DQZHAN訊：英國海上風電發(fā)展模式及經(jīng)驗借鑒

英國是世界上海上風能*豐富的國家之一，根據(jù)英國**財產(chǎn)局的數(shù)據(jù)，英國具有商業(yè)開發(fā)價值的風電項目總量高達48GW，約是整個歐洲海上風電總量的1/3，其海上風力發(fā)電的潛力約是整個英國當前電力消耗量的3倍。在強有力的政策支持下，英國在海上風電領(lǐng)域長期保持全球**地位。截至2013年底，英國海上風電累計裝機容量占全球海上風電總裝機量的56%，超過世界其他國家的裝機總和。2013年，英國海上風電發(fā)電量同比增長了52%，占英國可再生能源發(fā)電量的21%，占英國總發(fā)電量的3.1%。英國海上風電發(fā)展取得了巨大的成績，其成功的發(fā)展模式值得我國研究和借鑒。

1、英國海上風電發(fā)展概況

英國在1990年開始實施的《非化石燃料義務政策》中，*早提出了發(fā)展海上風電，作為提高非化石能源電力比例的一項重要措施?！斗腔剂狭x務政策》是英國可再生能源商業(yè)化的起點，在該政策的有力促進下，2000年12月英國**個海上風電項目在BlythHarbour開始籌建，由此拉開了英國海上風電發(fā)展的大幕。

英國海上風電的開發(fā)進程主要是由政府主導的幾輪海上風電發(fā)展計劃推動的。**輪海上風電發(fā)展計劃于2000年12月啟動，采用的開發(fā)形式為開發(fā)商自由選擇風電場場址，并向英國**資產(chǎn)管理局租賃該海域，租賃期限為22年。該輪計劃規(guī)定每個風電場面積不能大于10km2，機組數(shù)量不能超過30臺。2003年12月，NorthHoyle項目竣工，是該輪計劃頭個完工的風電場;2013年，Teesside項目實現(xiàn)并網(wǎng)，標志著該輪計劃的整個項目已經(jīng)全部完成。**輪海上風電發(fā)展計劃共投產(chǎn)16個項目，實現(xiàn)裝機1.2GW。

**輪海上風電計劃于2002年7月啟動，針對**輪計劃中風電場規(guī)劃審批的困難，英國貿(mào)易和工業(yè)部專門制定了該輪計劃的戰(zhàn)略框架，選取了利物浦灣(LiverpoolBay)、泰晤士河口灣(ThamesEstuary)和北海的沃什灣(TheWash)三個海上區(qū)域作為指定開發(fā)區(qū)域。此輪計劃的風電場較**輪規(guī)模更大、離岸更遠，同時加強了對環(huán)境影響的考慮，要求所有項目都必須進行環(huán)境影響評估。**輪計劃確定了16個項目，共計裝機6.4GW，其中*大的項目TritonKnoll計劃裝機1.2GW。2010年4月，GunfleetSands2項目竣工，為該計劃頭個投產(chǎn)項目;2013年投產(chǎn)的LondonArray項目，裝機容量達630MW，是當今世界上*大的海上風電場。截至2013年底，該計劃已經(jīng)投產(chǎn)7個項目，共計2.45GW。

在英國2007年12月公布的海上風電《戰(zhàn)略環(huán)境評估報告》的推動下，英國**資產(chǎn)管理局于2008年6月啟動了第三輪海上風電發(fā)展計劃，共規(guī)劃了9個海域，總裝機規(guī)模預計達到25GW，遠大于前兩輪計劃的總和。第三輪計劃的項目競標于2009年3月結(jié)束，2010年1月公布了中標者，該輪計劃的開建時間預計不會早于2015年。

除此之外，2010年5月，英國**資產(chǎn)管理局批準對**輪和**輪計劃中的7個項目進行擴展，擴展容量共計12GW，每個拓展項目都需要提交新的申請和環(huán)境影響評估報告。

截至2013年底，英國海上風電共投產(chǎn)20個項目，容量達3.65GW，在建5個項目，容量達1.4GW。僅2013年新增投產(chǎn)海上風電容量756MW，占世界新增海上風電容量的66.8%，穩(wěn)據(jù)世界海上風電市場的主導地位。

2、英國海上風電的政策支持體系

海上風電*早起源于丹麥，1991年建成投產(chǎn)的Vindeby項目，共安裝了11臺450kW海上風電機組，是世界**個海上風電場。英國海上風電產(chǎn)業(yè)的起步晚于丹麥及瑞典等國，但是憑借完善的政策支持體系，不僅有效地吸引了諸如丹麥的DongEnergy、瑞典的Vattenfal、德國的E.NO等國外有名能源公司前來開發(fā)，實現(xiàn)了海上風電的快速發(fā)展，同時在本國培育形成了一批具有競爭力的海上風電企業(yè)。為了確保能源**，應對全球氣候變化以及來自國際社會與歐盟的壓力，英國政府主要在以下幾個方面出臺政策大力支持海上風電的發(fā)展。

2.1、強有力的新能源產(chǎn)業(yè)強制性支持政策

2002年，英國開始實施可再生能源配額制度，以取代《非化石燃料義務政策》中對化石燃料電廠征稅補貼非化石能源的原有制度，由此成為世界范圍內(nèi)可再生能源配額制的主要代表之一。

英國可再生能源配額制要求電力企業(yè)供應的電力中必須含有一定比例的可再生能源電力。這一比例*初在2003年設定為3%，并不斷調(diào)整提高，在2010年上升到10.4%，并計劃在2015年進一步提高到15.4%，而蘇格蘭政府則計劃在2020年提高到40%。根據(jù)可再生能源配額制，電力生產(chǎn)企業(yè)利用可再生能源每生產(chǎn)1MWh的電量，就可以根據(jù)可再生能源的種類，獲得一定數(shù)額的“可再生能源義務證書”。企業(yè)可以通過提交這些證書來完成發(fā)展可再生能源的義務，未完成義務指標的將受到處罰。近些年來，義務證書的價格呈上升趨勢，每個證書價格從2007—2008年度的34.3英鎊，上升到2012—2103年度的40.71英鎊。所有罰款會進入特定的基金，并按照電力供應商完成義務的比例重新分配返還電力供應商。

海上風電在英國可再生能源中的地位舉足輕重。為了加大對海上風電的支持力度，英國規(guī)定1MWh海上風電電量可以獲得1.5個可再生能源義務證書，并在2011年發(fā)布的《可再生能源義務：發(fā)電商指導》中將這一標準提高到2個證書，大大高于其他形式的可再生能源，有利于海上風電企業(yè)從可再生能源義務證書市場交易中獲得更多補償。以2010—2011年度為例，英國海上風電企業(yè)獲得可再生能源義務證書總量超過500萬個，潛在的市場價值達到了1.86億英鎊?？稍偕茉磁漕~制是支撐英國海上風電發(fā)展的核心政策。

2012年，英國頒布了《能源法案草案》，提出了推動可再生能源發(fā)展的新政策—差價合約政策的初步框架。從2014年起，裝機容量高于5MW的發(fā)電商可以在配額制與差價合約政策之間進行選擇。差價合約就是固定電價制度，即成立國有的差價合約交易公司，在上網(wǎng)電價由供求關(guān)系決定從而不斷波動的情況下，由可再生能源發(fā)電企業(yè)與差價合約交易公司自愿簽訂購電協(xié)議，無論上網(wǎng)電價如何變化，發(fā)電企業(yè)售電均采用合同規(guī)定的執(zhí)行價格，差額由國家補貼通過差價合約交易公司支付。根據(jù)英國能源和氣候變化部確定的差價合約*終執(zhí)行電價，2014—2018年間海上風電的電價為140~155英鎊/MWh，處于較高水平，為海上風電的可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎。

2.2、高效的產(chǎn)業(yè)管理機制

英國涉及海上風電發(fā)展的主要管理部門有英國**資產(chǎn)管理局，能源和氣候變化部，商業(yè)、**和技能部，環(huán)境、食品和農(nóng)村事務部，以及天然氣和電力市場辦公室等。各部門職責分工明確，協(xié)同配合有效，促進了英國海上風電產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

英國**資產(chǎn)管理局負責管理國內(nèi)一半以上的海濱以及幾乎全部海底，并擁有開發(fā)利用這一區(qū)域自然資源(石油、煤炭、天然氣除外)的權(quán)利，是海上風電發(fā)展的主要推動者，主導制定了各輪海上風電發(fā)展計劃并實施招標。

能源和氣候變化部負責制定涉及海上風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的各類規(guī)劃，諸如英國可再生能源發(fā)展路線圖、可再生能源行動計劃等。這些規(guī)劃對海上風電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目標、手段和支持政策等方面都做了清晰的描述，有力推動了海上風電的發(fā)展。

商業(yè)、**和技能部負責海上風電項目的審批，環(huán)境、食品和農(nóng)村事務部負責環(huán)境評估，兩個部門互相配合并且主動協(xié)調(diào)其他相關(guān)機構(gòu)，可以使項目在上報后的18個月內(nèi)完成審批工作。天然氣和電力市場辦公室則專門負責可再生能源配額制度的實施，同時管理和協(xié)調(diào)電網(wǎng)建設，為海上風電項目順利接網(wǎng)鋪平道路。

2.3、全方位的經(jīng)濟激勵體系

英國政府制定了諸多經(jīng)濟激勵政策，加強對海上風電的資金支持，在海上風電場的建設運營完全由私人資本投資的情況下，實現(xiàn)了海上風電的快速發(fā)展。

2.3.1、投資補貼政策

早在**輪海上風電發(fā)展計劃啟動時，英國政府提供了1.18億英鎊的資金補貼，并且在項目通過審批時就能實現(xiàn)資金到位，彌補了當時可再生能源配額制還未實施的空缺，推動了*早一批海上風電項目的實施。同時，為了引導海上風電設備制造企業(yè)在港口附近聚集，形成高效的產(chǎn)業(yè)布局，英國政府提供了6000萬英鎊的投資補貼，而蘇格蘭政府則進一步提供了7000萬英鎊支持在港口周邊建設風電機組和零部件制造廠。

2.3.2、技術(shù)研發(fā)補貼政策

海上風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要障礙在于成本過高，而加強技術(shù)研發(fā)和**是降低成本的關(guān)鍵途徑。為此，英國政府特別重視對海上風電技術(shù)研發(fā)的投資和補貼，目標是在2020年將海上風電成本降至100英鎊/MWh。2009年，英國政府宣布將向海上風電相關(guān)技術(shù)開發(fā)投資1.2億英鎊，吸引了西門子、通用電氣及三菱重工等國際風電制造的龍頭企業(yè)前來英國設立研發(fā)中心。2011年，英國能源和氣候變化部實施了“海上風電零配件技術(shù)研發(fā)和展示計劃”，宣布在2011—2015年提供3000萬英鎊的資金鼓勵海上風電技術(shù)**，并建立海上可再生能源技術(shù)和**中心。英國國家可再生能源中心投資2500萬英鎊購置相關(guān)海上風電零配件測試設備，為風電設備研發(fā)提供服務。

2.3.3、稅收優(yōu)惠政策

英國于2001年4月開始對能源用戶征收氣候變化稅，但風電、太陽能等可再生能源生產(chǎn)的電力則可以免征該稅。氣候變化稅在2007—2008年度為4.41英鎊/MWh，隨著通貨膨脹的相應調(diào)整，2012—2013年度已經(jīng)上升到5.09英鎊/MWh。

3、英國海上風電的技術(shù)路線和特點

英國通過長時間的研發(fā)和積累，已經(jīng)具備建設海上風電場一整套比較成熟的技術(shù)，推動著海上風電不斷朝離岸更遠、入水更深的方向發(fā)展。

3.1、風電機組方面

在英國海上風電發(fā)展初期，風電設備主要沿用了維斯塔斯(Vestas)陸上型機組，也由此產(chǎn)生了設備海上適應性差(主要是防腐問題)和可靠性低等問題，齒輪箱、發(fā)電機、葉片、主軸承、海上變電站以及海纜等問題頻發(fā)。經(jīng)過多年的經(jīng)驗積累和技術(shù)進步，英國海上風電設備運行可靠性有很大提高，目前海上風電機組設備可利用率基本能達到95%以上。截至2013年5月31日，英國已并網(wǎng)的海上風電機組主要來自于維斯塔斯、西門子(Siemens)以及瑞能(Repower)三個廠家，Vestas的市場份額為23.6%，主要集中于早期(2006年之前)開發(fā)的風電場。Siemens的3.6/107及3.6/120型風電機組是英國安裝量*大的風電機組，市場份額為71%。

2007年以來，英國開發(fā)的海上風電場單機容量以3.6MW風電機組為主。但目前風電機組大型化趨勢在加快，英國已安裝了32臺Repower5MW及2臺Siemens6MW風電機組。

2013年底韓國三星公司研制了一臺7MW試驗風電機組，已經(jīng)在蘇格蘭海域完成安裝。同時一些其他設備商也正在抓緊研制單機容量達到7.5MW的風電機組。提高風電機組單機容量可以提高風能的獲取效率，也能為生產(chǎn)、安裝和維護提供規(guī)模經(jīng)濟效益。從發(fā)電機的形式來看，當前仍然以雙饋式異步發(fā)電機為主，但無齒輪箱的直驅(qū)式機組也是重要的研究方向，西門子推出了風輪直徑150m的直驅(qū)風電機組。此外，葉片等關(guān)鍵部件的技術(shù)改進也不斷取得進展，諾丁漢大學和歌美颯(Gamesa)聯(lián)合開發(fā)的葉片自動化生產(chǎn)技術(shù)，可以降低葉片生產(chǎn)成本8%，減少制造時間11%。

3.2、風機基礎方面

單樁式基礎是海洋建設中經(jīng)過反復測試和試驗形成的成熟技術(shù)，其對于海上風電同樣具有較好的適應性，且成本相對較低，目前英國在運和獲得許可的海上風電場絕大部分均采用單樁式基礎結(jié)構(gòu)形式。同時，由于單樁式基礎的直徑和承重能力方面的限制，針對水深超過30m或者單機容量超過3MW的風電機組，導管架式基礎和混凝土重力式基礎結(jié)構(gòu)也在逐步被采用，并且通過規(guī)?；a(chǎn)和安裝工藝的不斷改進，成本得到了顯著降低。

3.3、并網(wǎng)技術(shù)方面

目前，已經(jīng)投運的海上風電場，采用的都是電力行業(yè)的標準高壓交流輸電方式，通過海底電纜輸電。隨著風電場離岸越來越遠，高壓直流輸電由于可以大幅減少線路傳輸損耗，成為發(fā)展的一個重要方向。Borkum2等一些項目的規(guī)劃中，已經(jīng)明確提出要采用高壓直流方式輸電。

3.4、安裝施工方面

海上風電基礎結(jié)構(gòu)和風電機組的安裝主要通過標準自升式安裝駁船和一些特制的專門船只實現(xiàn)。安裝駁船通常有4~6個支柱，延伸到海床上，將船完全脫出水面，進而開展施工作業(yè)，安裝深度可以達到35m。為了進一步擴大安裝水深，曾借助于水力和噴氣推力的特殊懸浮式安裝船，在Beatrice項目水深45m的地方進行了安裝施工的試驗，試驗結(jié)果表明該方式可行，但要應用于大規(guī)模風電機組的安裝還有一定差距。

3.5、運行與維護方面

英國海上風電運行與維護通常采用集中監(jiān)控與運維基地相結(jié)合的方式，廠家在英國建有集中監(jiān)控中心，24h不間斷監(jiān)控各海上風電項目的設備運行情況;同時，項目業(yè)主在風電場附近建有海上運維基地，負責風電設備的定期維護和故障處理。基地的運維人員根據(jù)監(jiān)控中心的維護指示到現(xiàn)場處理無法復位的設備故障，同時按年度計劃進行正常的維護。運維中通過強化遠程狀態(tài)監(jiān)控，確保機組的可靠性，*大限度減少計劃外維修次數(shù)，優(yōu)化維護過程。狀態(tài)監(jiān)測的一個特點是對關(guān)鍵部件轉(zhuǎn)動和摩擦產(chǎn)生的聲頻監(jiān)測，并將監(jiān)測結(jié)果傳輸?shù)街醒霐?shù)據(jù)中心進行分析，確定風電機組是否處在理想工作狀態(tài)，以此為基礎利用小風期進行有針對性的檢修和維護。針對風電場離岸距離不斷增加，未來的運行和維護也在考慮采用與石油鉆井平臺相似的方法，在海上建立住宿設施作為運行與維護的平臺。

4、對我國海上風電發(fā)展的借鑒意義

開發(fā)和利用風電是我國優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，促進經(jīng)濟轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要舉措，意義重大。截至2014年6月底，我國風電并網(wǎng)裝機容量82.77GW，穩(wěn)居世界**位，但海上風電所占比例很低，僅為0.34%，還處在起步發(fā)展階段。根據(jù)國家能源局公布的數(shù)據(jù)，我國近海100m高度、5~25m水深范圍內(nèi)風電技術(shù)可開發(fā)量約為190GW，100m高度、25~50m水深范圍風電技術(shù)可開發(fā)量約為320GW，海上風能資源十分豐富。我國海上風電普遍臨近負荷中心，不存在送出和消納的問題。在“三北”地區(qū)限電形勢嚴峻的情況下，海上風電必將是我國風電下一步發(fā)展的重點領(lǐng)域。英國在短短10余年時間內(nèi)發(fā)展成為世界海上風電**大國，其很多成功經(jīng)驗值得我國學習和借鑒。

4.1、提高重視程度，明確發(fā)展規(guī)劃

與海上風電在英國可再生能源發(fā)展中的重要地位相比，我國對海上風電的重視程度還不夠，可再生能源有關(guān)規(guī)劃中雖然對風電發(fā)展有比較明確的規(guī)劃，但發(fā)展重點還是側(cè)重于陸上風電，導致我國海上風電長期以來進展相對比較緩慢。目前，我國海上風電僅建成投產(chǎn)414MW，與國家規(guī)劃的目標還存在較大差距。2014年8月，國家能源局公布了《國內(nèi)海上風電開發(fā)建設方案(2014—2016)》，涉及44個具體的海上風電項目，總裝機容量超過10GW，是加大推進力度的有效措施。

但是，要切實推動海上風電的快速發(fā)展，我國需要進一步加大重視程度，制定更為明確的發(fā)展規(guī)劃和發(fā)展路線圖，同時要充分調(diào)動地方政府和開發(fā)企業(yè)的積極性，鼓勵各沿海省市根據(jù)實際情況制定本地區(qū)的海上風電發(fā)展規(guī)劃。要采取“穩(wěn)妥積極、扎實推進、擇優(yōu)開發(fā)、突出重點”的總方針，在起步階段要綜合考慮沿海各省市海上風資源、建設條件、建設風險、開發(fā)成本，優(yōu)先開發(fā)風資源好、利用小時數(shù)高、沒有極端破壞性風速、建設條件好、造價較低的項目，扎實推進海上風電發(fā)展進程。

4.2、完善市場機制，加大政策支持

英國海上風電能夠有效吸引國際資本，從而帶動產(chǎn)業(yè)整體升級，實現(xiàn)后來居上，與其擁有完善的市場機制和強有力的政策支持是分不開的。國家發(fā)展和改革委員會于2014年6月發(fā)布了《關(guān)于海上風電上網(wǎng)電價政策的通知》，明確了海上風電的標桿電價，為海上風電的收益率提供了保證。

但考慮到海上風電開發(fā)成本高、風險高的特點，我國當前支持海上風電的市場機制和政策還有待進一步完善。我國應該盡快推出可再生能源配額制，同時綜**用資金補貼、稅收優(yōu)惠、金融支持等多種手段，建立和完善有利于海上風電發(fā)展的市場機制。要充分發(fā)揮市場的作用，引導和鼓勵更多的投資者和企業(yè)進入海上風電市場，不斷培育和擴大市場規(guī)模，通過規(guī)?；瘞庸こ探ㄔO、設備制造等全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，有效降低成本，形成產(chǎn)業(yè)發(fā)展的良性循環(huán)。

4.3、規(guī)范管理制度，提高審批效率

英國海上風電管理制度*成功的一點就是項目審批的成功率高，并有效解決了審批中各方利益的矛盾。而我國當前海上風電存在開發(fā)流程復雜、涉及部門多、工作周期長、項目開發(fā)權(quán)歸屬存在較大不確定性等諸多問題，項目開發(fā)需要開展工程用海預審、海洋環(huán)境影響評價、工程**預評價、地震**評價、海纜路由調(diào)查、接入系統(tǒng)設計、通航**評估等多個專題報告，涉及海洋、海事、漁業(yè)、環(huán)保、港口、電網(wǎng)、安監(jiān)、**等多個部門，協(xié)調(diào)難度較大，制約了海上風電的健康發(fā)展。應該進一步明確海上風電審批的主責機構(gòu)，理順審批流程，加強工作協(xié)調(diào)，在對海上風電項目嚴格把關(guān)的同時，提高審批效率，使得項目在市場情況變化前能夠及時抓住機遇上馬，降低海上風電項目開發(fā)的風險。

4.4、加強科技**，降低開發(fā)成本

海上風電作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，其健康可持續(xù)發(fā)展離不開科技**的強有力支持。英國通過加大科技投入，引導技術(shù)升級，為**發(fā)展奠定了基礎。目前我國海上風電開發(fā)使用的風電設備，大都是直接從陸上走向海上，安裝工藝和設計理念仍沿用陸上風電設計模式，風電機組不能適應海上運行環(huán)境。通過增加補貼、設立重大科技課題等方式，將加大技術(shù)引進和加強自主研發(fā)相結(jié)合，鼓勵風電機組生產(chǎn)商加大對海上風電機型的研發(fā)投入力度，海上風電機組的發(fā)電機、齒輪箱、葉片及主軸等主要大型機械零部件要選用有海上運行業(yè)績的成熟產(chǎn)品，減少故障率。應根據(jù)海上風電特點，不斷優(yōu)化設計，增加電氣部件的冗余設計，提高機組運行可靠性與維護檢修的效率，降低維護檢修成本。要依靠技術(shù)進步促使設備價格不斷下降，真正讓海上風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展成為以技術(shù)**為核心競爭力的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)。