“日不落帝國(guó)”的海上風(fēng)電新野望

風(fēng)電在丹麥電力供應(yīng)中的占比達(dá)到了50%，但它畢竟只是一個(gè)僅有500余萬(wàn)人口的小國(guó)，總量有限。在本期“海風(fēng)列國(guó)志”文章中，我們來(lái)看看擁有6600萬(wàn)人口的歐洲大國(guó)——英國(guó)。

鄉(xiāng)下的風(fēng)車

1887年7月，蘇格蘭名為“Marykirk”的鄉(xiāng)下，電氣工程師詹姆斯· 布里斯(James Blyth)在自己的度假小屋院子中建造了世界上第一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，通過(guò)向蓄電池充電，繼而為度假小屋提供照明電力。詹姆斯· 布里斯在隨后發(fā)表的論文中如此描述他的風(fēng)電機(jī)組：“這臺(tái)風(fēng)電機(jī)組采用三腳架的設(shè)計(jì)，風(fēng)軸長(zhǎng)33英尺，風(fēng)臂長(zhǎng)13英尺，端部有帆布制作的風(fēng)帆，通過(guò)繩索和飛輪連接一臺(tái)布爾津發(fā)電機(jī)。”

受限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件，風(fēng)力發(fā)電毫無(wú)性價(jià)比可言，因此，它并未受到社會(huì)的重視。直到1970年，英國(guó)才開始重新評(píng)估工業(yè)規(guī)模風(fēng)力發(fā)電的可行性。

1991年，英國(guó)第一座商業(yè)運(yùn)營(yíng)的陸上風(fēng)電場(chǎng)在英格蘭南部Delabole 地區(qū)建成，安裝了10臺(tái)單機(jī)容量為400千瓦的風(fēng)電機(jī)組。

在接下來(lái)的20多年中，英國(guó)陸上風(fēng)電發(fā)展迅速，截至2020年年底的建成裝機(jī)規(guī)模已超過(guò)1300萬(wàn)千瓦，約占年電力供應(yīng)的13%。

然而，由于現(xiàn)代風(fēng)電機(jī)組的尺寸越來(lái)越大，英國(guó)(蘇格蘭除外)對(duì)陸上風(fēng)電設(shè)施提出的125米限高要求，近年來(lái)在技術(shù)上限制了陸上風(fēng)電的開發(fā)。因此，英國(guó)人很自然地將目光投向了大海。

英國(guó)四面被北大西洋圍繞，海域面積廣闊，大風(fēng)天氣頻繁，海上風(fēng)能資源約占?xì)W洲總量的1/3，號(hào)稱歐洲第一。據(jù)估算，如果英國(guó)將其0~25米水深海域的1/3開發(fā)，就可以使風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模達(dá)到4000萬(wàn)千瓦，達(dá)到2020年夏季英國(guó)全國(guó)電力需求約90% 的水平。

當(dāng)然，在海上風(fēng)電剛起步時(shí)，英國(guó)面臨的問(wèn)題是：成本太高。英國(guó)政府的解決辦法是，要求電力提供商必須以規(guī)定價(jià)格采購(gòu)一部分風(fēng)電，否則就需繳納罰款，此即從1990年開始實(shí)施的NFFO(Non Fossil Fuel Obligation，非化石燃料合約)機(jī)制。在起步階段，借助該政策，英國(guó)海上風(fēng)電行業(yè)獲得了至關(guān)重要的財(cái)政補(bǔ)貼，從而在成本高昂的初期得以生存。

得益于NFFO機(jī)制，英國(guó)的第一座海上風(fēng)電場(chǎng)Blyth(以本文開頭提到的第一臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的發(fā)明者命名)于2000年建成，這是全球第三座海上風(fēng)電場(chǎng)。Blyth海上風(fēng)電場(chǎng)僅安裝了2臺(tái)單機(jī)容量為2兆瓦的風(fēng)電機(jī)組，它們是當(dāng)時(shí)世界上最大的海上風(fēng)電機(jī)組。

王室的許可

在英國(guó)海上風(fēng)電發(fā)展過(guò)程中，有一個(gè)機(jī)構(gòu)值得一提。英國(guó)海岸線以外12海里的海域，絕大部分屬于“英國(guó)女王持有的公共財(cái)產(chǎn)”，由一個(gè)半獨(dú)立法人實(shí)體Crown Estate代為管理。因此，英國(guó)海上風(fēng)電，特別是初期近海淺水海域的項(xiàng)目開發(fā)，必須得到Crown Estate的許可。

1998 年，英國(guó)風(fēng)能協(xié)會(huì)，即現(xiàn)在的RenewableUK，在英國(guó)政府的同意下，開始與Crown Estate協(xié)商并于1999年達(dá)成協(xié)議，由后者發(fā)出17個(gè)具有試驗(yàn)性質(zhì)的項(xiàng)目建設(shè)許可，主要目的是積累海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)。這就是英國(guó)海上風(fēng)電開發(fā)史上的“初始輪”，起點(diǎn)很高，總裝機(jī)容量達(dá)到120萬(wàn)千瓦。

2002 年后，NFFO機(jī)制逐步被RO(Renewable Obligation，可再生能源合約)機(jī)制取代。后者在本質(zhì)上是前者的升級(jí)版，將英國(guó)電力提供商必須采購(gòu)的可再生能源比重提高到11.1%，并于2015年進(jìn)一步增至15.4%。達(dá)標(biāo)的電力提供商每提供1兆瓦時(shí)的并網(wǎng)電力，會(huì)獲得一份ROC(Renewable Obligation Certificate，可再生能源合約證書)。到2008年，陸上風(fēng)電和海上風(fēng)電被區(qū)分開，電力提供商每提供1兆瓦時(shí)海上風(fēng)電的并網(wǎng)電力，會(huì)獲得雙份ROC。

2003 年，依托RO機(jī)制框架，英國(guó)在第二輪海上風(fēng)電開發(fā)中授出了15份建設(shè)許可，規(guī)劃裝機(jī)容量達(dá)到720萬(wàn)千瓦。

2008 年，英國(guó)海上風(fēng)電裝機(jī)容量超過(guò)丹麥，躍居世界第一。

同年，經(jīng)過(guò)對(duì)前兩輪經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的總結(jié)，Crown Estate 批準(zhǔn)了規(guī)模龐大的第三輪海上風(fēng)電開發(fā)計(jì)劃，規(guī)劃裝機(jī)容量達(dá)到2500萬(wàn)千瓦。

2010 年，Crown Estate批準(zhǔn)了初始輪和第二輪項(xiàng)目的擴(kuò)展計(jì)劃，規(guī)劃裝機(jī)容量為200萬(wàn)千瓦。

2015 年，英國(guó)政府宣布RO機(jī)制將由CfD(Contract for Difference，差價(jià)合約)機(jī)制取代，成為海上風(fēng)電開發(fā)新的補(bǔ)貼方式。不同于之前的模式，CfD機(jī)制采取劃定可再生能源并網(wǎng)電價(jià)的形式，成本如超過(guò)并網(wǎng)電價(jià)，由政府補(bǔ)貼;反之，則需要上繳這部分利潤(rùn)。CfD機(jī)制在很大程度上消除了投資者面臨的不確定性，增加了其投資可再生能源的信心。

2019年，第四輪英國(guó)海上風(fēng)電開發(fā)計(jì)劃基于CfD 機(jī)制框架發(fā)布，總裝機(jī)容量為700萬(wàn)千瓦，包括目前全球最大的海上風(fēng)電項(xiàng)目——Do