在火电逐步退出的时期,最初的能源转型法案仍然选择核电作为过渡。但2011年发生的日本福岛核电事故震惊全球,直接导致德国国会决定在2022年前全部关停核电项目,而应对的解决方案是加快海上风电开发。就这样,支撑德国能源转型的重担提前落到了海上风电的肩上。截至2020年年底,德国海上风电的累计装机容量为772.8万千瓦。该国的最新规划目标是,到2030年使海上风电累计装机容量达到3000万千瓦,到2040年达到4000万千瓦,到2050年突破5000万千瓦。也许是受到邻国丹麦的影响,德国很早就开始涉足风力发电。1995年,德国的风电累计装机容量超过100万千瓦,全部来自陆上风电。到2009年,德国陆上风电累计装机容量达到2500万千瓦。这一年,德国第一座海上风电——Alpha Ventus建成,装机容量共计6万千瓦,规模不大,带有一定的探索和示范性质。然而,德国海上风电发展的起点非常高。2009年,当全球绝大部分海上风电项目还在使用单机容量低于3MW的风电机组时,Alpha Ventus项目直接采用了5MW机组,且水深达到30米,离岸距离接近50千米。在解决掉开始阶段的一些小问题之后,Alpha Ventus项目表现相当优异,在2012年达到了55%的容量系数,创造出当时海上风电项目的世界纪录。
德国Trianel Windpark Borkum II 海上风电场德国海上风电的快速发展,首先应归功于政府出台的新能源政策,主要是本文开头提到的能源转型法案。与早期的丹麦相似,德国于2000年推出固定上网电价(feed-in tariff)政策,有效期为20年,有力保证了风电运营商的稳定营收,从而打消投资者的顾虑。在借鉴丹麦和英国的新能源补贴政策后,德国在2016年又以新的差价合约(CfD)拍卖政策取代固定上网电价政策。灵活有效的补贴政策,是新能源发展的原动力。其次,德国社会对风电的接受度非常高,这一点与丹麦和英国很相似。在一些西欧国家,风电发展面临的主要问题是民众接受度低,新项目开发经常因为民众抗议而被拖延。其主要原因在于,风电等新能源的推广一定程度上增加了民众的电费负担。在德国,由于火电和核电的快速退出,而新能源的价格仍然较高,德国民众支付着全欧洲最高的电费。但他们并未因此极力反对发展风电,这或许得益于德国社会对环保的重视。此外,德国还有数以十万计的居民投资小型风电场,风电行业的兴起创造出大量的就业机会。可以说,风电已经深度捆绑普通德国人的日常生活。技术的快速进步推动建设和维护成本大幅下降,是全球海上风电大发展的一个重要条件,德国在这方面也走在了前列。从第一个海上风电项目开始,德国就将眼光投向了离岸较远、水深较深的场址。2020年,德国新投运海上风电机组的平均离岸距离为89千米,水深为34米,几乎已经达到固定式海上风电技术应用的极限水深。在这样的“恶劣”条件下,全球前两个不需政府财政补贴的海上风电项目合同全部来自德国。当然,快速发展的德国海上风电产业也面临着一些挑战。进入21世纪初期,德国非常缺乏将海上风电项目生产的电力输送到岸上的输电基础设施。2014年,德国海上风电累计装机容量达到170万千瓦,但因缺乏输电设施,只有不到三分之一的机组能够并网。当年甚至曝出为了防止腐蚀的发生,部分不能并网的风电机组不得不由柴油发电机驱动运转的丑闻。目前,这个问题已经得到极大缓解。到2020年年底,德国海域的输电能力达到820万千瓦,跟上了海上风电装机容量增长的速度。然而,德国的大部分海上风电项目分布于北海海域,所生产的电力在北部海岸就近登陆后,还需要新的陆上电缆将之送到缺电的南部经济发达地区。为了解决该问题,德国正在建设两条主干电缆,分别为SuedLink和SuedOstLink,计划于2025年完工。这有点类似于中国的“西电东输”。德国还与挪威共同建设了一条长达620千米的525千伏海底电缆线路NordLink,旨在利用挪威的水力发电设施,吸纳德国海上风电的过剩电力,再在需要的时候向德国输送电力。这条海底电缆已于2020年年底投入试运行,并在2021年5月由两国政府首脑剪彩,正式营运。2021年5月27日,NordLink连接建设启动剪彩NordLink连接规划示意图,连接德国Wilster到挪威Tonstad此外,德国还存在地区之间不平衡的问题。由于北海的风能资源优于东部的波罗的海,德国目前86%的海上风电项目均位于北海海域,波罗的海只占14%。同时,北海沿海国家丹麦、荷兰、比利时也在紧锣密鼓地建设海上风电项目,北海海域变得越来越拥挤。最新的研究成果表明,过于接近的海上风电项目会严重降低发电能力。德国政府已经认识到这个问题,一方面加强与邻国的协调规划,避免过度拥挤;另一方面,在最近一次的海上风电拍卖过程中,向波罗的海直接划拨了超过三分之一的份额。North Sea和Baltic Sea风电地图(非高清版本)
1. NordLink海底连接:https://www.tennet.eu/our-grid/international-connections/nordlink/2. NordLink海底连接剖面结构图:https://www.tennet.eu/fileadmin/user_upload/Our_Grid/Interconnections/NordLink/20180904_NordLink_Grafik-technisches_Design-DE.jpghttps://energytransition.org/files/2015/08/offshore-parks-june2015.png4. Suedlink 项目:https://www.nsenergybusiness.com/projects/suedlink-hvdc-power-transmission-project/更多德国海上风电资料,欢迎关注“风能专委会CWEA”公众后,在文章列表页搜索“德国”,获得更多资料。
关注风能专委会CWEA公众号,后台回复“7月报告”下载Tennet相关资料PDF版和高清对比图片。德国2030年风光装机目标及潜在调整情况(来源:EnergyBrainpool)
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https://www.ise.fraunhofer.de/content/dam/ise/en/documents/News/electricity_production_germany_2020.pdf链接:https://pan.baidu.com/s/1yXgD4nip3gDFsGVsS9tkCw提取码:1234 复制这段内容后打开百度网盘手机App,操作更方便 2021年~2025年德国海上风电招标规划图(来源:FEP 2020)(关注CWEA公众号,后台回复关键词“DEW20”下载德国风电发展情况相关PDF和图表)下载链接:https://pan.baidu.com/s/1B6ilYaavKCvNd3eMIGEb4Q提取码:1234 复制这段内容后打开百度网盘手机App,操作更方便后台回复 giz910,下载两个GIZ报告pdf版本
图说|欧洲风电港报告及风电港口地图详解(附下载)
报告编译|《欧洲风能——2020年统计与未来五年展望》
欧洲海上风电新增装机和总装机数量图。截至2020年底,欧洲共有5,402台海上风电机组并网,总计25014 MW(25GW)。
欧洲海上风电– 2020年主要趋势和统计数据
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Hywind Scotland漂浮式海上风电场基本资料下载Hywind漂浮式风电高清视频和几个项目介绍PPT。
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