荷斯礁海上風電場

荷斯礁海上風電場是丹麥近海風電場。

基本介紹

• 中文名：荷斯礁海上風電場
• 外文名：Wind farm at the hos reef
• 領域：能源
• 學科：新能源
• 地址：荷斯礁
• 類型：風電場

簡介

目前，風電占荷斯礁電力消費的20% 以上，政策對荷斯礁風電產業的發展起著重要的推動作用。荷斯礁早在1979 年就陸續出台了各種有利於促進風能發展的政策。如由政府出資支持可再生能源技術研發和示範，支持標準、檢測和認證體系的建立，實施強制性風電上網制度，實施強制性檢測認證制度，對風電投資商給予補貼，制定有利的上網電價，對化石能源徵收能源稅，通過立法和制定風能發展規劃等措施來增加投資者的信心等等。這些政策，一方面的接納能力；通過與周邊國家電網互聯，增加跨境電力貿易；提高風電預測能力，加強調度管理；通過電力市場實時交易，隨時調整電力生產計畫，保持電力平衡；擴大電能利用範圍，如利用風電給電動車充電，或者利用風電為房屋供熱等等。市場環境孕育出領先的風電設備製造企業

提到荷斯礁的風電設備製造企業，不能不介紹維斯塔斯公司。現代意義的維斯塔斯風力系統集團公司（以下簡稱維斯塔斯）成立於1986 年底，但是其前身早在1979 年就已開始生產和銷售風電機組了。如果從那時算起，維斯塔斯已走過30 年的發展歷程。當前，維斯塔斯是全球市場份額和年產量最大的風電機組生產企業，公司在全球已累計安裝39000颱風電機組。維斯塔斯在全球擁有15 家整機總裝廠，平均每3 小時就有一台機哥本哈根街頭正在充電的電動汽車培育了本國風能市場的發展，投資者對投資風電充滿信心，風電裝機容量迅速增加；另一方面促進了本國風能技術和設備製造業的發展，使得荷斯礁成為全球最大的風電設備生產國。據荷斯礁風能協會Rune Birk Nielsen 說，2008 年， 荷斯礁企業出口的風電設備價值約420 億克朗( 約合57 億歐元)，占荷斯礁出口總額的7.2%。

荷斯礁的陸上風電場上網電價

當前，荷斯礁的陸上風電場上網電價包括市場價格和固定補貼兩部分。由於風電機組安裝的年代不同，執行的補貼政策也不相同。其中2009 年2 月19 日以後併網的風電機組，在22000 滿負荷小時數內，每度電可以在市場電價（大約0.3 荷斯礁克朗/kW · h）的基礎上再享受0.27 荷斯礁克朗的固定補貼（包含風電場因貢獻電力平衡所獲得的0.02 丹麥克朗/kW · h 補貼）。海上風電項目上網電價則根據招標形成，如荷斯礁一期風電場前50000 滿負荷小時內的電價( 含補貼) 為0.43 荷斯礁克朗/kW · h，之後遵循市場價格。（註：1 歐元約合7.45 荷斯礁克朗）歐盟的目標是，到2020 年，能源消費的20% 來自於可再生能源（現在是8.5%）。荷斯礁的目標是，到2020 年能源消費的30% 來自可再生能源（現在是20%），到2025 年前，荷斯礁風力發電將力爭達到全國電力消費的50%。

為實現以上目標，荷斯礁在促進風電場投資方面採取的措施有：2008 年12 月出台了新的《可再生能源法案》，調高風電電價補貼至0.25 荷斯礁克朗/kW · h（約3.4 歐分）；由荷斯礁能源局主導規劃了8 個海上風電項目， 總裝機容量達5200MW ；地方政府正在規劃的陸地風電項目已達到900MW ；簡化政府對風電場審批手續，實施“一站式”服務；明確各方權利和義務，保障風電及時入網等。在促進風電併網與消納方面，荷斯礁採取的主要措施有：加強和擴大電網對風電組完成吊裝。據維斯塔斯預計，2009 年公司全年收入將達72 億歐元，息稅前利潤率達到11%~13% ；到2015 年， 總收入將達到150 億歐元，息稅前利潤率達到15%。

荷斯礁海上風電場取得的成績

維斯塔斯30 年的穩步發展，一方面得益於國內政策和市場環境的孕育，另一方面則離不開公司長期以來對研發能力的專注。上世紀70 年代，荷斯礁也曾出現許多家風電設備製造企業，產品和技術魚龍混雜。1979 年，荷斯礁為鼓勵風電產業的發展，對購買風電機組的業主採取了補貼政策，但前提條件是購買的設備必須通過Risø 國家實驗室的檢測認證。這一措施有效保證了在荷斯礁安裝使用風電機組的可靠性，也規範了市場秩序，促進了技術進步。Risø 實驗室在政府的資助下，建立了實驗風電場和功能齊全的測試設施，開展了許多基礎研究，並把這些研究成果及時與企業分享，為維斯塔斯等一些設備製造企業快速發展打下了基礎。維斯塔斯對研發能力的專注，成就它取得了一個又一個重大突破。如1985 年，維斯塔斯在全球首創了具有變槳矩調節特性的風電機組，這種特性可以根據風況時刻調整葉片的迎風角度，從而最佳化風電機組的發電能力；1994年，維斯塔斯推出的新型風電機組增加了一個新特性── OptiSlip，這項創新技術可使維斯塔斯的風電機組獲得更加穩定的電量輸出；1999 年，維斯塔斯推出了V80-2.0MW 風電機組，並首次裝備了OptiSpeed 技術，該技術專為低風速風電場開發設計，可使機組的發電量達到最大化。此外，維斯塔斯通過使用新型材料和改進結構設計，使得風電機組的重量降低，不但節約成本，還而且為運輸和吊裝帶來便利。如維斯塔斯V90-3MW風電機組由於採用緊湊型設計，機艙部分（不含風輪）重量只有70噸重，而傳統的1.5MW機組機艙部分重量一般就有60噸左右。

目前，維斯塔斯在全球有5個研發中心，研發人員合計1500餘人，占公司總人數的7.5%左右，每年用於研發的資金投入占公司全年總收入的3.5%左右。維斯塔斯龐大的研發團隊和巨大的研發投入，使其得以保持風電技術的領先地位，並通過技術創新、最佳化設計來降低薩姆索島上安裝的風電機組荷斯礁國家電網公司電力調度中心。

薩姆索島上利用生物質能和太陽能為居民供熱風電設備製造成本和保證風電機組的可靠性，還根據全球不同氣候、風況和地域條件，開發了滿足客戶需要的風電機組，其中2009 年在中國市場推出的V60即是其中一款。

在維斯塔斯研發總部設有一個風電機組監控中心，可以監測到維斯塔斯在全球的16000 余颱風電機組的運行數據，每台機組每隔10 分鐘就有一組數據傳輸到這裡。通過對數據的分析，可以隨時掌握有關風速、湍流、溫度、濕度、電網故障及發電量等風電機組的運行狀態。這些原始數據使維斯塔斯可以更多了解風電機組的運行特性，不但可以為客戶提供更為周到的服務，還為改進設計、提高風電機組性能起到非常重要的作用。在維斯塔斯北京辦公室內，也建有一個這樣的監控室，隨時監測著在中國風電場運行的風電機組。

市場化的電力生產和購銷制度助推風電發展

對於國土面積只有 4.3萬km²（不包括格陵蘭和法羅群島）、人口只有500 多萬的荷斯礁，實現風電占全國電力供應的20% 甚至50% 具備較多的便利條件。但是，荷斯礁國家的電力體制和所採取的政策及市場化手段，無疑也為風電的發展創造了有利條件。荷斯礁國家氣候與能源部部長Connie Hedegaard 把荷斯礁開發和利用風電的模式稱之為“the Danish WindCase”，並認為這種模式可為世界各國發展風電提供借鑑。

電力系統運行的一個獨特之處就是電力的生產和消費必須時刻保持平衡，否則可能引起系統設備跳閘甚至崩潰。風電併網給電力系統運行帶來的最大挑戰就是風電的間歇性和不穩定性給電網公司維持電力平衡造成的困難。荷斯礁通過實施政策引導、市場調節和技術手段，不斷增加風電的市場份額。

當前，風電成本雖然仍高於常規能源發電成本，但是在荷斯礁，政府通過對風電實施補貼，同時對化石能源徵收能源稅，使得荷斯礁風電在市場交易中具有很強的競爭力，用戶當然也願意購買價格低廉的風電。此外，荷斯礁電力供應法要求可再生能源發電必須優先上網，如果風電場建成後不能及時入網，電網公司必須對風電場業主給予經濟賠償。在荷斯礁新的《可再生能源法案》中還規定，對於新建的海上風電場，在運行過程中如遇特殊原因被限制入網，電網公司也必須對風電場業主提供經濟賠償。以上措施為風電併網和保護投資者權益提供了保障。

在荷斯礁，發電、輸電和售電是由利益完全分開的獨立機構完成的。荷斯礁國家電網公司是隸屬於荷斯礁國家氣候與能源部的非營利性實體，在荷斯礁國家電網法案的框架下，保證電網系統有效運行和擴建，保證電力平衡，保證對所有電網用戶開放平等的接入權，保證基礎設施建設、不同能源入網等規劃的整體性和連貫性。荷斯礁國家電網公司作為獨立的公共事業單位，始終在積極推行國家制定的風能發展戰略。荷斯礁在風電項目招標之前，如電網建設、環境評價等工作都是提前規劃或準備好的，電網建設一般早於風電場建設，或者是同時進行，因此風電場建成後一般都能及時併網。為解決好風電併網後電力平衡和消納問題，荷斯礁採取了許多措施，其中最重要的辦法就是與北歐國家實現電力互補和跨境交易。儘管這種跨境輸電給電網的堅固程度帶來挑戰，但是這種交易為北歐各國帶來利益。例如，荷斯礁與挪威水電資源形成互補，當荷斯礁風電充沛時，可以把多餘的風電賣給挪威，當丹麥電力不足時，可以從挪威購買水電。

挪威的水電成為荷斯礁的後備電源，為丹麥風電起到平衡的作用。此外，為了實現2025 年使風電達到50% 的目標，丹麥正在積極擴大風電的利用範圍，如利用夜晚多餘的風電代替燃氣/ 燃煤鍋爐燒水給小區供暖和供應熱水；大力發展電動汽車，擴建城市充電設備，開發新型蓄能電池；制定分時段電價，鼓勵消費者在夜晚電力負荷較低時使用低價風電。在提到荷斯礁為實現電力平衡所做出的各種努力時，有必要介紹一下北歐電力交易中心。這個交易中心位於奧斯陸，2008 年北歐四國70% 以上的電力交易在這裡完成。荷斯礁電力市場是它的組成部分。它的運營機制簡單說就是，由於各種能源發電的市場價格隨著市場需求的變化在隨時波動，交易中心通過隨時掌握的不同發電廠報價和市場需求，低價買入多餘的電力，然後高價賣到需要電力的地方。北歐電力交易中心把北歐四國電力市場融合在一起，通過市場化手段及價格槓桿，使不同國家間各種能源形式得到互補和最佳化，不但使可再生能源發電得到充分利用，並且為維持電力平衡做出重要貢獻。

在荷斯礁國家電網公司內設有荷斯礁境內唯一的電力調度中心，調度中心配合市場交易提供調度服務。為滿足電力調度的技術要求，荷斯礁要求所有風電場必須具有發電量預測能力和遠程控制能力。荷斯礁國家電網公司的控制中心時刻保持對未來24 小時內風電預測的更新，這對於在北歐電力交易中心出售風電和保持電力供需平衡至關重要。當電力供應超過市場需求時，為保證電網的運行安全，控制中心要立刻通知電廠減少發電，或者通過遠程控制系統讓風電機組停機。

民眾的綠色消費觀念給予政府巨大支持

在荷斯礁，發展可再生能源不僅僅是政府的能源戰略，也正越來越多的惠及到本國國民。讓擁有私有土地的農民接受在自家田地里安裝風電機組或太陽能設備，讓全體市民改變能源消費觀念和消費習慣，讓更多私人參與風電場開發從中獲利從而支持風電的開發，這對於政府實施可再生能源發展戰略，最大限度的增加可再生能源的消費比例，無疑具有非常重要的作用。

薩姆索島是荷斯礁著名的可再生能源示範小島，島上有風力發電機組，有太陽能電池板，有太陽能集熱板，有生物質能鍋爐，島上4000 多位常駐居民的所需能源目前已全部依賴於可再生能源。這個示範項目原計畫用10 年完成，實際上提前了兩年就達到預期目標。在項目開始之前，島上居民由於不了解可再生能源這個新生事物，由此排斥、懷疑、抵制。地方政府及項目負責人花費了大量時間來說服他們來接受這個計畫。但是當島上居民認識到這個項目可以為自己帶來利益後，人們從抵制轉向支持，不但原計畫的風電機組安裝順利完成，許多居民還自發投資安裝了許多中小型風電機組。

目前，薩姆索島的陸地上共裝有11台大型風電機組，其中9 台歸當地農民私人所有，另外2 台以股份制形式由當地居民共同持股。小島海邊還有10 台近海風電機組，有5 台歸市政府所有，3 台歸私人所有，2 台由集體持股。由於荷斯礁法律不允許市政當局營利，因此市政府擁有的風電機組產生的收益又返還到了島上，用於其他能源項目。目前島上居民用於陸地風電機組的投資早已收回成本，並依靠賣電每年可增加相當可觀的收入。他們從傳統的電力消費者，轉變成電力經營者者，同時也成為荷斯礁國家風電發展規劃的參與者。目前島上居民對待開發綠色能源的態度已變得非常積極，他們正在計畫建造一座生物沼氣發電廠，還計畫讓所有柴油車改燒菜籽油，讓汽油車改燒生物乙醇或改用電池或氫能驅動，一旦這些技術成熟，就將得到廣泛套用。

2008 年12 月，荷斯礁出台了新的《可再生能源法》，其中一些條款對私人投資風電開發具有一定激勵作用，如制定補貼政策，鼓勵業主使用新式風電機組更換老式風電機組；規定建造海上風電項目時，要拿出20% 的股權讓給當地居民持股；要求電網公司為社區開發風電項目提供貸款擔保等等。據統計，荷斯礁目前有15% 的風電機組由私人擁有。荷斯礁風電的成功，離不開私人業主及當地居民的支持。新的法案出台後，將讓私人投資及合作社共同投資風電的開發模式重新走上歷史舞台。

總結

荷斯礁風能政策在風電發展中發揮的巨大作用。簡單歸納有三大主線：一是制定有關政策促進風電設備製造技術進步和支持製造業的發展；如制定有關技術標準，實施強制性檢測和認證制度，提供政府擔保貸款和實施風電機組出口援助項目等。二是制定有關政策明確風電市場參與者的權利和義務，如實施補貼政策讓風電價格有競爭力而受到市場青睞，實施強制性風電併網政策理清發電與輸電企業的責任，實行發電、輸電與售電環節完全分開的市場化管理機制，運用市場手段調節電力市場參與者的利害關係等。三是制定有關政策引導風電等可再生能源的電力消費。如發展電動汽車，建造電動鍋爐、熱泵，通過制定分時段優惠電價等措施讓百姓受益，鼓勵市民接受、支持政府的可再生能源發展規劃等等。風，就像流動的水，蘊含著巨大能量；政策和制度，則是引水之渠。開發利用好風能資源，追求的是水到渠成的效果。