海上风电方兴未艾 全面推进尚待时日

近日,德国首座海上风力发电场——阿尔法·文图斯海上风力发电场正式并网发电;美国内政部批准海角风力发电项目,为该国首座海上风力发电场的建设铺平了道路。与此同时,亚洲首个海上风电项目——上海东海大桥102兆瓦海上风力发电场宣布将于今年6月底全部实现并网发电。

据悉,海上风电正在成为风电开发领域的新宠,欧洲大国竞相开发海上风电,在比利时、荷兰、英国、爱尔兰、丹麦等国的海岸线附近,德国西门子、美国通用电气等公司都在抢占这一未来市场。海上风电开发领域弥漫着“开发金矿的气氛”。

开发提速

近年来,世界能源消耗量的持续增加使全球范围内的能源危机愈发明显。为此,各国纷纷推出缓解能源危机、开发利用可再生能源、实现能源的可持续发展的重大举措。风能因具有蕴藏量大、可再生、分布广、无污染等特性,已成为各国替代能源的首选。而与陆上风电相比,海上风电更是具有独特的优势。

据专家介绍,海上风能资源非常稳定,且不占用土地资源,对环境影响很小,已经成为欧洲风电发展的重要组成部分。“海上风电具有资源丰富、靠近电力市场的优势,加快海上风电建设的条件已基本具备,海上风电将是今后风电发展的重点之一”。

德国阿尔法·文图斯海上风力发电场总装机容量为60兆瓦,可满足5万户家庭用电需求。该风力发电场的正式并网发电标志着德国可再生能源利用进入了一个新纪元。德国环境部部长诺贝特·勒特根表示,离岸型风电将在未来德国能源结构中发挥决定性作用。到2030年,德国离岸型风电场的总装机容量将达2．5万兆瓦。

德国之所以格外重视海上风电,与其整体能源战略密切相关。与欧洲其他大国不同,德国对发展核电的限制更加严格,因此只能在提高能源使用效率和发展可再生能源上下功夫。目前,德国已有风力发电机组约2．1万台,风力发电量占总发电量的6％－7％。由于德国陆地可用于建设风力发电场的理想地点越来越少,开发海上风电成为德国发展可再生能源的一个新选择。

与德国相比,美国海角风力发电项目的获批更具有标志性意义。美国内政部部长肯·萨拉查表示:“在漫长的评估和咨询过程中,经过对各方关切的慎重考虑,通盘分析项目所涉及的诸多因素,我们认为应该尊重公众利益,批准海角风力发电项目。我们为美国能源的未来发展开辟了新方向,启建全美第一座海上风力发电设施开启了美国历史的新篇章。”

美国风能产业分析师马特·卡普兰表示:“这是海上风力发电产业具有象征意义的一步。海角风力发电项目已经成为美国海上风电的先驱,该项目的建成将标志着一个新产业在美国的开启。”

正如中国可再生能源学会副理事长李俊峰所说,“从发展的角度来看,风电市场开始从陆地扩展到海洋,海上风电发展开始提速”。

面临困扰

从世界范围来看,经过10多年的发展,海上风电技术已经比较成熟,海上风电已成为欧洲国家未来发展风电的主要方向。然而,相对于陆上风电,海上风电场建设不仅技术难度大、施工困难,而且还要面临海上浮冰、台风等一系列不可控因素带来的风险。世界风电巨头维斯塔斯的有关负责人表示:“维斯塔斯的经验表明,海上风电的建设、开发和运行远比陆上风电复杂得多。要确保海上风电场的良好运转,至少需要两个方面的因素,一是要有成熟的技术,另外就是要有项目开发方面的经验。”

因此,虽然包括中国在内的许多国家把发展海上风电提上了日程,但是由于大量与此相配套的工作仍停留在起步阶段,有的甚至尚未起步,短期之内大规模发展海上风电还不现实。

“我们对海上风电的准备工作做得还很不够。”面对已经出现的海上风电跃进,中国风能协会会长贺德馨表示,开发海上风电的困难很多,中国目前根本不具备大规模发展海上风电的实力,“滩涂地域内的风电场建设工程、大功率风电机组的可靠性等问题都没解决,很多基础性的工作我们都没做好”。

除了技术因素,作为一个全新的领域,海上风电开发还面临其他诸多因素的制约。出于保护沿海浅滩区生态和避免影响旅游业的考虑,德国政府要求海上风力发电场至少距离海岸30公里。阿尔法·文图斯海上风力发电场离海岸有40多公里,由于建设地点离岸远、水深、风电机巨大等因素,最终该项目耗资大大超过预算,达到2．5亿欧元。

无独有偶,美国海角风力发电项目的获批经历了长达10年的时间。“海角风力发电项目的规模从170个风力涡轮机削减到130个,并被施加了特殊要求,如需要对海岸进行考古研究,以确保当地的重要区域受到保护。”萨拉查指出,风力涡轮机数量的压缩是为了减少对当地历史地标以及附近岛屿的影响。项目开发商还必须承诺,一旦发现潜在的海床文化和历史资源就要停止作业,并将任何意外的考古发现通知政府。

前景可期

尽管面临重重困难,海上风电的发展前景还是相当乐观的。专家指出,目前欧洲沿海国家都在竞相发展海上风电,未来一二十年欧洲沿海地区海上风力发电场可望连接成一个巨大的海上风力发电网,可以部分弥补单个风力发电场发电量波动大的不足。

大力发展海上风力发电场是德国可再生能源战略的重要内容。按照德国环境部的计划,德国可再生能源发电量要从目前占该国用电总量的16％上升到2020年的30％,2030年要达到40％。而根据德国政府的评估结果,相对于太阳能、水能和生物质能发电,风能发电最有希望满足德国用电需求。德国目前已批准25个海上风力发电场建设项目,此外还有60个海上风电项目正在审批中。

美国国家可再生能源实验室预计,单是美国近海区域就可以产生9万兆瓦电力。美国能源部的一份研究发现,风能可为美国提供20％的电力,达到30万兆瓦,其中大约1／6将来自海上风电。

西班牙清洁能源产业巨头伊维尔德罗拉旗下的创新公司近期宣布,该公司将大力开发海上风能并计划在英国建设世界上最大的海上风力发电场。该海上风力发电场设计装机容量约为7200兆瓦,预计将于2015年建成。此外,该公司在德国和西班牙等国也拥有海上风电项目。