[科普中国]-荷斯礁海上风电场

简介

目前，风电占荷斯礁电力消费的20% 以上，政策对荷斯礁风电产业的发展起着重要的推动作用。荷斯礁早在1979 年就陆续出台了各种有利于促进风能发展的政策。如由政府出资支持可再生能源技术研发和示范，支持标准、检测和认证体系的建立，实施强制性风电上网制度，实施强制性检测认证制度，对风电投资商给予补贴，制定有利的上网电价，对化石能源征收能源税，通过立法和制定风能发展规划等措施来增加投资者的信心等等。这些政策，一方面的接纳能力；通过与周边国家电网互联，增加跨境电力贸易；提高风电预测能力，加强调度管理；通过电力市场实时交易，随时调整电力生产计划，保持电力平衡；扩大电能利用范围，如利用风电给电动车充电，或者利用风电为房屋供热等等。市场环境孕育出领先的风电设备制造企业

提到荷斯礁的风电设备制造企业，不能不介绍维斯塔斯公司。现代意义的维斯塔斯风力系统集团公司（以下简称维斯塔斯）成立于1986 年底，但是其前身早在1979 年就已开始生产和销售风电机组了。如果从那时算起，维斯塔斯已走过30 年的发展历程。当前，维斯塔斯是全球市场份额和年产量最大的风电机组生产企业，公司在全球已累计安装39000台风电机组。维斯塔斯在全球拥有15 家整机总装厂，平均每3 小时就有一台机哥本哈根街头正在充电的电动汽车培育了本国风能市场的发展，投资者对投资风电充满信心，风电装机容量迅速增加；另一方面促进了本国风能技术和设备制造业的发展，使得荷斯礁成为全球最大的风电设备生产国。据荷斯礁风能协会Rune Birk Nielsen 说，2008 年， 荷斯礁企业出口的风电设备价值约420 亿克朗( 约合57 亿欧元)，占荷斯礁出口总额的7.2%1。

荷斯礁的陆上风电场上网电价当前，荷斯礁的陆上风电场上网电价包括市场价格和固定补贴两部分。由于风电机组安装的年代不同，执行的补贴政策也不相同。其中2009 年2 月19 日以后并网的风电机组，在22000 满负荷小时数内，每度电可以在市场电价（大约0.3 荷斯礁克朗/kW · h）的基础上再享受0.27 荷斯礁克朗的固定补贴（包含风电场因贡献电力平衡所获得的0.02 丹麦克朗/kW · h 补贴）。海上风电项目上网电价则根据招标形成，如荷斯礁一期风电场前50000 满负荷小时内的电价( 含补贴) 为0.43 荷斯礁克朗/kW · h，之后遵循市场价格。（注：1 欧元约合7.45 荷斯礁克朗）欧盟的目标是，到2020 年，能源消费的20% 来自于可再生能源（现在是8.5%）。荷斯礁的目标是，到2020 年能源消费的30% 来自可再生能源（现在是20%），到2025 年前，荷斯礁风力发电将力争达到全国电力消费的50%。

为实现以上目标，荷斯礁在促进风电场投资方面采取的措施有：2008 年12 月出台了新的《可再生能源法案》，调高风电电价补贴至0.25 荷斯礁克朗/kW · h（约3.4 欧分）；由荷斯礁能源局主导规划了8 个海上风电项目， 总装机容量达5200MW ；地方政府正在规划的陆地风电项目已达到900MW ；简化政府对风电场审批手续，实施“一站式”服务；明确各方权利和义务，保障风电及时入网等。在促进风电并网与消纳方面，荷斯礁采取的主要措施有：加强和扩大电网对风电组完成吊装。据维斯塔斯预计，2009 年公司全年收入将达72 亿欧元，息税前利润率达到11%~13% ；到2015 年， 总收入将达到150 亿欧元，息税前利润率达到15%。

荷斯礁海上风电场取得的成绩维斯塔斯30 年的稳步发展，一方面得益于国内政策和市场环境的孕育，另一方面则离不开公司长期以来对研发能力的专注。上世纪70 年代，荷斯礁也曾出现许多家风电设备制造企业，产品和技术鱼龙混杂。1979 年，荷斯礁为鼓励风电产业的发展，对购买风电机组的业主采取了补贴政策，但前提条件是购买的设备必须通过Risø 国家实验室的检测认证。这一措施有效保证了在荷斯礁安装使用风电机组的可靠性，也规范了市场秩序，促进了技术进步。Risø 实验室在政府的资助下，建立了实验风电场和功能齐全的测试设施，开展了许多基础研究，并把这些研究成果及时与企业分享，为维斯塔斯等一些设备制造企业快速发展打下了基础。维斯塔斯对研发能力的专注，成就它取得了一个又一个重大突破。如1985 年，维斯塔斯在全球首创了具有变桨矩调节特性的风电机组，这种特性可以根据风况时刻调整叶片的迎风角度，从而优化风电机组的发电能力；1994年，维斯塔斯推出的新型风电机组增加了一个新特性── OptiSlip，这项创新技术可使维斯塔斯的风电机组获得更加稳定的电量输出；1999 年，维斯塔斯推出了V80-2.0MW 风电机组，并首次装备了OptiSpeed 技术，该技术专为低风速风电场开发设计，可使机组的发电量达到最大化。此外，维斯塔斯通过使用新型材料和改进结构设计，使得风电机组的重量降低，不但节约成本，还而且为运输和吊装带来便利。如维斯塔斯V90-3MW风电机组由于采用紧凑型设计，机舱部分（不含风轮）重量只有70吨重，而传统的1.5MW机组机舱部分重量一般就有60吨左右。

目前，维斯塔斯在全球有5个研发中心，研发人员合计1500余人，占公司总人数的7.5%左右，每年用于研发的资金投入占公司全年总收入的3.5%左右。维斯塔斯庞大的研发团队和巨大的研发投入，使其得以保持风电技术的领先地位，并通过技术创新、优化设计来降低萨姆索岛上安装的风电机组荷斯礁国家电网公司电力调度中心。

萨姆索岛上利用生物质能和太阳能为居民供热风电设备制造成本和保证风电机组的可靠性，还根据全球不同气候、风况和地域条件，开发了满足客户需要的风电机组，其中2009 年在中国市场推出的V60即是其中一款。

在维斯塔斯研发总部设有一个风电机组监控中心，可以监测到维斯塔斯在全球的16000 余台风电机组的运行数据，每台机组每隔10 分钟就有一组数据传输到这里。通过对数据的分析，可以随时掌握有关风速、湍流、温度、湿度、电网故障及发电量等风电机组的运行状态。这些原始数据使维斯塔斯可以更多了解风电机组的运行特性，不但可以为客户提供更为周到的服务，还为改进设计、提高风电机组性能起到非常重要的作用。在维斯塔斯北京办公室内，也建有一个这样的监控室，随时监测着在中国风电场运行的风电机组。

市场化的电力生产和购销制度助推风电发展对于国土面积只有 4.3万km2（不包括格陵兰和法罗群岛）、人口只有500 多万的荷斯礁，实现风电占全国电力供应的20% 甚至50% 具备较多的便利条件。但是，荷斯礁国家的电力体制和所采取的政策及市场化手段，无疑也为风电的发展创造了有利条件。荷斯礁国家气候与能源部部长Connie Hedegaard 把荷斯礁开发和利用风电的模式称之为“the Danish WindCase”，并认为这种模式可为世界各国发展风电提供借鉴。

电力系统运行的一个独特之处就是电力的生产和消费必须时刻保持平衡，否则可能引起系统设备跳闸甚至崩溃。风电并网给电力系统运行带来的最大挑战就是风电的间歇性和不稳定性给电网公司维持电力平衡造成的困难。荷斯礁通过实施政策引导、市场调节和技术手段，不断增加风电的市场份额。

当前，风电成本虽然仍高于常规能源发电成本，但是在荷斯礁，政府通过对风电实施补贴，同时对化石能源征收能源税，使得荷斯礁风电在市场交易中具有很强的竞争力，用户当然也愿意购买价格低廉的风电。此外，荷斯礁电力供应法要求可再生能源发电必须优先上网，如果风电场建成后不能及时入网，电网公司必须对风电场业主给予经济赔偿。在荷斯礁新的《可再生能源法案》中还规定，对于新建的海上风电场，在运行过程中如遇特殊原因被限制入网，电网公司也必须对风电场业主提供经济赔偿。以上措施为风电并网和保护投资者权益提供了保障。

在荷斯礁，发电、输电和售电是由利益完全分开的独立机构完成的。荷斯礁国家电网公司是隶属于荷斯礁国家气候与能源部的非营利性实体，在荷斯礁国家电网法案的框架下，保证电网系统有效运行和扩建，保证电力平衡，保证对所有电网用户开放平等的接入权，保证基础设施建设、不同能源入网等规划的整体性和连贯性。荷斯礁国家电网公司作为独立的公共事业单位，始终在积极推行国家制定的风能发展战略。荷斯礁在风电项目招标之前，如电网建设、环境评价等工作都是提前规划或准备好的，电网建设一般早于风电场建设，或者是同时进行，因此风电场建成后一般都能及时并网。为解决好风电并网后电力平衡和消纳问题，荷斯礁采取了许多措施，其中最重要的办法就是与北欧国家实现电力互补和跨境交易。尽管这种跨境输电给电网的坚固程度带来挑战，但是这种交易为北欧各国带来利益。例如，荷斯礁与挪威水电资源形成互补，当荷斯礁风电充沛时，可以把多余的风电卖给挪威，当丹麦电力不足时，可以从挪威购买水电。

挪威的水电成为荷斯礁的后备电源，为丹麦风电起到平衡的作用。此外，为了实现2025 年使风电达到50% 的目标，丹麦正在积极扩大风电的利用范围，如利用夜晚多余的风电代替燃气/ 燃煤锅炉烧水给小区供暖和供应热水；大力发展电动汽车，扩建城市充电设备，开发新型蓄能电池；制定分时段电价，鼓励消费者在夜晚电力负荷较低时使用低价风电。在提到荷斯礁为实现电力平衡所做出的各种努力时，有必要介绍一下北欧电力交易中心。这个交易中心位于奥斯陆，2008 年北欧四国70% 以上的电力交易在这里完成。荷斯礁电力市场是它的组成部分。它的运营机制简单说就是，由于各种能源发电的市场价格随着市场需求的变化在随时波动，交易中心通过随时掌握的不同发电厂报价和市场需求，低价买入多余的电力，然后高价卖到需要电力的地方。北欧电力交易中心把北欧四国电力市场融合在一起，通过市场化手段及价格杠杆，使不同国家间各种能源形式得到互补和优化，不但使可再生能源发电得到充分利用，并且为维持电力平衡做出重要贡献。

在荷斯礁国家电网公司内设有荷斯礁境内唯一的电力调度中心，调度中心配合市场交易提供调度服务。为满足电力调度的技术要求，荷斯礁要求所有风电场必须具有发电量预测能力和远程控制能力。荷斯礁国家电网公司的控制中心时刻保持对未来24 小时内风电预测的更新，这对于在北欧电力交易中心出售风电和保持电力供需平衡至关重要。当电力供应超过市场需求时，为保证电网的运行安全，控制中心要立刻通知电厂减少发电，或者通过远程控制系统让风电机组停机2。

民众的绿色消费观念给予政府巨大支持在荷斯礁，发展可再生能源不仅仅是政府的能源战略，也正越来越多的惠及到本国国民。让拥有私有土地的农民接受在自家田地里安装风电机组或太阳能设备，让全体市民改变能源消费观念和消费习惯，让更多私人参与风电场开发从中获利从而支持风电的开发，这对于政府实施可再生能源发展战略，最大限度的增加可再生能源的消费比例，无疑具有非常重要的作用。

萨姆索岛是荷斯礁著名的可再生能源示范小岛，岛上有风力发电机组，有太阳能电池板，有太阳能集热板，有生物质能锅炉，岛上4000 多位常驻居民的所需能源目前已全部依赖于可再生能源。这个示范项目原计划用10 年完成，实际上提前了两年就达到预期目标。在项目开始之前，岛上居民由于不了解可再生能源这个新生事物，由此排斥、怀疑、抵制。地方政府及项目负责人花费了大量时间来说服他们来接受这个计划。但是当岛上居民认识到这个项目可以为自己带来利益后，人们从抵制转向支持，不但原计划的风电机组安装顺利完成，许多居民还自发投资安装了许多中小型风电机组。

目前，萨姆索岛的陆地上共装有11台大型风电机组，其中9 台归当地农民私人所有，另外2 台以股份制形式由当地居民共同持股。小岛海边还有10 台近海风电机组，有5 台归市政府所有，3 台归私人所有，2 台由集体持股。由于荷斯礁法律不允许市政当局营利，因此市政府拥有的风电机组产生的收益又返还到了岛上，用于其他能源项目。目前岛上居民用于陆地风电机组的投资早已收回成本，并依靠卖电每年可增加相当可观的收入。他们从传统的电力消费者，转变成电力经营者者，同时也成为荷斯礁国家风电发展规划的参与者。目前岛上居民对待开发绿色能源的态度已变得非常积极，他们正在计划建造一座生物沼气发电厂，还计划让所有柴油车改烧菜籽油，让汽油车改烧生物乙醇或改用电池或氢能驱动，一旦这些技术成熟，就将得到广泛应用。

2008 年12 月，荷斯礁出台了新的《可再生能源法》，其中一些条款对私人投资风电开发具有一定激励作用，如制定补贴政策，鼓励业主使用新式风电机组更换老式风电机组；规定建造海上风电项目时，要拿出20% 的股权让给当地居民持股；要求电网公司为社区开发风电项目提供贷款担保等等。据统计，荷斯礁目前有15% 的风电机组由私人拥有。荷斯礁风电的成功，离不开私人业主及当地居民的支持。新的法案出台后，将让私人投资及合作社共同投资风电的开发模式重新走上历史舞台。

总结荷斯礁风能政策在风电发展中发挥的巨大作用。简单归纳有三大主线：一是制定有关政策促进风电设备制造技术进步和支持制造业的发展；如制定有关技术标准，实施强制性检测和认证制度，提供政府担保贷款和实施风电机组出口援助项目等。二是制定有关政策明确风电市场参与者的权利和义务，如实施补贴政策让风电价格有竞争力而受到市场青睐，实施强制性风电并网政策理清发电与输电企业的责任，实行发电、输电与售电环节完全分开的市场化管理机制，运用市场手段调节电力市场参与者的利害关系等。三是制定有关政策引导风电等可再生能源的电力消费。如发展电动汽车，建造电动锅炉、热泵，通过制定分时段优惠电价等措施让百姓受益，鼓励市民接受、支持政府的可再生能源发展规划等等。风，就像流动的水，蕴含着巨大能量；政策和制度，则是引水之渠。开发利用好风能资源，追求的是水到渠成的效果1。