近日,德國首座海上風力發電場——阿爾法·文圖斯海上風力發電場正式并網發電;美國內政部批準海角風力發電項目,為該國首座海上風力發電場的建設鋪平了道路。與此同時,亞洲首個海上風電項目——上海東海大橋102兆瓦海上風力發電場宣布將于今年6月底全部實現并網發電。

據悉,海上風電正在成為風電開發領域的新寵,歐洲大國競相開發海上風電,在比利時、荷蘭、英國、愛爾蘭、丹麥等國的海岸線附近,德國西門子、美國通用電氣等公司都在搶占這一未來市場。海上風電開發領域彌漫著“開發金礦的氣氛”。

開發提速

近年來,世界能源消耗量的持續增加使全球范圍內的能源危機愈發明顯。為此,各國紛紛推出緩解能源危機、開發利用可再生能源、實現能源的可持續發展的重大舉措。風能因具有蘊藏量大、可再生、分布廣、無污染等特性,已成為各國替代能源的首選。而與陸上風電相比,海上風電更是具有獨特的優勢。

據專家介紹,海上風能資源非常穩定,且不占用土地資源,對環境影響很小,已經成為歐洲風電發展的重要組成部分。“海上風電具有資源豐富、靠近電力市場的優勢,加快海上風電建設的條件已基本具備,海上風電將是今后風電發展的重點之一”。

德國阿爾法·文圖斯海上風力發電場總裝機容量為60兆瓦,可滿足5萬戶家庭用電需求。該風力發電場的正式并網發電標志著德國可再生能源利用進入了一個新紀元。德國環境部部長諾貝特·勒特根表示,離岸型風電將在未來德國能源結構中發揮決定性作用。到2030年,德國離岸型風電場的總裝機容量將達2．5萬兆瓦。

德國之所以格外重視海上風電,與其整體能源戰略密切相關。與歐洲其他大國不同,德國對發展核電的限制更加嚴格,因此只能在提高能源使用效率和發展可再生能源上下功夫。目前,德國已有風力發電機組約2．1萬臺,風力發電量占總發電量的6％－7％。由于德國陸地可用于建設風力發電場的理想地點越來越少,開發海上風電成為德國發展可再生能源的一個新選擇。

與德國相比,美國海角風力發電項目的獲批更具有標志性意義。美國內政部部長肯·薩拉查表示:“在漫長的評估和咨詢過程中,經過對各方關切的慎重考慮,通盤分析項目所涉及的諸多因素,我們認為應該尊重公眾利益,批準海角風力發電項目。我們為美國能源的未來發展開辟了新方向,啟建全美第一座海上風力發電設施開啟了美國歷史的新篇章。”

美國風能產業分析師馬特·卡普蘭表示:“這是海上風力發電產業具有象征意義的一步。海角風力發電項目已經成為美國海上風電的先驅,該項目的建成將標志著一個新產業在美國的開啟。”

正如中國可再生能源學會副理事長李俊峰所說,“從發展的角度來看,風電市場開始從陸地擴展到海洋,海上風電發展開始提速”。

面臨困擾

從世界范圍來看,經過10多年的發展,海上風電技術已經比較成熟,海上風電已成為歐洲國家未來發展風電的主要方向。然而,相對于陸上風電,海上風電場建設不僅技術難度大、施工困難,而且還要面臨海上浮冰、臺風等一系列不可控因素帶來的風險。世界風電巨頭維斯塔斯的有關負責人表示:“維斯塔斯的經驗表明,海上風電的建設、開發和運行遠比陸上風電復雜得多。要確保海上風電場的良好運轉,至少需要兩個方面的因素,一是要有成熟的技術,另外就是要有項目開發方面的經驗。”

因此,雖然包括中國在內的許多國家把發展海上風電提上了日程,但是由于大量與此相配套的工作仍停留在起步階段,有的甚至尚未起步,短期之內大規模發展海上風電還不現實。

“我們對海上風電的準備工作做得還很不夠。”面對已經出現的海上風電躍進,中國風能協會會長賀德馨表示,開發海上風電的困難很多,中國目前根本不具備大規模發展海上風電的實力,“灘涂地域內的風電場建設工程、大功率風電機組的可靠性等問題都沒解決,很多基礎性的工作我們都沒做好”。

除了技術因素,作為一個全新的領域,海上風電開發還面臨其他諸多因素的制約。出于保護沿海淺灘區生態和避免影響旅游業的考慮,德國政府要求海上風力發電場至少距離海岸30公里。阿爾法·文圖斯海上風力發電場離海岸有40多公里,由于建設地點離岸遠、水深、風電機巨大等因素,最終該項目耗資大大超過預算,達到2．5億歐元。

無獨有偶,美國海角風力發電項目的獲批經歷了長達10年的時間。“海角風力發電項目的規模從170個風力渦輪機削減到130個,并被施加了特殊要求,如需要對海岸進行考古研究,以確保當地的重要區域受到保護。”薩拉查指出,風力渦輪機數量的壓縮是為了減少對當地歷史地標以及附近島嶼的影響。項目開發商還必須承諾,一旦發現潛在的海床文化和歷史資源就要停止作業,并將任何意外的考古發現通知政府。

前景可期

盡管面臨重重困難,海上風電的發展前景還是相當樂觀的。專家指出,目前歐洲沿海國家都在競相發展海上風電,未來一二十年歐洲沿海地區海上風力發電場可望連接成一個巨大的海上風力發電網,可以部分彌補單個風力發電場發電量波動大的不足。

大力發展海上風力發電場是德國可再生能源戰略的重要內容。按照德國環境部的計劃,德國可再生能源發電量要從目前占該國用電總量的16％上升到2020年的30％,2030年要達到40％。而根據德國政府的評估結果,相對于太陽能、水能和生物質能發電,風能發電最有希望滿足德國用電需求。德國目前已批準25個海上風力發電場建設項目,此外還有60個海上風電項目正在審批中。

美國國家可再生能源實驗室預計,單是美國近海區域就可以產生9萬兆瓦電力。美國能源部的一份研究發現,風能可為美國提供20％的電力,達到30萬兆瓦,其中大約1／6將來自海上風電。

西班牙清潔能源產業巨頭伊維爾德羅拉旗下的創新公司近期宣布,該公司將大力開發海上風能并計劃在英國建設世界上最大的海上風力發電場。該海上風力發電場設計裝機容量約為7200兆瓦,預計將于2015年建成。此外,該公司在德國和西班牙等國也擁有海上風電項目。