向上的)的转子,在当时该系统更加稳定有效,并且能够根据之后的技术进步而改造。
这期间的一个重要的创新就是出现了一种叫做“公民行动团体”的风能运营方式,它以自行组织和资源分配任务为原则,这种以有限责任公司做合作伙伴的有限合作关系“GmbH & Co. KG” 就成了风能运营的典型合作形式,也被称作公民的风电厂。这种形式不仅使有限责任成为可能,并提供了预期收益,而且还带来了通过风能设备系统的折旧的税收减免。通过有限责任,投资的风险得以分散,当地居民也可以通过这一形式获取利润。因此这种形式既推广了风能又促进了当地对风能的接受。然而,更大规模的风能系统在更大地理空间的推广也使得州和地方备受压力。他们不得不制定新的空间发展规划和风能项目的授权,以应付不断产生的风能利用和环境保护利益之间的冲突。
2.4 挫折阶段(1990年代中期)
据德国可再生能源局资料,认为由于遭遇新的阻力,风能的动态发展在90年代中期停滞不前 ,但是从环保部的数据上看,1995年风能发展的减速并没有如此夸张,1994年德国风能的装机容量为618MW,1995年时1121MW,1996年是1549MW, 也就是说,94年度的增长81.4%, 95年的增长为38.1%,尽管百分比上看下降很多,但是这其中有一个基数的问题。当然假如没有该阻力,沿着既定路线的话,风能的发展会更迅速。当时的阻力是来自于传统的能源产业对StrEG的极力反对,他们尽一切办法上诉到欧洲法院。各种政治机构发出相互矛盾的信号,有的试图降低StrEG的费率,有的倾向于保持这种待遇水平以便给予经营者一个稳定的发展环境。同时250MW的国家项目正好在1995年到期,因此,风能的快速发展遭遇了一次拦截。
在这场交锋中,一些电力供应商单方面竟然削减了法律规定的上网价格,而寻求一种判例(test case)以挑战StrEG的合宪性。供应商的这一战略遭到了公众的严厉的批评以及联邦所有政党的不满,他们要求电力供应商按照联邦原来的要求严格执行StrEG的规定。直到2001年欧洲法院的裁决结束了这一不确定时代。但另一方面,公民行动和保护主义者对发展风能持批评态度,因风能占用了越来越多的自然空间。也因此出现了一场围绕着风能“蔓延恐惧”的争论,特别是在风能条件相对较好的地区,争论尤其激烈,风电建设的申请越来越多地被拒绝。风电授权和空间规划已不足以应付日益增加的选址、规划以及建设许可证等方面的新兴需求,其结果便是许可证和投资的拥堵。那时候技术瓶颈也是一个重要的因素,如电网的容量不足也导致了一些地区的风能发展滞后。
于是新兴的产业饱受挫折,有些公司面临经济困境。新的风能系统的设计周期很短,技术被证明是容易出错,同时在市场上风能面临很激烈的竞争和价格压力。而且这一困难时期的特点就是主要法规和规划的不确定性,市场的发展因此停滞不前。
2.5动态增长阶段(1997-2002)
然而从1997年开始,逐步克服了艰难的时期,迎来了风能的快速发展。一系列不同的因素促成了这一快速发展:首先就是1997年1月1日生效的新的上网法,使得风能的建设许可有了基本的法律依据,除非它与重要的公共利益冲突,否则风能的建设具有优先许可。公共利益主要包括保护和物种保护,景观保护,城市和直辖市都可以根据自己的地区情况划定风能集中开发区(concentration zones),在此之外是非发展风能区域。1998年选举产生了新联邦政府,带来了新的政治理念,有效地推动了风电的发展。其中最重要的是2001年实现了从StrEG(强制输电法案)到EEG(可再生能源法)的转变,后者引入Feed-in tariff(即FIT,并网电价政策)对风能运营者提供更进一步的价格和优先上网保障,鼓励投资,促进了风电厂数量的增加和规模的扩张。
Feed-in tariff模式在不同的政治团体都有许多支持者,就像在联邦议院代表各党派的成员一样。如可再生能源协会,环保团体,农民组织,基督教教会和金属工人联盟等,都支持可再生能源。而在1995年的争论之前是从没有过如此广大的联盟热衷于发展可再生能源的。自从欧洲法院于2001年发布德国可再生能源上网法与欧盟法律相容的裁决以来,风能的发展得以破冰,于是风能价值链上的一系列产业随即蓬勃发展,这一成功得益于环境目标和政治-经济目标的结合。
2.6 稳定的陆上发展和离岸规划(2002-)
随着风能的快速发展,最优地段内的风能建设近乎饱和,要找到合适的地段建设风电场都必须经过激烈的竞争。因此陆上风力发电系统的新建在2002年后放缓了。同时代之以对小容量、旧系统以及低效率的风电装机的更新。尽管如此,风能装机容量的增加仍然保持在一个稳定的水平,很大程度上归功于由技术进步导致的每个系统的输出功率的增加。 2002年,平均每台新风机的容量仅为1.4MW,在2010年超过2兆瓦,甚至5兆瓦系统的批量生产技术也已成熟。几乎风力发电量每年增加近2万千瓦。总装机容量也从2002年的12万千瓦升至2010年底的27万千瓦。
风能系统的进步不仅仅表现在转子增大和机塔加高,而是表现在内部的技术上,无论是离岸风能和陆上风能都已经在优化改进,就算是最新一代的机器也仍然有改进的余地。重要的是,从1990年到现在,技术进步已经使得每度电的生产成本下降了一半以上。 2002年以来风能产业的出口得以显著增长,德国风能的成功有效地给风能产品以最好的广告,德国80%的风能产品用于出口。
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