姜 麗,王 群,王 琦
(國家海洋信息中心 天津市 300171)
近10余年來,隨著國際能源危機的不斷攀升以及低碳經(jīng)濟的日益凸顯,作為一種新興的清潔能源,海洋風能技術日益成熟,風電產(chǎn)業(yè)也日益穩(wěn)定。據(jù)國際能源署2004年統(tǒng)計資料,雖然風能發(fā)電量僅占全球發(fā)電總量的0.5%,但風能發(fā)電的應用前景十分樂觀,并在近期呈現(xiàn)出巨大的發(fā)展?jié)摿驮鲩L速度。許多國家瞄準風能這一新興產(chǎn)業(yè),促進本國風能的利用效率和風能技術的發(fā)展完善。國外關于風能利用的技術日臻成熟,并制定了相應的風能政策和目標,對此我國需從國外風能開發(fā)利用實踐中尋求影響風能利用的關鍵因素,并在我國風能產(chǎn)業(yè)中加以借鑒,以引導我國海洋風能產(chǎn)業(yè)的健康迅速發(fā)展。
歷經(jīng)多次能源危機的沖擊后,世界主要能源國家已將可再生能源開發(fā)戰(zhàn)略作為國家經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。與傳統(tǒng)能源相比,風能本身所具備的安全無污染、不存在伴生環(huán)境問題等突出優(yōu)勢使其在全球替代能源中脫穎而出。特別是2010年4月20日美國墨西哥灣“深水地平線”石油鉆井平臺爆炸泄漏事故發(fā)生以來,歐洲國家逐漸加大了對近海風能投資的興趣,并引發(fā)了潛在的“風能競賽”??梢哉f,風能目前已經(jīng)成為陸地國家對于可再生能源的重要選擇,也因此出現(xiàn)了近期風能領域的投資高峰。
丹麥的海上風能技術發(fā)展極為迅速。丹麥于20世紀70年代高調宣布的海上風能計劃集結了丹麥政府的能源部門與兩大公用事業(yè)集團,共同行動以致力于開發(fā)丹麥近岸的可再生能源,目標是建成位于該國近岸的5座具有開發(fā)規(guī)模的風力發(fā)電廠。這些風力發(fā)電廠建成后預計可通過風能獲得的電量總計約7.50×105kW。另據(jù)分析預測,未來30年內(nèi)丹麥通過海上風力轉換而來的電量總計約4×106kW,這個數(shù)值的實現(xiàn)標志著丹麥將成為第一個利用海上途徑獲得國家發(fā)展的大部分可再生能源的國家,也令丹麥成功躋身為世界風能技術中的佼佼者。
英國近期宣布啟動1 500億美元的第三期近海風能項目。該項目提高了英國近海風能生產(chǎn)量,目前位于英國水域的11個風能發(fā)電場已經(jīng)安裝了336臺渦輪發(fā)電機。另據(jù)最近的一份報道顯示,北海是產(chǎn)生大量可再生能源的主要地區(qū)。《近海評估報告》對英國未來一段時期內(nèi)的近??稍偕茉催M行了綜合評估,明確評價了英國向歐洲的電力出口,認為北海每年能提供相當于10億桶原油的可再生能源。有此數(shù)據(jù)支持,英國在北海區(qū)域及其周邊提議的數(shù)量總計達83個之多的風能項目就不足為奇了。該項目預計投資總額達3 300億美元,能夠為英國提供約6.8×107kW的可再生能源[1]。
近年來,法國政府對發(fā)展風能發(fā)電采取了積極鼓勵的基本政策,同時,也制訂落實了一些包括補貼入網(wǎng)價格在內(nèi)的具體鼓勵措施。法國積極為再生能源的開發(fā)提供財政支持,在海洋風能電站運行初期,政府將按照每兆瓦100歐元的標準為風能發(fā)電提供保障性收購價格,而目前法國電力市場上的批發(fā)價格為每兆瓦45歐元。由此產(chǎn)生的1 700萬額外費用,將由政府撥??钬摀?。
法國籌備首個風場起始于2005年政府招標,但由于長時間的審批程序,建設被耽擱。目前法國政府又開始招標,計劃在2020年實現(xiàn)6×106kW近海風能生產(chǎn)。此外,法國還建立風能開發(fā)區(qū),主要分布于法國風力資源豐富的中部、西部、南部、東北部等地區(qū)。這是法國政府近年來為促進風能發(fā)電向規(guī)?;?、產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展而采取的一項重要政策措施。
雖然在德國海洋風能的利用仍為年輕技術,但陸上風能利用歷史卻已逾20年之久。2009年,德國第一臺海洋風力發(fā)電電機組上網(wǎng)發(fā)電,標志著德國經(jīng)濟利用海洋風能的開始。位于北海的德國第一個近海風能發(fā)電場目前的發(fā)電量已達到1.2×104kW,預計至2030年,全國近海風能產(chǎn)量將達到2.5×107kW,而陸上風能產(chǎn)量將達到2.6×107kW。目前德國正在處理風能利用中的相關技術難題,即拆除石油開發(fā)基礎設施,將可再生能源融入到現(xiàn)有的電網(wǎng)中。
根據(jù)國際現(xiàn)有的風能利用產(chǎn)業(yè)和發(fā)展歷程分析,可以得到影響風能利用效率和規(guī)模的幾個關鍵性因素主要包括以下幾點:
大力發(fā)展風能開發(fā)利用是一國政府在履行發(fā)展可再生能源方面的責任和義務。國家對可再生能源的政策傾向與扶植力度將直接決定風能開發(fā)利用程度和方向。國家實施持續(xù)穩(wěn)定的風電發(fā)展扶持政策將有助于形成積極健康的風能市場。其中一項重要舉措就是穩(wěn)定電價[2]。丹麥、德國等國家均以穩(wěn)定的電價制度推動本國風能技術的快速穩(wěn)步發(fā)展。法國對發(fā)展風能發(fā)電采取了積極鼓勵的基本政策,包括對風電入網(wǎng)實行一些強制性的扶持措施,對風電入網(wǎng)價格也提供了一定的政策性補貼。另外,強制性的市場定額也是有效穩(wěn)定風能市場的重要國家政策之一。國家定額制度能夠將國家可再生能源的目標與國內(nèi)風能市場緊密地聯(lián)合起來,更好地完成目標的實現(xiàn)。英國、日本等國家均有政策出面推行風電特許權項目,并在最近的實踐中獲得顯著效果。
市場是引導產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前提和先決條件?,F(xiàn)有的風能發(fā)展實例顯示,在丹麥、美國等目前利用風能技術較為成熟的國家,通常利用風能技術開展風機制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程都是源自本土市場[3]。本土化的風能利用市場為風機制造產(chǎn)業(yè)孕育了基本的“試驗臺”,用于測試技術的成熟度和生產(chǎn)策略的可行性。同時,本國市場的穩(wěn)定無疑給風機制造產(chǎn)業(yè)吃了一顆“定心丸”,傳遞出前景光明的利好訊息,促使風機制造廠商進一步籌措發(fā)展資金、制定長期規(guī)劃,反過來又能刺激本國風電市場的進一步成熟和繁榮。只有經(jīng)過本國市場檢驗成熟的風電技術才能向國際市場拓展。實踐表明,居于全球先進地位的風機制造商基本是在風能技術成熟、發(fā)展迅速的國家中脫穎而出的,且無一例外地站穩(wěn)了國內(nèi)同業(yè)市場。2003年世界風機產(chǎn)業(yè)國內(nèi)外市場統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示:丹麥風機的國際市場份額為29%,而其國內(nèi)市場份額占99%;西班牙風機的海外市場份額為15%,而其國內(nèi)市場份額占71%;美國風機的國際市場份額為18%,而其國內(nèi)市場份額占53%[4]。相比于風能技術成熟國家,目前我國風機市場的國內(nèi)占有率僅為24%,遠遠低于上述國家的國內(nèi)市場占有額。由此可見,國內(nèi)市場成熟度和既有規(guī)模對本國風能發(fā)展發(fā)揮著絕對影響。
從長遠發(fā)展看,海上風能的發(fā)電前景十分樂觀,已建立的與岸上連接的電網(wǎng)能夠使海上風能的發(fā)電成本進一步降低。但風能技術的進一步成熟和市場化必須要與技術進步相接軌。包括提供風能轉化的可靠性、風能的海上選點及電力的基礎設施建設、風能設備運行及風能的上網(wǎng)問題。目前急需解決的基本技術問題仍是電力的上網(wǎng)問題。風能的發(fā)展、可再生能源的增長必須要與加強電網(wǎng)建設相結合。為了解決風能上網(wǎng)難問題,歐洲風能協(xié)會甚至建議設置一個歐洲基金專門用于強化各國的電網(wǎng)建設。
我國的風能資源包括陸地風能資源和海上風能資源2個主要部分。其中,陸地風能資源的理論儲量為4×106kW,技術開發(fā)底線為3×105kW,按照現(xiàn)有的技術和開發(fā)水平分析,我國陸地風能的可開發(fā)量可達6×105~10×105kW。而根據(jù)《全國海岸帶和海涂資源綜合調查報告》,我國淺海10%~20%的海面可以利用風能,海上可以布置1×105~2×105kW的風機[5]。目前我國可開采的風能資源儲備豐富,可供風能開發(fā)的潛力巨大,未來有望成為能源結構中的重要組成部分,無論從能源、環(huán)境還是可持續(xù)發(fā)展角度分析,發(fā)展我國海洋風能勢在必行。
但應當看到的是,雖然近年來中國風電發(fā)展比較迅速,也呈現(xiàn)出比較突出的幾個問題:首先,與國際風電的發(fā)展水平相比,我國的海洋風能開發(fā)程度較低,目前我國風電裝機容量僅占全國總裝機量的1.2%[6],遠遠低于同期其他風電發(fā)達國家的份額;其次,我國風能資源探測數(shù)據(jù)的準確性不高,現(xiàn)有的風能資源評估標準已不能滿足風電場的需要;第三,我國也面臨著國外影響風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術問題,即風電上網(wǎng)問題。風電的間歇性和不穩(wěn)定性成為影響風能上網(wǎng)的主要瓶頸。另外,國內(nèi)風電企業(yè)競爭的無序狀態(tài)、風機總體質量不穩(wěn)定等問題也成為我國目前風電發(fā)展的主要障礙[7]。
未來我國風電行業(yè)發(fā)展方向應當是在完善現(xiàn)有能源體制的基礎上,進一步明確風電發(fā)展目標,建立一流的風能評估體系和風電技術研發(fā)基地,運用國家調控手段和政策扶植,指導我國國內(nèi)海洋風電產(chǎn)業(yè)朝著更健康穩(wěn)定的方向發(fā)展。
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[3]周超,朱煌秋.我國風力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀和問題分析[J].能源研究與信息,2012(2):69-75.
[4]Joanna Lewis,Ryan Wiser.建立穩(wěn)定的市場和激勵政策——國際風能發(fā)展比較研究[J].科技中國,2006(5):56-59.
[5]施鵬飛.21世紀風力發(fā)電前景[J].中國電力,2000,33(9):78-81.
[6]艾斯卡爾.“電網(wǎng)”不應成為風能產(chǎn)業(yè)的“絆腳石”[J].經(jīng)濟管理,2012(9):275-276.
[7]孟衛(wèi)東,李平,司林波.我國風電設備整機制造業(yè)的現(xiàn)狀及對策分析[J].燕山大學學報(哲學社會科學版),2010,11(2):51-54.