世界海上风力发电现状与英国的成功经验

1、全 球 瞭 望Global Outlook世界海上风力发电现状与英国的成功经验罗承先（中国石化集团公司经济技术研究院，北京100029）摘 要：世界风力发电高速发展，陆上风力发电逐步在世界普及。我国正在大力发展海上风 电，但海上风电进展缓慢。欧洲海上风电开发最好的是英国，英国有世界最多的海上 风力发电设施，是第一大海上风电装机总量国家，计划至2020年设置7 000套以上海上 风力发电机组，电力供应将达到英国全部电力消费的1/3。其成功经验为我国提供了启 示和借鉴。关键词：海上风力发电 海上风电场 可再生能源 FiT-CfD2004年以来，世界风电产业加速发展，市场 规模扩大。据全球风能理事会

2、（GWEC）发布的2013年风电发展年报1显示，2013年全球风 电累计装机容量为31 813万千瓦，新增3 546万千 瓦。2013年全球风电累计装机容量超过2 000万千 瓦的国家共5个，中国、美国和德国居前三名，分 别为9 142万千瓦、6 109万千瓦和3 425万千瓦。中 国、德国、英国列新增装机容量前三名，分别为 1 610万千瓦、324万千瓦和188万千瓦。欧洲2013 年增长率为8%，增长主要集中在德国和英国。近 年来欧洲逐渐由发展陆上风电转向加快海上风电 开发，但海上风电有项目施工复杂、配套设施建 设周期较长等特点，也是导致2013年欧洲风电装 机增幅下降的原因。美国和中国开

3、始大力发展海 上风电，但中国海上风电进展迟缓。欧洲海上风 电开发最好的英国，其成功经验为我国提供了参 考借鉴。1 世界主要国家海上风力发电现状2，3从1990年第一台单机容量220千瓦的近海示 范风电机组问世到现在，海上风电的发展历史已 走过20多年。截至2012年末，已有13个国家设置 海上风电设施，累计装机约541.5万千瓦，90%在欧洲。据丹麦咨询公司BTM报告统计，2013年全 球海上风电新增装机容量1 721兆瓦，为历年装机 最多的一年。欧洲新增的海上风电场项目主要分 布在英国、德国、比利时、丹麦和瑞典。除了欧 洲，在中国和日本有3个小型的商业性海上风电项 目。2012-2013年全

4、球海上风电装机情况及2013年 投入运营的海上风电场，分别见表1、表2。按装机总量英国是第一大海上风电装机国 家，其次是丹麦、比利时、德国。目前，世界五 大海上风电场如表3所示，英国装有世界最多的海 上风力发电设施，2012年末达到近300万千瓦。其 次是丹麦、比利时、德国。亚洲的中国、日本、 韩国也开始建设海上风力发电设施。欧洲风力能源协会（EWEA）公布的2013年 上半年并网海上风电设施如表4所示。共277台（1 045兆瓦）的海上风力发电涡轮机实现并网， 较上年同期的522兆瓦约增长1倍。在此期间实现 并网的风电场有7处，分别是Thornton Bank（比收稿日期：2014-05-0

5、8。作者简介：罗承先，1962年毕业于四川大学化学 系，高级工程师。长期从事石化经济研究工作，已 发表论文数十篇。罗承先. 世界海上风力发电现状与英国的成功经验全 球 瞭 望Global Outlook表1 2012-2013年全球海上风电装机情况项 目2012年新增/MW2012年累计/MW2013年新增/MW2013年累计/MW英国7562 8618053 666丹麦0832.94001 232.9比利时184.5379.5186565.5德国80278230508中国110319.936355.9荷兰0246.80246.8瑞典0163.348211.3爱尔兰025025日本001616

6、挪威02.302.3葡萄牙0202全球总计1 1315 1111 7216 832资料来源：北极星电力网新闻中心，2014-04-30。表2 2013年投入运营的海上风电场（不含小型测试风电场）国家风电场装机情况基础形式总装机量/MW整机商英国London Array Phase1121×3.6MW,Siemens单桩435.6Siemens英国Lincs75×3.6MW,Siemens单桩270Siemens英国Guneet Sands 32×6MW,Siemens单桩12Siemens英国Teesside27×2.3MW,Siemens单桩62.1S

7、iemens英国Gwynt y Mor7×3.6MW,Siemens单桩25.2Siemens丹麦Anholt111×3.6MW,Siemens单桩399.6Siemens德国BARD Offshore 1-46×5MW,Bard三桩230Bard比利时Thornton Bank 二期18×6.15MW,Senvion导管架110.7Senvion比利时Northwind25×3MW,Vestas单桩75Vestas瑞典Karehamn16×3MW,Vestas混凝土48Vestas日本Kamisu近海二期8×2MW,Hit

8、achi单桩16Hitachi中国国电滨海潮间带项目18×1.5MW,联合动力27联合动力中国龙源如东潮间带实验风电场项目扩容2×4.5MW,远景能源多桩/单桩9远景能源资料来源：北极星电力网新闻中心，2014-04-30。设备名国家规模/MWLondon Array英国630大Gavinton英国504Anholt丹麦400BARD offshorel德国400Walney英国367.2表3 世界五大海上风力发电场资料来源： ENECO，2014，47（1）：56-59。利时）、Gunfleet Sands3、Lincs、London Array、 Teesside（均位

9、于英国）、Anholt（丹麦）、BARD Offshore1（德国）。10处风电场共安装涡轮机254 台，比上年同期增加20。欧洲风能协会公布， 截至2013年6月底，在欧盟9国及挪威的58个风电 场中，共有涡轮机1 939台，合计6 040兆瓦的海上 风力涡轮机实现并网。另外，还有18个合计5 111 兆瓦的风电场正在建设之中。全 球 瞭 望Global Outlook表4 2013年上半年部分国家海上风力发电设施新建情况项 目英国丹麦德国比利时瑞典西班牙合计发电场数量61721118涡轮机设置量8293521881254并网涡轮机数量14698211200277并网设备容量/MW513.5

10、352.8105.073.8001 045.1资料来源：日经BP社，2013-09-05。海上风力发电令人注目，一是不排放CO2，已 成致力解决气候变暧问题的主要手段之一。比之 其他可再生能源，海上风力的发电量大、对景观 影响小、噪音等也没有大的问题。例如，占世界 海上风力发电设施90%的欧洲，在北海5%以内海 面设置海上风电设施，就可达到现行欧洲电力需 要量的1/4。据报导，我国可设置7.5亿千瓦海上风力发电 设施，沿岸至海上25千米为2亿千瓦。考虑到渔业 等问题，现实可设置量为4亿千瓦。中国政府按 2011年开始的5年计划2，决定至2015年设置500 万千瓦的海上风力发电设施，至2030

11、年3 000万千 瓦。我国陆上风电已达7 100万千瓦，但2011年末 时海上只不过26万千瓦，2012年末39万千瓦。国 家已批准建设的395万千瓦建成的可能性大，但可 能难于达到500万千瓦的目标。按固定价格收购制 度海上风力发电的价格0.620.74元/千瓦时，仅 稍高于陆上风力发电的0.510.61元/千瓦时，不 可能弥补成本差异是其重要原因。2012年世界风力发电消费和装机容量前10位 的国家欧洲占6位，这6个国家合计风力发电消费 占世界的29.4%，装机容量占世界的29.0%。同 时，欧洲大力推进海上风力发电高速增长。世界 最大海上风力发电场London Array4的装机容量 6

12、3万千瓦，2013年4月6日开始运转，能力相当于1套核能发电机组。欧洲风力发电协会提出2020年 海上风力发电设备能力目标4 000万千瓦，2030 年达到1.5亿千瓦，欧洲正大规模建设海上风力 发电场。欧盟为达到2020年可再生能源所占比率20% 的目标5，对其下属国家课以有法律约束力的目 标值。在可再生能源中风力是最有竞争力的，但 由于陆上适宜风力发电地区逐步减少、北海油田 产量逐步下降，欧洲风力发电正从陆上向海上转移。欧洲海上风力发电始于1990年瑞典设置的一 套 220千瓦的风力发电机组。随后，2000年丹麦建 成商业性海上风力发电场Middelgrunden，风场离 海岸2千米，2

13、000千瓦风电机组20套。欧洲是世界 发展海上风电的先驱和海上风电产业的中心6，拥 有先进核心技术，海上风电建设正朝着大规模、 离岸化、深水化方向发展。海上风机制造商也基 本都在欧洲，如德国的西门子（Siemens）公司和 Repower公司、丹麦的Vestas公司等。从1991年至 2009年欧洲建设并投入运营38个海上风电场，装 机容量达到2 050兆瓦。受福岛核事故影响，德国决定2022年关闭 全部核电站，可再生能源发电的比率将由现在的 17%扩大至2020年的35%，投资50亿欧元建设10 个大型海上风电场，设置从北海到慕尼黑、斯图 加特等南部工业区的干线电网。德国已制定大规 模发展海

14、上风力发电事业的国家目标7，计划在北 海建设23个、波罗的海建设9个海上风电场，预计 到2030年海上风力发电容量达2530吉瓦。丹麦 议会以多数票通过去化石燃料与绿色能源转换的 新能源计划8，到2020年电力消费的50%由风电提 供，大规模设置海上风力发电等设施，能源消费 量比2006年削减12%以上，至2020年CO2排放量比 1990年削减34%。最近丹麦议会决定，选定博恩 霍尔姆和斯莫兰兹海等6处建设6个沿海海上风电 场9。按议会的决定，丹麦的海上风力发电设备容 量接近政府目标的500兆瓦。能源厅按决定项目招 标，在指定海域建设450兆瓦风力发电场，同时， 风力发电机公司采用新技术，生

15、产用于研究的50 兆瓦发电机。选定的6个风力发电场可能采用该新 型风力发电机。目前，作为欧洲海上风力发电“火车头”的 英国10，到2020年政府开发海上风力发电目标为 3 300万千瓦，投资共1 000亿英镑，仅输电网建设罗承先. 世界海上风力发电现状与英国的成功经验全 球 瞭 望Global Outlook达154亿英镑，计划至2020年设置7 000套以上海上 风力发电机组，电力供应达到英国全部电力消费的 1/3。其中，英国能源气候变化部（DECC）批准11， 在英国东部面邻北海的Norfolk州海上新建两个海 上风电场。这两个海上风力发电场设备容量超过 1 吉瓦，投资提高到约30亿英镑，

16、具备供应73万家 庭用电的发电能力。由此，英国运转、在建和批 准的海上风力发电设备容量合计6.6吉瓦（其中运 转的1.9吉瓦）。按照2011年公布的英国可再生能 源路线图，至2020年最大建设18吉瓦的海上风力 发电设施。为什么英国能如此高速发展海上风力 发电事业，以下对其成功经验做出简要归纳。2 英国发展海上风力发电的成功经验12英国是世界上海洋风能资源最丰富的国家之一，其海上风电业于2000年12月起步，在短短10 多年内已经发展成为全球海上风电大国，已培育了 一批具有较强竞争力的海上风电建设和运营企业， 并为英国经济的发展和低碳化做出了重要贡献。 2.1英国海上风力发电开发政策英国开发海

17、上风力发电始于上世纪末，2000 年初次建成验证装置，同年进行开发场地招标。 据2012年的报道，经3次招标，约2.5吉瓦设备运 转，年发电量6 100兆千瓦时。包括计划内项目的 设备容量10吉瓦，加上第3次招标，合计32吉瓦的 项目在开发区域中标承建（见表5），计划建设离 岸远、深水、大规模的海上风力发电场。再加上 2009年已签订租赁合同场地扩大招标，合计设备 容量达到48吉瓦。投资总额估计1 500亿英镑，其 中第3次招标1 000亿英镑。表5 英国海上风力发电招标概况招标期年份合计设备容量（项目规模）中标企业数场地数定 位现 状第1期20011GW（平均100MW）18家企业、18个场

18、地（30套）领海内，离岸距离213km，水深421m大部分建设完成第2期20037.2GW（平均400MW）12家企业（企业集 团），15个场地领海内，水深最大35m预定2008-2014年建设完成第3期201032GW（平均1GW）9家企业（企业集 团），9个水域排它性经济水域，离岸距离20160km，水深3553m2014年以后建设，预定2020年前运 营，目前处于申请前期阶段资料来源：-経済，2013年9月，39（3）：70-97。2.1.1 能源及应对气候变化政策和引入可再生能 源目标早期英国没有制定专门的海上风力发电目 标，但制定了能源、气候变化对策和引入可再生 能源目标，海上风力发

19、电是达到引入可再生能源 目标的重要组成部分。2008年制定气候变化法（Climate Change Act 2008），规定到2050年温 室气体排放比1990年减少80%、2020年减少34%。 基于欧盟（EU）的EU可再生能源令（2009/28/ EC），决定各个成员国至2020年引入可再生能 源的法定目标（英国的目标15%）。按达到目标 计划书（NREAP），英国可再生能源占发电总量 的比率提高到31%（2010年为9%），计划2020年 时海上风力发电设备容量约13吉瓦，占可再生能 源发电设施（约38吉瓦）的1/3。英国重视海上 风力发电的重要原因：资源潜力大。按英政府 2011年7月

20、制定的“可再生能源路线图”，至2020 年国内引入潜力估计最大26吉瓦（中间值11吉瓦18吉瓦）、2030年40吉瓦。国民对陆上风力发 电的认可度低，也是转向海上风力发电的重要因 素。20世纪末到21世纪初，因景观、噪音等问题 引发居民对陆上风力发电的强烈反对，项目认可 比率低迷。近年来，英国深刻认识到海上风力发 电在噪音、景观等方面不直接影响居民，还可设 备大型化。2.1.2 法定框架1）主管机构明确化为可能开发海上风力发电，必须规定海洋/ 海底土地和资源的归属与权限。按2004年制定的能源法，海上大气及水流（风力、潮汐、波 力）生产能源且输送其能源等可利用海域、超越 领海的排它性经济海域被

21、指定为“可再生能源海 域”。指定英国王室的资产管理公司The Crown Estate为实施可再生能源海域开发许可证的发放 机构。The Crown Estate从开发商手中获得海上风 力发电场地租赁费、许可证费。因此，The Crown全 球 瞭 望Global OutlookEstate是海上风力发电事业成功与否的直接经济利 害主体，大量参与其后的调查和体制建设。2）大规模基础设施建设许可证制度2 0 0 8 年 制 定 的 计 划 法 （ T h e P l a n n i n g Act），引入 “国家重要性高的基础设施项目（NSIP）”政策框架。100兆瓦以上的海上风力发 电设施被指

22、定为NSIP，配合上述政策目标形成顺 利实施许可证手续和利弊调整的制度。但NSIP框 架许可判断基准及手续统一明文化，据此由中央 政府主导推进重要的基础设施建设，形成推进海 上风力发电设施建设的政策基础。2.1.3 可开发海域指定The Crown Estate承担英国海上风力发电推 进中心的功能，实施开发场地招标，在指定可开 发海域方面也扮演积极角色。英国指定可开发海 域作业，首先是政府进行系统调查（战略环境评 价等）。在此基础上，The Crown Estate依据风况 和制约状况，按步骤集中进行可开发海域详细调 查。协助开发商具体选定开发场地，形成易于进 行开发的体制。2.1.4 促进政

23、策2002年英国引进扩大可再生能源的可再生 能源配额（Renewable Obligation，RO）制度， 规定电力供应商销售的电力量中，义务一定比率 可再生能源的供电量，即相当比率可再生能源 供电的义务证书（ROC）制度。但2006年进行的 调查认为，该制度对扩大可再生能源有限制作 用，没有整合普及各种可再生能源供电的政策。 2007年政府的能源白皮书指出，虽然现时成 本高，但为了发展有潜力的可再生能源及技术， 从2009年起采取优惠措施。优惠措施对各种可再 生能源，按其成本和普及潜力调节ROC发行证书 数。基于2009年RO制度令，海洋风力发电的ROC 发行系数规定为1.5 ROC/MW

24、h。根据近年的成本 动向，按这样的补助水平，业界表示，投资难于 确保项目完成。政府经再次调查和咨询，决定在 2015年前提高到2 ROC/MWh，估计今后成本将逐 步下降，优惠水平逐步降低（见表6）。基于现行规则的ROC价值是buy out价格与buy out基金分配金额的合计值，2011年度是42.07英镑/ 兆瓦时。可再生能源发电商通过卖掉ROC得到的 酬金（除buy out基金的分配外），按优惠措施价表6 海上风力发电的ROC发行证书系数年度发行证书系数(ROC/MWh)2009年度-2012年度1.52013年度/2014年度22015年度1.92016年度1.8资料来源：-経済，20

25、13年9月，39（3），70-97。格计算，至2012年度（buy out 1.5 ROC/MWh）为 61.07英镑/兆瓦时，2013年度以后（buy out 2 ROC/ MWh）为84.04英镑/兆瓦时。发电商得到的收益是 卖电价格加上这项酬金。除RO制度外，英国2001年引入投资补助政 策，2003年第2次招标的每个项目最多得到1 000万 英镑的补助。同时，按EU碳排放交易制度（2005 年），海上风力发电也获得一定的好处。德国开 发海上风力发电采取的优惠措施是固定价格收购 制度（FIT制度），但在RO制度下，英国可再生 能源发电商预期收益比德国高。2.1.5 海上风力发电输电体制海

26、上风力发电13次招标项目的输电基础设施 建设费用估计150亿英镑。初期的海上风力发电项 目到陆上的输电设施由开发商承担。随着事业的 扩大，为了确保输电系统的统一性，2005年政府 及Ofgem（英国电力、燃气市场管理机构）着手建 立海上输电事业体制。2009年引入海上输电商竞 争投标选择的制度。取得许可证的海上输电商一 体化承担海底输电线路建设、运营、维护等。2.2 关于成本问题与今后的促进政策2.2.1 降低成本对策第1次招标项目的平均电力成本（20年） 约60英镑/兆瓦时。设备投资占最大比率的是涡 轮、 变压器和基础支柱成本（ 40 %）， 其次建 设工程（约22%）、基础工程（约18%）

27、。据 UKERC分析，中长期看海上风力发电成本很可 能大幅下降，但从2005年开始，建设成本有明 显增大倾向，建设期拖延。2011年的建设成本 MottMacDonald 项目3 100英镑/千瓦、ARUP项目 2 3003 183英镑/千瓦（第3次招标项目被限定 为2 4003 430英镑/千瓦），均比初期项目的水平 高。原因除经济状况、汇率变化等外部因素外， 主要是涡轮机供应不足、价格上升、供应链（作 业船、港湾设施等）瓶颈等。再就是第3次招标项罗承先. 世界海上风力发电现状与英国的成功经验全 球 瞭 望Global Outlook目水深、离岸距离等建设条件更加严酷，即使考 虑到风况良好、

28、设备大型化、建设效率化，预计 平均电力成本也比第2次招标项目高5%24%。2011年英国政府发表“可再生能源路线图”，2010年时平均电力成本149191英镑/兆瓦时。为 了实现大规模引入，必须大幅降低成本。具体措 施：一是加速技术革新；二是构建供应链，消除 供应瓶颈，促进竞争。2012年6月13日英国能源气候变化部（DECC） 的“海上风力发电成本削减委员会”发表报告13 显示，预计今后7年海上风力发电成本可能削减 30%以上。到2020年，英国电力需要的约20%（18 吉瓦）由海上风电供应，发电成本由现在的140 英镑/兆瓦时，大幅削减至100英镑/兆瓦时，每年 削减30亿英镑以上。该委员

29、会报告提出供应链、 技术革新、合同战略、计划立案与认可、输电系 统、资金筹措等各个方面削减发电成本共28项建 议。为促进国内海上风力发电产业投资和增加就 业岗位，官民合作新设立“海上风力发电投资机 构（OWIO）”。DECC大臣（负责能源事务） 称，“英国的海上风力发电发展极为顺利”，打 算进一步促进投资。英国装置了世界最多的海上 风力发电设施，其经济效益也高。预计2020-2021 年海上风力发电将给英国经济带来70亿英镑效 益，随之增加全职岗位3万个。2.2.2 今后的促进政策12，14尽管英国的RO制度和优惠政策促进了海上风 力发电开发，但2011年7月政府的能源白皮书 公布废弃RO制度

30、。取代RO制度的是新的固定价 格收购制度，实施支援低碳电源投资的差额合同于行使价格时发电商领取差额部分，反之超过时 发电商支付差额部分。预定价格为陆上风力发电 100英镑/兆瓦时、海上风力发电155英镑/兆瓦时、 生物能源105英镑/兆瓦时、大规模光伏125英镑/兆 瓦时。可再生能源发电CfD合同期一律15年。2013年8月英国公布计划支出资金支援海上风 力发电3，重点改变世界最大海上风力发电设置国 却从德国、丹麦进口涡轮机的状况。目前海上风 力发电关联产业雇员4 000人，2020年达到3万人， 尚没有涡轮机制造业，正在研究建设Seimens、 Gamesa、Samaon等在英国的涡轮机制造

31、厂。基于 英国政府发表的固定价格制度价格，有利于海上 风力发电。从2014开始的15年的收购价格，海上风 电155英镑/兆瓦，陆上风电100英镑/兆瓦，目标是 2020年设置海上风力发电设备800万1 600万千瓦。3 英国海上风力发电对中国的启示综上所述，英国海上风电发展给予我们有益 的启示，首先是制定能源、气候变化对策和引入 可再生能源目标，并适时修订发展目标、制定和 完善扶持政策；其次是指定可开发海域；再次是 建立大规模基础设施建设许可证制度、海上风力 发电输电体制及FiT-CfD制度等。这些经验和做法 值得我国借鉴学习。我国风电发展已经有了明确 的长期发展目标和近中期发展目标，并制定了

32、一 系列促进发展的政策措施，这些应坚定不移地贯 彻落实。同时，根据发展的需要适时调整完善有 关政策措施。参 考 文 献型FIT制度，即附差额支付合同的固定价格收购制度（Feed-in-Tariff with Contract for Difference，1中国行业研究网. 2013年我国风电领跑世界范围2014FiT-CfD）。新制度是建立低碳型能源基础设施，年继续看好EB/OL. 2014-2-20. http:/www.chinairn.实施电力市场改革的一部分，包含在2012年11月com/news/20140220/154511462.html29日向国会提出的能源法案中，经2013

33、年中2山本隆三. 洋上風力発電J. ENECO ，期国会通过，预定2014年实施。FiT-CfD制度的目2014，47（1）：56-59的一是提供稳定投资，降低可再生能源资金筹措3欧洲公布海上风电最新数据. 日经BP社，2013-09-05成本，进而降低发电成本，扩大投资；二是避免4石原孟. 浮体式着床式洋上風力発電現状将来过大补助，抑制消费者的附加费负担。FiT-CfD是展望J.ENECO，2013，46（7）：16-19发电商与政府组织签订差额支付合同（CfD），政5罗承先. 世界风力发电现状与前景预测J.中外能府决定的行使价格（strike price）与市场指标价格源，2012，17（

34、3）：24-31（reference price）的差额给予补助。指标价格低6郭越，王占坤. 中欧海上风电产业发展比较J. 中全 球 瞭 望Global Outlook外能源，2011，16（3）：26-307 安田公昭，荒川忠一. 国洋上風力発電 普及J.化学経済，2012（1）：68-748 -. 2020年消费電力50%風力 -賄計画合意J.ENECO，2012，45（6）： 789 -. 新6所洋上風力発電設施決定J.ENECO，2013，46（2）：82-8310 石原孟. 洋上風力発電可能性今後展望J.ENECO，2012，45（7）：40-4311 英、新规风力発電-建設承認 洋

35、上風力発 電容量6.6GWJ. ENECO，2012，45（9）： 91-9212 洋上風力発電促進向政策基盤整備：英国 取組今後課題J.-経済，2013年 9月，39（3）：70-9713 英、洋上風力発電今後7年30%以上削減 可能発表J. ENECO，2012，45（8）：83-8414 丸山真弘. 自由化·制度改革先行英国抱 課題J. ENECO，2013，46（12）：36-39The Status of World Offshore Wind Power and Britains Successful ExperienceLuo Chengxian(Sinopec Eco

36、nomics & Development Research Institute, Beijing 100029.China)Abstract: Wind power develops at top speed around the world, onshore wind power has been gradually popularized in the world. China is vigorously developing offshore wind power, but the progress in offshore wind power is slow. Britain is the country whose offshore wind power development is the best in Europe, Britain has the most numerous of