第一節(jié) 美國海上風(fēng)力發(fā)電 分析

一、美國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度領(lǐng)先世界

根據(jù)美國能源部（DepartmentofEnergy,DOE）于2007年6月1日發(fā)布的報(bào)告,2006年美國風(fēng)電裝機(jī)容量增長了27%,仍然是世界風(fēng)電產(chǎn)業(yè)中發(fā)展最為迅速的國家之一。2006年,美國的風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到了2,454兆瓦,連續(xù)第二年成為裝機(jī)容量增長最快的國家。全球風(fēng)電裝機(jī)容量增長的平均速度是16%,增長速度緊隨美國其后的分別是德國、印度、西班牙和中國。美國能源部高效能源與可再生能源機(jī)構(gòu)秘書長AlexanderKarsner說：“對于布什總統(tǒng)提出的先進(jìn)能源（AdvancedEnergyInitiative）的重大倡議,我們一直通過增加對可持續(xù)發(fā)展的、清潔的、節(jié)能的和可再生能源的使用,從而貫徹執(zhí)行該倡議。我們希望保持風(fēng)力發(fā)電發(fā)展的良好勢頭,爭取在新的一年再創(chuàng)新高。”

二、美國風(fēng)力發(fā)電法規(guī)和政策

1、電力收購法規(guī)保障

美國是現(xiàn)代聯(lián)網(wǎng)型風(fēng)電的起源地，同時(shí)也是最早制定鼓勵(lì)發(fā)展風(fēng)電（包括其它可再生能源發(fā)電）法規(guī)的國家。1978年通過的公共電力管制政策法，為風(fēng)電的市場需求提供了法律保障。該法鼓勵(lì)獨(dú)立、小型發(fā)電公司建設(shè)和經(jīng)營熱電廠、可再生能源發(fā)電廠，這些發(fā)電設(shè)施被稱為合格發(fā)電設(shè)施，風(fēng)電是其中之一。該法案要求公用電力公司必須按“可避免成本”購買合格發(fā)電設(shè)施所發(fā)電力。美國聯(lián)邦政府把確定“可避免成本”的權(quán)利委托給各州政府。加州在內(nèi)的幾個(gè)州都制定了“可避免成本”為基礎(chǔ)的購電合同。如在1982－1988年之間，加州的公用電力公司按照標(biāo)準(zhǔn)合同4收購合格發(fā)電設(shè)施的電力。合同期限可以至少20年，前10年按照固定價(jià)格收購，10年后購電價(jià)格轉(zhuǎn)為電力公司的短期可避免成本。

2、強(qiáng)制市場準(zhǔn)入機(jī)制

最近幾年，美國一些州實(shí)行一種新的可再生能源發(fā)電強(qiáng)制市場政策—可再生能源配額制。這一制度要求實(shí)施地區(qū)的電力消費(fèi)中必須有規(guī)定比例的可再生能源電力，由電力供應(yīng)公司承擔(dān)這個(gè)義務(wù)。沒有完成義務(wù)的公司可以向超額完成義務(wù)的公司購買，通過轉(zhuǎn)讓的方式來完成義務(wù)，稱之為義務(wù)交易。綠色證書就是為了便于義務(wù)交易而設(shè)立的一種有價(jià)票證。規(guī)定一個(gè)證書代表一定量的可再生能源電量，通過綠色證書交易市場形成綠色證書的價(jià)格?？稍偕茉窗l(fā)電公司的收入除了銷售物理意義上的電力所得，通過在綠色證書市場上出售證書獲得另一部分收入。

3、經(jīng)濟(jì)鼓勵(lì)激勵(lì)政策

1）投資補(bǔ)貼政策

20世紀(jì)80年代早期，美國對風(fēng)電項(xiàng)目實(shí)行投資補(bǔ)貼政策，當(dāng)時(shí)聯(lián)邦與州政府的投資補(bǔ)貼加起來大約可以達(dá)到總投資的50－55%。在公共電力管制政策法規(guī)定的“可避免成本”購電合同聯(lián)合作用下，啟動(dòng)了一批風(fēng)電項(xiàng)目。而投資補(bǔ)貼政策促使投資者偏重于獲得補(bǔ)貼和安裝設(shè)備，造成一些項(xiàng)目性能很差。目前在美國只有少數(shù)州還在采用直接投資補(bǔ)貼的政策。1992年，美國能源政策法實(shí)行按發(fā)電量進(jìn)行補(bǔ)貼，以鼓勵(lì)投資者提高項(xiàng)目的性能。

2）價(jià)格補(bǔ)貼政策

1992年，美國通過能源政策法取消了聯(lián)邦政府對風(fēng)電的投資補(bǔ)貼，轉(zhuǎn)而對風(fēng)電進(jìn)行生產(chǎn)補(bǔ)貼。法案規(guī)定對風(fēng)電等可再生能源發(fā)電給予1.5美分/千瓦時(shí)的價(jià)格補(bǔ)貼。從項(xiàng)目投產(chǎn)起補(bǔ)貼10年，并隨通貨膨脹率調(diào)整補(bǔ)貼價(jià)格。從風(fēng)電項(xiàng)目的全經(jīng)營期核算，相當(dāng)于降低了25%的風(fēng)電成本。美國風(fēng)電機(jī)組安裝有兩個(gè)高峰年，都出現(xiàn)在這一政策期內(nèi)，這說明補(bǔ)貼政策對風(fēng)電項(xiàng)目很重要。一旦經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼政策取消，風(fēng)電發(fā)展很快就會(huì)慢下來。

3）稅收優(yōu)惠政策

稅收優(yōu)惠是一個(gè)重要的鼓勵(lì)發(fā)展可再生能源的手段，美國實(shí)行的可再生能源（包括風(fēng)電）生產(chǎn)稅收優(yōu)惠表現(xiàn)為價(jià)格補(bǔ)貼的形式，其本意是對可再生能源稅收的返還。

三、美國將興建首座海上風(fēng)電站

美國首座海上浮力風(fēng)力發(fā)電站將由BWW公司在特拉華州的近海上興建，該電站的興建，使BWW公司成為特拉華州米爾斯伯勒NRG能源公司的強(qiáng)大競爭對手。NRG能源公司在當(dāng)?shù)亟ㄓ杏〉诎埠踊鹆Πl(fā)電站。美國首座計(jì)劃建設(shè)中的海上風(fēng)力發(fā)電站，發(fā)電能力為500兆瓦，1日可滿足50萬戶家庭的電力需求。該電站將建在距海岸20千米的海上，將安裝200套渦輪設(shè)備，工程預(yù)計(jì)2012年完工。屆時(shí)該電站將成為世界第2大海上風(fēng)力發(fā)電站。目前全球有17座海上風(fēng)力發(fā)電站，其中大部分建在歐洲。風(fēng)力發(fā)電的支持者強(qiáng)調(diào)，風(fēng)力發(fā)電不會(huì)產(chǎn)生溫室氣體的排放，而且利用的是免費(fèi)的風(fēng)力資源。不過，環(huán)境保護(hù)人士也指出，該風(fēng)力發(fā)電站的建設(shè)計(jì)劃缺少對建設(shè)費(fèi)、可靠性以及對鳥類、魚類等海洋生物和環(huán)境影響的說明。2006年，擁有海上風(fēng)力發(fā)電站，風(fēng)力發(fā)電量居世界第5位的丹麥發(fā)表報(bào)告指出，海上風(fēng)力發(fā)電站的選址調(diào)查是非常重要的，在充分考慮建設(shè)海上風(fēng)力發(fā)電站有可能對野鳥和海洋生物所帶來的影響后，海上風(fēng)力發(fā)電站應(yīng)該繼續(xù)建設(shè)。目前，美國的風(fēng)力發(fā)電量排在德國、西班牙之后，居世界第3位。

第二節(jié) 德國海上風(fēng)力發(fā)電

一、德國風(fēng)電建設(shè)情況

2006年德國全國安裝的風(fēng)力電機(jī)發(fā)電容量總計(jì)達(dá)223.3萬千瓦，比上年的180.8萬千瓦增長了23.5%。

2006年德國新安裝的風(fēng)力發(fā)電機(jī)共1208臺(tái)，新增發(fā)電容量超過2004年的203.7萬千瓦。

目前，德國全國運(yùn)營的風(fēng)力發(fā)電機(jī)總數(shù)為1.8685萬臺(tái)，總發(fā)電容量為2062.2萬千瓦，比2005年增長了11.2%。德國1年風(fēng)力所發(fā)電量達(dá)306億千瓦時(shí)，已占國內(nèi)電力總需求的5.7%，創(chuàng)歷史最高記錄。

政府已經(jīng)制定目標(biāo)，到2010年，德國可再生能源所發(fā)電量占國內(nèi)電力消費(fèi)的比例要提高到12.5%。

二、2007年德國著力開發(fā)海洋風(fēng)力發(fā)電

2007年9月9日，塵封多年的德國海洋風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目得以重新啟動(dòng)，德國將在北海建設(shè)首座風(fēng)力發(fā)電園，并鋪設(shè)一條70公里長的電纜將電力傳送至德國本土。

此項(xiàng)目由總部設(shè)在杜塞爾多夫的Eon公司負(fù)責(zé)承建。此風(fēng)力發(fā)電園由Eon公司、柏林Vattenfall電力公司和奧登堡EWE公司聯(lián)合經(jīng)營，選址于Borkum島以北45公里、水深30米處。每臺(tái)單機(jī)裝機(jī)容量高達(dá)5兆瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)已經(jīng)開始制造，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工作已經(jīng)啟動(dòng)。于2008年夏秋季，12臺(tái)風(fēng)機(jī)將建成發(fā)電。德國聯(lián)邦政府將為該項(xiàng)目提供5000萬歐元的財(cái)政支持。

三、到2011年德國將建100多個(gè)海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

德國最大的能源集團(tuán)E.ON公司日前宣布，到2011年，該公司將在北海和波羅的海興建100多個(gè)海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量達(dá)到700兆瓦，超過全球現(xiàn)有海上風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量的總和。

公司將在可再生能源領(lǐng)域投入30多億歐元。有500兆瓦裝機(jī)容量的發(fā)電機(jī)組將建在德國海域，另外200兆瓦的發(fā)電機(jī)組計(jì)劃在丹麥沿海興建。

近年來，德國政府大力提倡開發(fā)海上風(fēng)力發(fā)電，其目標(biāo)是到2020年海上風(fēng)力發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到兩萬兆瓦，滿足德國15%的用電需求。目前德國海域還沒有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

第三節(jié) 西班牙

一、西班牙風(fēng)電建設(shè)情況

近年來，西班牙風(fēng)電 行業(yè) 發(fā)展迅速，已成為世界第二風(fēng)電大國。2004年西班牙新的風(fēng)電裝機(jī)容量為1920兆瓦；2005年西班牙新的風(fēng)電裝機(jī)容量為1680兆瓦。截止到2005年底，西班牙已建風(fēng)電場436個(gè)，裝機(jī)容量達(dá)9950兆瓦。西班牙風(fēng)力資源豐富。據(jù)初步測算，西班牙可利用的陸地和海洋風(fēng)能為40000兆瓦。2004年西班牙風(fēng)力發(fā)電量為141.78億千瓦小時(shí)，占西班牙發(fā)電總量的5.5%。據(jù)最新統(tǒng)計(jì)，2005年西班牙風(fēng)電發(fā)電量為200.26億千瓦小時(shí)，比上年增長了28.5%。目前，風(fēng)電約占西班牙電力消費(fèi)的6%，在風(fēng)力發(fā)電高峰期有時(shí)高達(dá)24%。根據(jù) 規(guī)劃 ，2011年風(fēng)電占西班牙電力消費(fèi)總量的16%。西班牙風(fēng)電的迅速發(fā)展促進(jìn)了風(fēng)電設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)的壯大，西班牙風(fēng)電設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)在國際市場上的份額不斷增加，目前已達(dá)20%左右。目前，西班牙從事風(fēng)電設(shè)備生產(chǎn)、銷售、安裝、維護(hù)以及風(fēng)電開發(fā)、風(fēng)電技術(shù)和金融服務(wù)、風(fēng)電可行性 研究 、風(fēng)電審計(jì)等業(yè)務(wù)的公司共計(jì)550多家，直接就業(yè)人數(shù)3萬多人，間接就業(yè)人數(shù)7萬多人。Gamesa公司是西班牙最大的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)，在國際市場的份額約為18%，世界排名第二，僅次于丹麥的Vestas公司，2005年Gamesa決定在天津投資生產(chǎn)風(fēng)電設(shè)備。西班牙主要風(fēng)力發(fā)電設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)還有Vestas西班牙公司、GE西班牙風(fēng)能公司、Ecotecnia公司、Navantia-Siemens西班牙公司、ACCIONA風(fēng)電公司等。

二、2007年西班牙允許修建海上風(fēng)電場

西班牙政府近日批準(zhǔn)立法，將允許在西班牙遼闊的海岸線上修建海上風(fēng)能發(fā)電場，以推動(dòng)可再生能源使用。西班牙是陸基風(fēng)能發(fā)電的主要生產(chǎn)國，擁有約4000公里的海岸線。雖然成本要比陸基風(fēng)能發(fā)電場高，但是海上風(fēng)能發(fā)電場可以利用更強(qiáng)和更加穩(wěn)定的沿海微風(fēng)。但是批評人士擔(dān)心，海上風(fēng)能發(fā)電場會(huì)破壞風(fēng)景，對漁業(yè)造成不利影響。為減少這些方面的影響，西班牙政府稱海上風(fēng)能發(fā)電場工程需要獲得環(huán)保部門的批準(zhǔn)。

第四節(jié) 日本風(fēng)力發(fā)電及海上風(fēng)力發(fā)電發(fā)展概況

1、日本風(fēng)力發(fā)電發(fā)展

日本曾有一度流行“日本沒有風(fēng)，東京沒有風(fēng)”的觀點(diǎn)，致使風(fēng)力發(fā)電技術(shù)起步晚，早年發(fā)展速度也較慢。但據(jù)調(diào)查，日本不少地區(qū)年均風(fēng)速都在6m/s之上，因此制定了2010年風(fēng)機(jī)裝機(jī)容量達(dá)到3GW的目標(biāo)。近年的發(fā)展逐漸提速，相應(yīng)的技術(shù)也正在研發(fā)中。到2006年底，日本風(fēng)電機(jī)組增加到了900臺(tái)，將近1GW。而據(jù)荒川忠一會(huì)上介紹，目前日本累計(jì)風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)量已超越1GW。這樣的發(fā)展?fàn)顟B(tài)歸功于日本RPS法—新能源等電氣利用法等法規(guī)的保障，日本新能源和產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)NEDO以及現(xiàn)場調(diào)試技術(shù)的共同支持。截至2006年底，亞洲地區(qū)風(fēng)電裝機(jī)容量最高的三位是印度、中國和日本。日本正進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電的宏偉 規(guī)劃 ，待2010年風(fēng)機(jī)裝機(jī)容量實(shí)現(xiàn)3GW的目標(biāo)之后，還大力發(fā)展海上風(fēng)電，擬在2020達(dá)到10GW，2030年達(dá)到20GW。日本根據(jù)國內(nèi)的風(fēng)力資源推測可開發(fā)的風(fēng)電容量達(dá)30GW。但還有后續(xù)電力系統(tǒng)入網(wǎng)，海上風(fēng)機(jī)的漁業(yè)權(quán)等問題有待解決。此外，產(chǎn)業(yè)界也積極行動(dòng)起來，4家制造商和日本東京大學(xué)2個(gè)院系一起成立了可持續(xù)發(fā)展 研究 協(xié)會(huì)，并制定了電力能源利用的遠(yuǎn)期 規(guī)劃 。

2、技術(shù)狀況

荒川忠一教授 研究 的是“基于氣象預(yù)測的系統(tǒng)”，是日本風(fēng)電技術(shù)發(fā)展的亮點(diǎn)之一。該系統(tǒng)利用從風(fēng)場得來的在線數(shù)據(jù)和氣象局提供的數(shù)值氣象數(shù)據(jù)，按需綜合地形、粗度、風(fēng)機(jī)分布等詳細(xì)的數(shù)據(jù)，建立新模型來預(yù)測發(fā)電量。主要方法—次日預(yù)測法，是在早上6點(diǎn)預(yù)測第二天24小時(shí)的情況，其精度高于持續(xù)模型約30%；當(dāng)日預(yù)測法是每30分鐘預(yù)測24小時(shí)的情況，其精度高于持續(xù)模型約20%，絕對誤差在15%之內(nèi)。在進(jìn)行了這樣可靠性很高的發(fā)電量預(yù)測系統(tǒng)下，可以減輕電力公司調(diào)整的負(fù)擔(dān)，促進(jìn)風(fēng)機(jī)的入網(wǎng)。

類似的系統(tǒng)，已由丹麥、德國、西班牙等地開發(fā)，對風(fēng)機(jī)的入網(wǎng)起了積極的效果。但是，歐洲地形平坦，在流體力學(xué)中線形近似模型就可以達(dá)到很好的預(yù)測效果。而日本則面臨地形復(fù)雜，大多是非線性近似這樣的問題，不能直接使用歐洲開發(fā)的預(yù)測系統(tǒng)，荒川忠一介紹，需要設(shè)計(jì)適合日本的模型。日本其它風(fēng)力發(fā)電方面的研發(fā)工作包含開發(fā)適合日本地理環(huán)境的新型風(fēng)機(jī)。三菱重工的2.5MW機(jī)組適合于風(fēng)力較弱的地區(qū)，富士重工的2MW機(jī)組適合于山岳地區(qū)，采用上行風(fēng)下亦能保持機(jī)組性能的下行式機(jī)器。這兩種機(jī)型都帶有長期停電也能使回轉(zhuǎn)儀退回安全位置的機(jī)構(gòu)。在1kW的小型機(jī)組（名稱：AirdolphinMark-Zero，適合高原地區(qū)民用，制造成本高但安裝成本低）或10MW的大型機(jī)組中，都在考慮應(yīng)用碳素纖維材料，因?yàn)樵摬牧腺|(zhì)量輕，強(qiáng)度高，有助于提高機(jī)組整體性能。關(guān)于海上風(fēng)力發(fā)電用機(jī)組，目前 研究 的是水深20米的著底式風(fēng)機(jī)，今后將逐步向水深100m的目標(biāo)挺進(jìn)。技術(shù)研發(fā)方面，主要同丹麥的risoe實(shí)驗(yàn)室及Vestas公司密切合作。近來“漂浮式海上風(fēng)力發(fā)電”成為引人注目的研發(fā)內(nèi)容。

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