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丹麥海上風電開發的主要經驗

2017-06-19 來源:丹麥能源公用事業和氣候部、丹麥能源署 瀏覽數:691

盡管領土面積不大, 但丹麥在海上風電行業發展中取得了巨大成功。綿延的海岸線、豐富的風力資源及淺海水域等自然資源為丹麥風電行業奠定了堅實的起點。   

  盡管領土面積不大, 但丹麥在海上風電行業發展中取得了巨大成功。綿延的海岸線、豐富的風力資源及淺海水域等自然資源為丹麥風電行業奠定了堅實的起點。
  
  1991年, 丹麥建成了全球首個海上風電場—Vindby海上風電場, 該風場共安裝風電機組11臺, 單機容量450千瓦, 成為全球首個將風電延伸至海上的國家。隨后一系列小型示范項目接踵而至, 然后建成了Horn Rev 1和Nysted兩個大型海上風電場,其裝機容量分別達到160WM和165.6MW。
  
  目前丹麥接入電網的海上風電裝機容量達到丹麥海上風電運菅商和風機類型1300MW,是全球最大的海上風電開發國之一。

  
  有些海上風電場是由電力公司根據政府指令或通過招標建設的, 另外一些海上風電場則為當地風機所有人協會部分或全資所有, 如Middel grunden和53:115等。
  
  在丹麥, 風電場的建設和運營權往往通過競標決定,中標的電力公司的發電成本則體現為每千瓦時發電量的上網電價。
  
  2015年初,Vattenfall以前20TWh(200億千瓦時)發電量0.77 丹麥克朗/ 千瓦時的電價贏得了400MW Horns REV 3項目的特許經營權。這一電價顯著低于Anholt項目, 被視作在面臨各種挑戰的北海地區的標桿性電價。
  
  2016年,丹麥又產生了兩輪競標。第一個項目是350MW的2個北海近海項目,Vattenfall以前17.5TWh(175億千瓦時)電量0.475丹麥克朗/千瓦時的電價中標, 這個電價顯著地低于當初能源政策協議所預期的0.70丹麥克朗/千瓦時。第二個招標結果于2016年底揭曉,位于波羅的海的Kriegers Flak600MW海上風電項目再次刷新了海上風電電價紀錄,Vattenfall以0.372丹麥克朗/千瓦時的電價贏得30TWh(300億千瓦時)電量合同。
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  海上風電場海洋空間規劃
  
  盡管海上風電是一種頗具吸引力的替代能源, 海上風電場的開發應基于全面、審慎的規劃。規劃方法應通盤考慮,包括海洋環境脆弱性及全部海洋用途。
  
  在建設風電場時, 必須考慮風電場所在地的自然和人文環境。因此,有必要糊規劃系統來顯示海洋空間承受的壓力程度。在刪中很重要的-點是識別眾多的海洋相關利益, 并嘗試減緩相關影響。這是確保在尊重環境與其他海洋用戶的同時, 恰當進行海上風電場選址的唯一途徑。
  
  1995年,丹麥成立了海上風電空間規劃委員會,該委員會由丹麥能源署領導, 由各政府部門組成,分別負責自然環境、海洋安全及航海、海洋資源開采及視覺規搬電網接入。委員會還具備風電、風機、風機基礎和電網技術等技術領域的專業知識。該委員會的工作重點是確保海上風電場及相關輸電網發展的規劃和協調。
  
  委員 會檢查海上風電送出工程的工程、經濟和規劃方案,及對電網的影響。委員會定期從其它用海方及相關海洋用途的角度評估海上風電場的選址。委員會負責為海上風電場選擇適當的場址,即在確保充分利用海上風電的同時,盡量減少對自然及其它海洋用途的影響。再找到合適場址后,這些場址將被預留下來用于建設海上風電場。
  
  在實際工作中,委員會利用地理信息系統GIS繪圖。GIS地圖中標示了每個政府主管部門的預留區域, 如帆船航線、環境保護區域、海底電纜等。將這些地圖進行相互重疊整理,就會得到一副無用海沖突的區域圖。隨后按照與海岸的距離、風速及水深等醜評估海上風電預留區域。
  
  從風速、電網傳輸、海軍和空中導航、自然、景觀及原材料開采等各方面評估出可能用于海上風電場的場址,按照上風電場的預期建設和運行成本進行評估。海上風電空間規劃委員會高度重視海上風電發展與輸電網的規劃和協調擴展, 以力求以最好風資源及最低建設成本來獲取潛在最大經濟效益。
  
  隨后, 海上風電空間規劃委員會將與其它海洋主管當局及相關城市討論擬議場址。如果所有公共主管當局同意相關海上風電場址規劃,相關海上風電場案將提交至聽證會。如有必要,相關鄰國也可以召開聽證會。這可能導致需要進一步調整方案。
  
  1997、2007、2011及2012年,由海上風電空間規劃委員會主導, 均按以上流程開展了規劃。在不開展規劃活動的時段里, 海上風電空間規劃委員會處于休會狀態,一旦需要開展新的規劃活動,立即恢復運行。

  風資源是影響風電場收入的最重要因素,因此丹麥的風電規劃往往特別關注風資源分布的測繪。自上世紀80年代以來,風資源分布測繪工作一直被納入國家和地區層面的風電規劃過程。1999年,丹麥發布了全國風資源分布圖。在進行風電規劃中,該風能分布圖可用于評估某一特定區域的風資源潛力,以按照戰略性環境框架或評估研究,評估篩選出潛在的風電開發區域。
  
  與此同時,風能分布圖也可為開發商提供風速預測(預測精確已知且具有可追溯性),幫助其計算風能資源的可開發量。此外,風能分布圖還可幫助輸電運營商應對變化的風電,為長期電網規劃提供信息參考。

 
  許可流程
  
  丹麥能源署負責規劃海上風電, 并為其發放許可證和生產許可, 因此, 丹麥能源署是負責海上風電場規劃和運行的主管當局。丹麥能源署也負責審批新的電網接入項目。
  
  在丹麥建立海上風電項目須獲得4項許可證, 并網還須獲得許可證。丹麥能源署負責發放所有許可證, 并為項目開發企業提供“一站式服務”,以解決在建立海上風電項目中遇到的與許多利益相關方的利益沖突問題。
  
  建立海上風電項目必須獲得以下4項許可證:前期勘查許可證; 海上風電場建設許可證,在授予本許可證之前,必須開展環境影響評估; 25年期風電開發許可證, 該許可證可進行延期; 按照電力法規發放的發電許可證。
  
  任何項目均須先后獲得這4項許可證。如果是小型項目,那么并網許可證可包含在海上風電場建設許可證中。如果是大型項目, 則必須單獨申請并網許可。
  
  在丹麥, 新的海上風電場項目可按照兩種不同的程序建立: 政府招標或開放式項目。這兩種程序是在首批海上風電項目積累的經驗基礎上逐漸發展而來的。
  
  為了確保加速和簡化申請流程, 被授予特許經營合同的企業或聯合體, 在申請所有許可時只需對口一個政府部門, 即丹麥能源署。丹麥能源署負責授予企業相關許可,并與其它相關主管當局進行協調。這意味著丹麥能源署授予的許可也符合其它主管當局的相關條款, 如丹麥自然署丹麥海事局、丹麥海岸管理局、丹麥文化署、丹麥國防部等。其它主管當局也可以發放許可證作為補充。
  
  為了實現以最低成本建設新的海上風電場的政治決策, 丹麥政府主持進行政府招標活動。在典型的政府招標程序中, 丹麥能源署對某一選定區域內的一定規模( 如600MW) 的海上風電項目發布招標公告。
  
  根據項目性質, 丹麥能源署邀請競標企業以一定發電量的固定上網電價(以滿負荷運行小時數計算)形式提交電力生產報價。每個項目的中標價格均不同, 投標結果取決于項目位置、場址風況及當前電力市場的競爭形勢等因素。
  
  對于政府招標項目, 往往由丹麥國家電網公司Energinet.dk負責建設、擁有和維護變電站和海底電纜(并負責將電力從海上風電場輸送到陸上) 。Energinet.dk是獨立輸電運營商, 負責丹麥的電力基礎設施建設活動。
  
  海上風電招標
  
  丹麥議會以廣泛多數通過了一項政治決議, 到2020年海上風電裝機容量將有顯著增長。到2020年,海上風電裝機容量翻一番, 陸上風電裝機容量得到顯著增長, 這將確保丹麥50%的用電量源自風電, 使得丹麥成為風電領域的全球領先國家。通過海上風電招標程序, 有望新增350MW風電裝機容量。
  
  招標程序以開放性和透明度為特征,所有申請人均平等對待。招標區域為海上風電空間規劃過程中篩選出的場址。其它政府主管當局參與新建海上風電場址的篩選過程并批準最終報告, 這是對該場址確定性的承諾。這反過來將為投資商帶來保障, 也可以了解場址相關信息。
  
  在項目招標前的規劃階段, 丹麥輸電運營商負責開展環境影響評估, 地質物理調查及一些巖土工程調査。對場址物理特征的深入研究有助于深化對場址的認識, 幫助投資商深入了解在招標程序中可選取的技術方案。開展這些早期評估和勘查是為了縮短審批時間, 幫助申請人提供基于實際成本的更優報價。與此同時, 這些評估和勘查行動還為競標者提供高投資保障, 進而削減其風險。
  
  招標文件中將提供4 項必要許可證草案: 前期勘查許可證、海上風電場建設許可證、發電許可證及發電上網許可。
  
  在完成招標程序后, 被授予特許經營合同的企業或聯合體可獲得前期勘査許可證和海上風電場建設許可證。前期勘查許可證將允許中標企業或聯合體開展進一步的巖土工程和地質物理調查作為補充。
  
  與此相類似, 獲得海上風電場建設許可證的企業或聯合體能夠開展詳細的規劃活動, 進一步籌備最終項目。在啟動實際建設工作前, 最終項目必須獲得批準。
  
  此外, 企業或聯合體也需要獲得在某一特定區域開采風力資源以進行發電并網的許可。一般在建設工作啟動后(不得晚于苜臺風機完成并網后)發放發電并網許可。此外, 必須記錄建設許可證的相關條款遵守情況。
  
  在項目并網前, 必須獲得發電上網授權許可。在獲取發電上網授權許可時, 需要具備一定的技術和財務能力。
  
  以上所有許可證均以許可證草案的形式包含在投標規犯中, 投標規犯由丹麥能源署發布,屆時,丹麥能源署將提前與所有其它主管當局進行協商, 或在建設階段必要時與所有其它主管當局進行協商。
閱讀上文 >> 水深對海上風電機組載荷的影響研究
閱讀下文 >> 海上風電場5MW 風機建設分析

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