德國海上風電躍進之路
位于北海、距離德國海岸53英里(約合85公里)的梅爾(Meerwind)海上風電場,裝機容量為288兆瓦,是德國最大的海上風電場之一。此前由私募股權公司黑石集團(Black Stone)和德國Windland公司共同開發,2016年中國三峽集團收購該項目,控股項目公司德國穩達風電公司(Wind MW)80%股權。
雖然位于淺水,但梅爾項目建設異常艱難。從2000年正式立項,到2015年3月才得以并網發電,歷時近15載,比原定計劃晚了一年多(因電網原因),投資近16億美元。
該項目使用80臺3.6兆瓦西門子風機,工程師需要將風機、變壓器和整流站的底座固定在水面以下130多英尺處,工程難度遠超預期。另一個問題是建海上換流站,將發的電由海上輸送至陸地,因電網公司的原因,時間有所拖延。
雖然工期時間長,工程難度大,但早期為了扶持海上風電,德國政府出臺了很多政策。除上述提到的高額固定電價補貼政策,德國首批10個海上風電場的建設還得到了政府的資助,德國復興信貸銀行(KFW)在2011年設立了50億歐元的海上風電專項貸款額度。目前德國政府在波羅的海和北海建造的海上風力發電場,總發電量可滿足1200萬戶家庭的用電需求。
在運維方面,德國不同公司采取的方式也有所差異,一些大型能源集團如E.ON、RWE運行的風場由其自身維護,大多數能源開發企業則與風電廠商簽約。由于貸款銀行要求企業提供長期運維合同,因此這些公司會選擇和風機廠商簽訂10—15年長期的運維合約。
但在穩達公司看來,簽訂短期合同對風場更為有利,這也意味著能源開發企業對風場有著更多控制權。對于風電場的運作,穩達則使用SCADA軟件,該軟件由穩達與另一家公司合作開發,可全程操作風場的運行。而與西門子簽訂的五年運維合同,也規定了維護人員組成的比例為1:1,每次維修都由兩方組成團隊共同維修,以此控制工程質量。
與大多數歐洲的風場不同,三峽穩達還擁有自己的運維船,穩達公司CEO嚴思 (Jens Assheuer) 認為,雖然建造要求高,對團隊要求也高,需要花費大量投資,但從安全性考慮是非常必要的。目前,梅爾海上風電場還有直升機參與運維,風場升壓站上建有直升機停機坪,這大大縮短了維修周期。為了安全考慮,德國要求參與直升機運維的人員必須經過海底逃生等一系列培訓,獲取合格證后才有使用直升機進行運維的資質。
近年來,全球風機制造商正逐步增加單機容量,同時,安裝船的容量越來越大,海纜電壓也逐漸增高。
嚴思指出,2020到2023年,歐洲新建海上風電項目的風機將從西門子和MHI Vestas開發的單機5—6兆瓦的渦輪機升級為8—9兆瓦的渦輪機,預計2024和2025年北海還將安裝單機10—12兆瓦的風機。這種巨型渦輪機,其葉片掃過的區域較英國的“倫敦眼”摩天輪更大。
目前歐洲安裝船市場已供過于求,有許多新的大容量安裝船進入市場,這些新的安裝船更適用于新一代風機,而較小的船只將從安裝市場退役到運維市場。對于海底傳輸電纜,大多數歐洲國家包括德國都使用33千伏的電纜,而荷蘭目前正在計劃用66千伏電纜來減少線損。因此所有大型渦輪機供應商正在開發可以使用66千伏的渦輪機。
上網電價怎么定
近年來隨著海上風電在技術上日漸成熟,其經濟性也有所改觀。2017年4月在德國實行的首輪競標中,有三個項目的競標結果為零補貼電價,平均成交價為44歐元/ MWh,中標的四座風電場將分別在2024、2025年投運并網。
“由于競標機制的存在,市場電價會越來越低,迫使風機開發商和整個海上風電的產業鏈包括設備供應商、安裝商等想方設法來降低相應的成本。”嚴思向eo記者表示。
在德國補貼機制下,海上風電采用的固定電價補貼由兩部分組成,一部分是上網電價補貼,為150歐元/MWh,德國政府希望能源開發企業未來能在市場上出售電能,因此有4歐元/MWh的小額補貼是電力直接交易所得,補貼電價合計為154歐元/MWh。自該政策實行13年以來,德國海上風電的電價補貼沒有波動。據嚴思介紹,享受補貼的時間長短則決于風場到海岸線的距離以及水深,離海岸線越遠,水深越深,補貼的時間也就越長,風場通常可享有不少于8年的補貼。
2012年起德國修改了政策,風電場可選擇將補貼標準提高至190歐元/MWh,但相應補貼年限由12年降至8年,并規定8年后的補貼標準為35歐元/MWh。“選擇補貼的時間越短,錢就越多,但如果為了更高的安全性考慮,你可以決定選擇長期但低一點的補貼,”嚴思解釋道。
2017年德國政府將補貼機制調整為競標機制,而零補貼電價的出現正是競標機制的結果。官方給出的投標價格上限為120歐元/MWh,競標方在政府補貼價格的基礎上考慮日后投資、可能降低的成本,對價格做出預期。
據嚴思介紹,當時業內普遍預估的價格在100—120歐元/MWh,但第一輪競標的結果卻令人始料未及。丹麥最大的海上風電開發商DONG能源,中標110MW開發容量,電價是60歐元/兆瓦時,并將在2023年實施這一電價。更沒有想到的是有三個中標風場的電價是零補貼,這意味著他們將完全依賴市場電價。
這一結果令業內人士錯愕:競標價格為何如此之低,這些風場又能否盈利?
在嚴思看來,競標機制會推動所有參與方不斷尋求降低成本的解決方案,由于中標項目在2024、2025年并網,考慮到未來7年相關技術的發展,設備價格和建設成本會大幅降低,在零補貼下投產也有可能實現盈利。同時,由于2023年德國所有核電站將退役,火電逐步關停,加之2021到2025年間海上風電項目建設進度也將減慢,海上風電場運營商預測未來電力批發價格會上漲,因此造成了低成交價格。
低價的另一原因則是日趨完善的海上風電供應鏈。北海四國(英國、德國、丹麥、荷蘭)供應鏈十分完備,各大能源企業可以就近采購建設風場需要的裝備,這使得市場競爭加劇,歐洲安裝船市場已經面臨發展過剩,進而促進了過去幾年海上風電成本的下降。
盡管如此,建造成本的下降和市場電價的上升均有較大的不確定性,因此,新項目未來的風險較大,北海海上風電的競標已進入惡性競爭的怪圈。
今年4月德國將進行第二輪海上風電競標,業內人士也非常期待。從用戶的角度看,沒有政府補貼電價也意味著他們不用向發電商支付額外的補貼。
責任編輯:電朵云
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