中国的能源需求继续迅速增长,其中大部分由煤(70%)和油(19%)达成。电力供应占煤炭,虽然水电已经成为一个重要的贡献。但是,政府致力于降低能源强度和增加可再生能源的使用。将大量这种能力与能源饥饿的东部沿海地区联系的挑战以及对能源多样化的愿望导致海上风越来越关注,作为近期需求的可再生能源的潜在新来源。事实上,政府已经设定了将于2015年和30GW安装了5GW的海上风力容量的雄心勃勃的目标,而2020年将以其他国家的能力蚀。然而,中国面临着众多挑战的海上风力行业的发展,下面突出显示。
中国海上风电的雄心与挑战
在中国,可在水深5至25米的海域开发2亿GW海上风能,在水深25至50米的海域可开发3亿GW海上风能[我]。在这个信封内,政府有以下部署目标:2015年的5 GW和2020年的30 GW,这将使其成为海上风的世界领导者。
但3000万千瓦仅占2012年中国总发电量(1144万千瓦)的2.6%。此外,目前4,693太瓦时的电力需求预计到2020年将达到8,000太瓦时,到2030年将达到10,000太瓦时(IEA, 2011)。但即便是这个看似适度的每年500万千瓦的建设速度,也将高于目前全球海上风力发电能力。
虽然今天中国提供的大部分电力来自燃煤发电站,但近年来水电力量增加了份额,越来越越来越大,越来越迫使开发清洁能源来源。2006年,中国政府通过其可再生能源法(rel)为可再生能源设定了可再生能源的雄心勃勃的目标,要求15%的主要能源来自2020年的可再生能源(Nea,2013):海上风将成为解决方案的一部分。
风电对可再生能源的贡献将继续主要来自陆上风电,其装机容量已从2006年的2.5吉瓦增长到2012年的超过75吉瓦,复合年增长率达76%[II]。海上风力发电能力将逐渐增加,但这需要时间,而且可能比预期的要慢。事实上,如果为2015年和2020年设定的目标未能实现,也不足为奇;中国国家能源局(National Energy Administration,简称:国家能源局)承认,它很可能无法实现2015年离岸发电5000万千瓦的目标。
截至2013年底,刚刚安装了425兆瓦,其中大部分是跨越(通常在岸边的1英里范围内)而不是真正的离岸。此外,在过去几年中,部署步伐下降,2013年增加了39兆瓦的装机容量[III]这与上面提到的陆上风力的增长速度形成了鲜明的对比。目前,大约有1GW的近海项目正在开发中(四)。
2014年建设项目 | |||
福建莆田南日岛近海工程 | 400MW | 龙源 | 在海岸附近 |
富士莆田海湾海上风店 | 300兆瓦 | 福建Zhongmin | 在海岸附近 |
江苏鲁东互相项目 | 200 | 龙源 | 国米潮汐 |
江苏大丰租界帐篷项目 | 200 | 龙源 | 国米潮汐 |
江苏如东近海项目 | 150兆瓦 | 中国广东核 | 国米潮汐 |
上海东海桥第二阶段 | 116兆瓦 | 上海东海风能 | 在海岸附近 |
广东珠海桂山项目 | 200 | 中国南方电网 | 在海岸附近 |
政策和喂养关税
中国离岸风力发电场(通常小于15公里)靠近海岸,这使得它们与英国第一轮和第二轮的发电场相似,后者的典型资本支出在120万英镑/兆瓦到150万英镑/兆瓦之间(BWEA和Garrad Hassan, 2009a)。碳信托(Carbon Trust)的分析显示,在中狗万滚球app下载国的部署成本大致相同,在130万英镑/兆瓦至140万英镑/兆瓦之间。而在英国,由于距离海岸较远的农场和更困难的海洋条件,成本在过去5年上升,资本支出翻了一番,达到300万英镑/兆瓦。因此,任何对中国未来成本的评估,都必须考虑到海上风电场位置的变化。
虽然海上风电面临的挑战明显要大得多,但中国的许多问题都与项目的投标程序有关,开发商为了赢得投标提交了低报价,但随着规划和施工前的实际成本变得清晰,开发商一直不愿匆忙进入建设阶段。
最近发布的《Feed in Tariffs》(FiTs)确实有助于让开发商更加清楚地认识到这一点:
- 对于非竞标海上风电项目,依据项目是跨境还是离岸的依据。2017年前(不包括2017年)运营的海上风电脑的饲料关税是每千瓦时(包括税)0.85元(£0.08),而间跨风险项目为每千瓦时0.75元(0.07英镑)。
- 对于2017年后的海上风电项目,将根据技术提升和海上风力项目的成本变化来决定饲料关税,结合特许权招标条件。
中国行业研究公司CI Consulting的分析师在一份报告中表示,尽管新价格不会完全覆盖海上风电安装的当前成本,但它将缓解人们对海上风电发电将被电网拒绝的担忧。
事情正在发生变化。到2013年底,四个特许项目中有三个获得了所有必要的许可,准备开工建设。2014年5月初,上海市政府宣布在中央政府给予的新能源补贴基础上,对陆上风电给予0.1元/千瓦时的额外补贴,对海上风电给予0.2元/千瓦时的额外补贴。
新的碳信狗万滚球app下载任研究该组织提出了一系列政策工具,旨在加快英国海上风电的推广,并将这些政策工具应用于中国,以加速其海上项目,并帮助中国以成本有效的方式实现政府目标。这些包括:
- 开发有效的公共资助研究及示范计划将新的成本降低创新商业化。
- 发展近海风力资金资助计划提高政府对在中国水域开发海上风力发电的商业现实的认识,并支持研发和技术测试
- 发展一个有效的持续的价格支持机制通过政府的成本平衡开发人员激励,以确保电力消费者和纳税人的资金价值。
- 发展一个有效的分区策略放宽开发区限制,加快规划;
技术挑战
除了定价外,开发商面临着达到政府目标的速度,包括慢性同意制度以及缺乏专注的创新计划,以推动部署过程所需的速度。中国球员在供应链中需要解决的主要技术挑战包括:
开发人员
- 一个关键的需求是进行风能资源评估,以帮助开发商确定最有前景的地点。
- 中央政府、省级政府和国家海洋管理局之间更好的协调有助于加快批准过程。这个过程可能需要两年时间。为了加快审批速度,国家能源局(NEA)已将一些权力下放给地方政府;然而,地方政府往往缺乏有效评估提案的技能,从而将审批程序转回中央政府。
- 获得经营风电场的更深层次经验:与欧洲公司合作可能是一种实现这一目标的方法。
- 由于大多数农场都在东海岸,那里的电网基础设施很健全,所以这里没有什么问题。然而,由于电网公司在这一领域的能力和经验有限,通过电缆将农场与海岸连接是一个挑战,随着农场远离海岸,这一问题将变得更加严峻。
涡轮机
- 欧洲海上风力涡轮机的可用性正在达到95%以上,这是实现令人满意的项目回报的关键因素。中国涡轮机的可靠性被认为低于这一水平,关键问题是齿轮箱。一些原始设备制造商正在转向无齿轮涡轮机,但这也面临着重量方面的挑战,从而增加了制造和安装的成本。
- 鉴于中国的独特天气条件,涡轮机也需要抵抗台风和腐蚀的影响。
基金会
- 从中国东海岸(5-30米深度范围内的海上床)是软,粉状的特点,与欧洲的土壤条件不同。这导致基础类型和安装技术方面难以困难。因此,选择合适的基础是至关重要的,而现有欧洲技术可能有可用的解决方案,则当地研发可能是为中国开发定制解决方案的范围,如吸盘。
- 考虑到中国的台风区域,找到有效的耐腐蚀性能,例如利用外加电流阴极保护,将是重要的。
连接:
- 对于离岸农场来说,将距离需求较远的农场连接起来并不是一个问题,就像陆上农场一样。但也有一些领域需要解决,如电缆和电缆安装船的接入。
- 由于未来的养殖场需要离岸至少10公里,因此需要开发离岸分站的专业技术。
安装
- 由于缺乏专业技术和定制船舶,安装成为中国海上风电开发的关键成本。
- 单体桩是目前应用的关键基础,通过使用新型打桩技术来限制噪音可以减少对环境的影响。
- 另一个关键需求是缺乏能够一次安装多个涡轮机的合适安装容器;Gaoh Offshore等公司已经开发出可携带多达16台涡轮机的自升式解决方案,可以在全年条件下运行。
操作与维护
- 糟糕的涡轮机可靠性大大增加了运维成本,因此随着时间的推移会大大降低开发商的利润。转运船缺乏专业知识也限制了进行维修的操作窗口。
- 欧洲的风电场运营商已经开始通过使用状态监测软件工具来评估其农场的持续表现,这是一种有价值的方法。这种软件可以帮助中国运营商更好地管理基础设施。
- 开发商通过英国国家可再生能源实验室(National renewable Energy Laboratory)等机构匿名分享性能数据,可以帮助行业判断哪里存在差距,并进行必要的研发以帮助改善。
- 中国尚未拥有广泛的访问船舶和转移系统,以实现更有效和全年的O&M。
英国在海上风电领域的世界领先地位,可能对中国克服开发其巨大海上风电资源的一系列关键障碍非常有帮助。然而,欧洲使用的所有解决方案并不一定适用于中国。中国沿海的情况与英国第三轮的情况不同,英国第三轮的研发重点是30米水深的解决方案。相比之下,在大多数情况下,中国的水深不太可能超过20米,而软海床条件可能会带来不同的挑战。然而,在建造和运营海上风力发电场的技术和最佳实践方面,仍然存在相当多的重叠,特别是考虑到许多欧洲项目迄今安装的水深为10-20米。
建议书
有许多方法可以帮助将欧洲经验教训应用于中国市场,并为中国近海风力行业面临的一些独特挑战开发定制解决方案。
- 在欧洲联合工业项目上进行合作当前位置与欧洲企业的合作为中国提供了一个从欧洲近年来取得的进步中获益的机会。重复的研发计划是对一个迫切需要降低成本以确保其长期生存能力的行业有限资金支持的低效使用。访问来自欧洲示范项目的数据可以增加巨大的价值。例如,通用基金会的演示,航道试验。采用浮动激光雷达(LIDAR)验证来获取风能资源数据,而不是传统的标准桅杆,将成本从高达1000万欧元降至100万欧元以下。
- 通过共同投资制定业务体验:技术解决方案只是难题的一部分,因为没有什么能替代获得开发和运营海上风力发电场的实际经验。由于中国只有一个真正的海上商业风电场,中国开发商很难获得这样的经验。缓慢的增长也限制了拥有大量资金资源的中国公用事业公司的投资机会。相比之下,欧洲的开发商在项目融资方面遇到了困难。因此,通过共同投资和开发欧洲海上风电项目,这可能是一个重大的互利机会。除了为中国投资者提供有吸引力的回报率外,它还将使开发商获得开发和运营海上风力发电场的第一手经验,并接触到欧洲市场正在使用的领先技术。丸红与Dong Energy共同投资Gunfleet Sands海上风电场就是一个例子。
- 建立海上风电场区,向市场提供信心当前位置所有希望发展海上风能产业的国家都依赖于政府的大力支持,以提供必要的透明度和信心,以便在市场上投资。这在中国也不例外,政府部门之间的协调不力导致了审批过程的延误和不确定性。虽然建立一个单一的实体来管理这一过程(比如英国的皇家财产局)似乎不太可能,但有一些工具可以支持协调。在英国,皇家地产开发了一种空间规划工具,以确定海上风力开发的最佳地点,并创建许多租赁区域,使开发商能够瞄准潜在的地点。对于中国来说,类似的工具可以提供必要的清晰度,使其将重点放在能源成本最低的正确领域。
中国已将其在陆上风电行业的技术和能力运用到海上风电市场,但海上风电市场的技术挑战要大得多,天气条件对涡轮机性能的影响也更大。此外,中国的初步研究主要集中在潮间带;考虑到国家能源局坚持未来的农场距离海岸至少10公里,现在正在进行快速学习,这将需要时间来改进能力、技术和设备。但鉴于中国在增长陆上风电市场方面取得了令人难以置信的成就,人们可以相信,中国也将在未来几年加速部署其海上风电市场。
阅读报告:中国海上风能——分享英国的政策经验
[i]中国风能协会
[ii]中国风能协会
[IV]全球风能委员会