世界各国海上风力发电现状分析

第一节 美国海上风力发电分析

一、美国风电产业发展速度领先世界

根据美国能源部（DepartmentofEnergy,DOE）于2007年6月1日发布的报告,2006年美国风电装机容量增长了27%,仍然是世界风电产业中发展最为迅速的国家之一。2006年,美国的风电装机容量达到了2,454兆瓦,连续第二年成为装机容量增长最快的国家。全球风电装机容量增长的平均速度是16%,增长速度紧随美国其后的分别是德国、印度、西班牙和中国。美国能源部高效能源与可再生能源机构秘书长AlexanderKarsner说：“对于布什总统提出的先进能源（AdvancedEnergyInitiative）的重大倡议,我们一直通过增加对可持续发展的、清洁的、节能的和可再生能源的使用,从而贯彻执行该倡议。我们希望保持风力发电发展的良好势头,争取在新的一年再创新高。”

二、美国风力发电法规和政策

1、电力收购法规保障

美国是现代联网型风电的起源地，同时也是最早制定鼓励发展风电（包括其它可再生能源发电）法规的国家。1978年通过的公共电力管制政策法，为风电的市场需求提供了法律保障。该法鼓励独立、小型发电公司建设和经营热电厂、可再生能源发电厂，这些发电设施被称为合格发电设施，风电是其中之一。该法案要求公用电力公司必须按“可避免成本”购买合格发电设施所发电力。美国联邦政府把确定“可避免成本”的权利委托给各州政府。加州在内的几个州都制定了“可避免成本”为基础的购电合同。如在1982－1988年之间，加州的公用电力公司按照标准合同4收购合格发电设施的电力。合同期限可以至少20年，前10年按照固定价格收购，10年后购电价格转为电力公司的短期可避免成本。

2、强制市场准入机制

最近几年，美国一些州实行一种新的可再生能源发电强制市场政策—可再生能源配额制。这一制度要求实施地区的电力消费中必须有规定比例的可再生能源电力，由电力供应公司承担这个义务。没有完成义务的公司可以向超额完成义务的公司购买，通过转让的方式来完成义务，称之为义务交易。绿色证书就是为了便于义务交易而设立的一种有价票证。规定一个证书代表一定量的可再生能源电量，通过绿色证书交易市场形成绿色证书的价格。可再生能源发电公司的收入除了销售物理意义上的电力所得，通过在绿色证书市场上出售证书获得另一部分收入。

3、经济鼓励激励政策

1）投资补贴政策

20世纪80年代早期，美国对风电项目实行投资补贴政策，当时联邦与州政府的投资补贴加起来大约可以达到总投资的50－55%。在公共电力管制政策法规定的“可避免成本”购电合同联合作用下，启动了一批风电项目。而投资补贴政策促使投资者偏重于获得补贴和安装设备，造成一些项目性能很差。目前在美国只有少数州还在采用直接投资补贴的政策。1992年，美国能源政策法实行按发电量进行补贴，以鼓励投资者提高项目的性能。

2）价格补贴政策

1992年，美国通过能源政策法取消了联邦政府对风电的投资补贴，转而对风电进行生产补贴。法案规定对风电等可再生能源发电给予1.5美分/千瓦时的价格补贴。从项目投产起补贴10年，并随通货膨胀率调整补贴价格。从风电项目的全经营期核算，相当于降低了25%的风电成本。美国风电机组安装有两个高峰年，都出现在这一政策期内，这说明补贴政策对风电项目很重要。一旦经济补贴政策取消，风电发展很快就会慢下来。

3）税收优惠政策

税收优惠是一个重要的鼓励发展可再生能源的手段，美国实行的可再生能源（包括风电）生产税收优惠表现为价格补贴的形式，其本意是对可再生能源税收的返还。

三、美国将兴建首座海上风电站

美国首座海上浮力风力发电站将由BWW公司在特拉华州的近海上兴建，该电站的兴建，使BWW公司成为特拉华州米尔斯伯勒NRG能源公司的强大竞争对手。NRG能源公司在当地建有印第安河火力发电站。美国首座计划建设中的海上风力发电站，发电能力为500兆瓦，1日可满足50万户家庭的电力需求。该电站将建在距海岸20千米的海上，将安装200套涡轮设备，工程预计2012年完工。届时该电站将成为世界第2大海上风力发电站。目前全球有17座海上风力发电站，其中大部分建在欧洲。风力发电的支持者强调，风力发电不会产生温室气体的排放，而且利用的是免费的风力资源。不过，环境保护人士也指出，该风力发电站的建设计划缺少对建设费、可靠性以及对鸟类、鱼类等海洋生物和环境影响的说明。2006年，拥有海上风力发电站，风力发电量居世界第5位的丹麦发表报告指出，海上风力发电站的选址调查是非常重要的，在充分考虑建设海上风力发电站有可能对野鸟和海洋生物所带来的影响后，海上风力发电站应该继续建设。目前，美国的风力发电量排在德国、西班牙之后，居世界第3位。

第二节 德国海上风力发电

一、德国风电建设情况

2006年德国全国安装的风力电机发电容量总计达223.3万千瓦，比上年的180.8万千瓦增长了23.5%。

2006年德国新安装的风力发电机共1208台，新增发电容量超过2004年的203.7万千瓦。

目前，德国全国运营的风力发电机总数为1.8685万台，总发电容量为2062.2万千瓦，比2005年增长了11.2%。德国1年风力所发电量达306亿千瓦时，已占国内电力总需求的5.7%，创历史最高记录。

政府已经制定目标，到2010年，德国可再生能源所发电量占国内电力消费的比例要提高到12.5%。

二、2007年德国着力开发海洋风力发电

2007年9月9日，尘封多年的德国海洋风力发电项目得以重新启动，德国将在北海建设首座风力发电园，并铺设一条70公里长的电缆将电力传送至德国本土。

此项目由总部设在杜塞尔多夫的Eon公司负责承建。此风力发电园由Eon公司、柏林Vattenfall电力公司和奥登堡EWE公司联合经营，选址于Borkum岛以北45公里、水深30米处。每台单机装机容量高达5兆瓦风力发电机已经开始制造，基础设施建设工作已经启动。于2008年夏秋季，12台风机将建成发电。德国联邦政府将为该项目提供5000万欧元的财政支持。

三、到2011年德国将建100多个海上风力发电机组

德国最大的能源集团E.ON公司日前宣布，到2011年，该公司将在北海和波罗的海兴建100多个海上风力发电机组，总装机容量达到700兆瓦，超过全球现有海上风力发电装机容量的总和。

公司将在可再生能源领域投入30多亿欧元。有500兆瓦装机容量的发电机组将建在德国海域，另外200兆瓦的发电机组计划在丹麦沿海兴建。

近年来，德国政府大力提倡开发海上风力发电，其目标是到2020年海上风力发电总装机容量达到两万兆瓦，满足德国15%的用电需求。目前德国海域还没有风力发电机组。

第三节 西班牙

一、西班牙风电建设情况

近年来，西班牙风电行业发展迅速，已成为世界第二风电大国。2004年西班牙新的风电装机容量为1920兆瓦；2005年西班牙新的风电装机容量为1680兆瓦。截止到2005年底，西班牙已建风电场436个，装机容量达9950兆瓦。西班牙风力资源丰富。据初步测算，西班牙可利用的陆地和海洋风能为40000兆瓦。2004年西班牙风力发电量为141.78亿千瓦小时，占西班牙发电总量的5.5%。据最新统计，2005年西班牙风电发电量为200.26亿千瓦小时，比上年增长了28.5%。目前，风电约占西班牙电力消费的6%，在风力发电高峰期有时高达24%。根据规划，2011年风电占西班牙电力消费总量的16%。西班牙风电的迅速发展促进了风电设备生产企业的壮大，西班牙风电设备生产企业在国际市场上的份额不断增加，目前已达20%左右。目前，西班牙从事风电设备生产、销售、安装、维护以及风电开发、风电技术和金融服务、风电可行性研究、风电审计等业务的公司共计550多家，直接就业人数3万多人，间接就业人数7万多人。Gamesa公司是西班牙最大的风力发电设备生产企业，在国际市场的份额约为18%，世界排名第二，仅次于丹麦的Vestas公司，2005年Gamesa决定在天津投资生产风电设备。西班牙主要风力发电设备生产企业还有Vestas西班牙公司、GE西班牙风能公司、Ecotecnia公司、Navantia-Siemens西班牙公司、ACCIONA风电公司等。

二、2007年西班牙允许修建海上风电场

西班牙政府近日批准立法，将允许在西班牙辽阔的海岸线上修建海上风能发电场，以推动可再生能源使用。西班牙是陆基风能发电的主要生产国，拥有约4000公里的海岸线。虽然成本要比陆基风能发电场高，但是海上风能发电场可以利用更强和更加稳定的沿海微风。但是批评人士担心，海上风能发电场会破坏风景，对渔业造成不利影响。为减少这些方面的影响，西班牙政府称海上风能发电场工程需要获得环保部门的批准。

第四节 日本风力发电及海上风力发电发展概况

1、日本风力发电发展

日本曾有一度流行“日本没有风，东京没有风”的观点，致使风力发电技术起步晚，早年发展速度也较慢。但据调查，日本不少地区年均风速都在6m/s之上，因此制定了2010年风机装机容量达到3GW的目标。近年的发展逐渐提速，相应的技术也正在研发中。到2006年底，日本风电机组增加到了900台，将近1GW。而据荒川忠一会上介绍，目前日本累计风力发电装机量已超越1GW。这样的发展状态归功于日本RPS法—新能源等电气利用法等法规的保障，日本新能源和产业技术综合开发机构NEDO以及现场调试技术的共同支持。截至2006年底，亚洲地区风电装机容量最高的三位是印度、中国和日本。日本正进行风力发电的宏伟规划，待2010年风机装机容量实现3GW的目标之后，还大力发展海上风电，拟在2020达到10GW，2030年达到20GW。日本根据国内的风力资源推测可开发的风电容量达30GW。但还有后续电力系统入网，海上风机的渔业权等问题有待解决。此外，产业界也积极行动起来，4家制造商和日本东京大学2个院系一起成立了可持续发展研究协会，并制定了电力能源利用的远期规划。

2、技术状况

荒川忠一教授研究的是“基于气象预测的系统”，是日本风电技术发展的亮点之一。该系统利用从风场得来的在线数据和气象局提供的数值气象数据，按需综合地形、粗度、风机分布等详细的数据，建立新模型来预测发电量。主要方法—次日预测法，是在早上6点预测第二天24小时的情况，其精度高于持续模型约30%；当日预测法是每30分钟预测24小时的情况，其精度高于持续模型约20%，绝对误差在15%之内。在进行了这样可靠性很高的发电量预测系统下，可以减轻电力公司调整的负担，促进风机的入网。

类似的系统，已由丹麦、德国、西班牙等地开发，对风机的入网起了积极的效果。但是，欧洲地形平坦，在流体力学中线形近似模型就可以达到很好的预测效果。而日本则面临地形复杂，大多是非线性近似这样的问题，不能直接使用欧洲开发的预测系统，荒川忠一介绍，需要设计适合日本的模型。日本其它风力发电方面的研发工作包含开发适合日本地理环境的新型风机。三菱重工的2.5MW机组适合于风力较弱的地区，富士重工的2MW机组适合于山岳地区，采用上行风下亦能保持机组性能的下行式机器。这两种机型都带有长期停电也能使回转仪退回安全位置的机构。在1kW的小型机组（名称：AirdolphinMark-Zero，适合高原地区民用，制造成本高但安装成本低）或10MW的大型机组中，都在考虑应用碳素纤维材料，因为该材料质量轻，强度高，有助于提高机组整体性能。关于海上风力发电用机组，目前研究的是水深20米的着底式风机，今后将逐步向水深100m的目标挺进。技术研发方面，主要同丹麦的risoe实验室及Vestas公司密切合作。近来“漂浮式海上风力发电”成为引人注目的研发内容。

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