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????三、美國風能發(fā)展戰(zhàn)略2030 ????（一）編制背景 ????20世紀70年代，美國政府開始將現(xiàn)代風力發(fā)電技術(shù)納入到國家能源戰(zhàn)略中。截至1986年，美國加利福尼亞州風電裝機容量達到1.2GW，約占全球裝機總?cè)萘康?0%。但由于聯(lián)邦和州投資稅收減免激勵政策的相繼終結(jié)，美國風能產(chǎn)業(yè)自20世紀80年代中期陷入停滯，風電發(fā)展的中心從美國轉(zhuǎn)移到歐洲。后來美國大部分州開始制定可再生能源配額制標準，為風電發(fā)展創(chuàng)造了穩(wěn)定增長的環(huán)境。自2005年起，美國重新成為風電裝機容量增長最快的國家，到2008年累計裝機容量成為全球第一。 ????為制定未來風能發(fā)展的宏偉戰(zhàn)略，美國能源部于2008年5月發(fā)布了《2030年風電占20%：提升風能對電力供應(yīng)的貢獻》的規(guī)劃報告，闡述了到2030年20%供電來自風電的實現(xiàn)途徑。作為美國未來風能發(fā)展的指導性文件，規(guī)劃報告考慮了實現(xiàn)目標面臨的挑戰(zhàn)，并預計了對能源安全、減排、水資源和成本產(chǎn)生的影響，對關(guān)鍵領(lǐng)域的具體需求和將取得的成果進行了研討，包括：風力渦輪機技術(shù)，制造能力、材料需求與人力資源，輸電與電網(wǎng)集成，選址策略與環(huán)境影響以及風電市場演變等。 ????（二）主要內(nèi)容 ????1.2030年風電占20%的愿景 ????按照規(guī)劃的愿景，美國風電累計裝機容量需從2006年的11.6GW提高到2030年超過300GW，前十年保持每年20%的增幅，到2018年后保持每年新增16GW裝機容量，屆時，實現(xiàn)累計裝機304.8GW，其中海上風能占到18%左右（54GW），風電年發(fā)電量接近1200TWh，可以滿足20%的電力需求。 ????2.風力渦輪機技術(shù) ????報告關(guān)注的領(lǐng)域集中在更高的塔架、更大的轉(zhuǎn)子以及設(shè)計和制造能力的提升帶來持續(xù)進步。規(guī)劃報告認為單個部件或設(shè)計的創(chuàng)新無法滿足需求，需要結(jié)合多個領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新來達成目標，而且在部署新技術(shù)之前需要進行廣泛的組件和樣機試驗，以充分驗證性能和可靠性，同時，還要制定國際性標準進行認證和質(zhì)量控制。 ????另外，報告認為海上風能具有比陸上風能更大的潛力，但其技術(shù)發(fā)展不及陸上風能成熟，除風力渦輪機外，還必須關(guān)注系統(tǒng)其他部件和基礎(chǔ)設(shè)施的成本降低，如基座、電網(wǎng)和運維等。目前海上風能商業(yè)化面臨著諸多技術(shù)、監(jiān)管、社會經(jīng)濟和政策方面的障礙，需通過短期和長期研發(fā)示范活動消除部分障礙。 ????3.制造能力、材料需求與人力資源 ????報告認為未來風能大規(guī)模發(fā)展將需要更多的材料用量，通過減少材料用量和應(yīng)用新材料減輕風機重量和降低成本是風能與其他電源競爭的關(guān)鍵；制造能力的提升是大規(guī)模發(fā)展風能的保障；勞動力的可用性是實現(xiàn)風能高速發(fā)展的潛在障礙之一。 ????4.輸電與電網(wǎng)集成 ????報告繪制了未來風電發(fā)展的電網(wǎng)分布圖，指出需要投資約200億美元新建超過1.2萬英里輸電線，這些電網(wǎng)不僅可用于輸送風電，還可用于連接其他可再生能源。但需解決下述四個問題：改變各自為政局面，各地區(qū)聯(lián)合制定一套通用的電網(wǎng)規(guī)劃方法；合理的新建電網(wǎng)成本分攤計劃；保障成本回收的可預期性；新輸電設(shè)施選址涉及利益和潛在公眾關(guān)切的綜合考量。 ????美國電力系統(tǒng)運營和電力市場結(jié)構(gòu)也需要做出相應(yīng)改變。一是提高市場靈活性，二是加強風能預測和電力系統(tǒng)靈活性。 ????5.選址策略與環(huán)境影響 ????為負責任發(fā)展風能，需要在了解其益處的同時也認識到潛在的風險，并采取合理的選址策略、擴大社區(qū)參與以及更高效的規(guī)劃與審批機制等措施來經(jīng)濟有效地減輕風險。 ????6.風電市場演變 ????發(fā)展風電產(chǎn)出的多種收益流和不同市場將日益重要。合規(guī)市場（美國數(shù)十個州已制定可再生能源配額制標準）和自愿減排市場有潛力創(chuàng)造單獨和輔助性的收益流，支持風電發(fā)展的同時減少風險。新興的碳減排市場也將創(chuàng)造新的收益流。從風能應(yīng)用市場來看，包括公用事業(yè)規(guī)模集中式陸上或海上風電場、社區(qū)自產(chǎn)自銷型項目、小型離網(wǎng)式風電以及原住民風電項目等，不同應(yīng)用市場的未來發(fā)展規(guī)模有所差別，但都需要進行細致規(guī)劃以發(fā)揮潛力、規(guī)避風險。 ????（三）后續(xù)工作 ????為最大限度地開發(fā)海上風能潛力，美國能源部于2010財年出臺了“海上風能創(chuàng)新與示范計劃”，并和內(nèi)政部合作從資源評估、技術(shù)協(xié)作、標準制定、環(huán)境影響評價等方面進行周密籌劃，期望通過協(xié)同工作來推動和加速商業(yè)規(guī)模海上風能項目的發(fā)展。隨后兩部門在2011年2月聯(lián)合發(fā)布了《國家海上風能發(fā)展戰(zhàn)略》，作為海上風能創(chuàng)新與示范計劃的行動文件，旨在克服三個關(guān)鍵挑戰(zhàn)：降低海上風力發(fā)電相對較高的成本；應(yīng)對安裝、運營和聯(lián)網(wǎng)技術(shù)挑戰(zhàn)；豐富風場數(shù)據(jù)和項目運行過程經(jīng)驗，實現(xiàn)美國海上風能未來二十年的發(fā)展目標，即到2020年裝機達到10GW，發(fā)電成本為0.1美元/kWh；到2030年裝機達到54GW，發(fā)電成本為0.07美元/kWh。 ????四、英國可再生能源路線圖——風能 ????（一）編制背景 ????英國擁有得天獨厚的海洋風力、波浪和潮汐資源，根據(jù)英國皇家財產(chǎn)局（The Crown Estate）的數(shù)據(jù)，英國具有商業(yè)開發(fā)價值的風電總量高達48 GW，約是整個歐洲海上風電總量的?，其海上風力發(fā)電的潛力約是整個英國當前電力消耗量的3倍。為開發(fā)這一巨大資源，英國政府制定了雄心勃勃的海上風力發(fā)電三輪發(fā)展規(guī)劃：第一輪發(fā)展規(guī)劃制定于2000年，主要是一些小型示范項目；第二輪發(fā)展規(guī)劃形成于2003年，是在三個指定區(qū)域（泰晤士河口、沃什灣和西北部）開展較大規(guī)模的項目，前二輪規(guī)劃預計到2014年左右可運行的風能發(fā)電裝機容量大約可達8GW，其中包括裝機容量為1GW的“倫敦陣列”近海風場；2010年宣布的第三輪海上風能發(fā)展規(guī)劃在已規(guī)劃的8GW基礎(chǔ)上進一步增加32GW的發(fā)電裝機容量，總計裝機容量將達到40GW。目前，英國的海上風能發(fā)展處于世界領(lǐng)先地位，截至2011年底，英國共有636臺海上風力發(fā)電機并入電網(wǎng)，累計裝機容量達到了2093.7MW，幾乎超過了其他國家的總和。 ????風能作為重要的可再生資源，英國能源與氣候變化部2011年7月發(fā)布的《英國可再生能源發(fā)展路線圖》將陸上風能、海上風能與海洋能、生物質(zhì)發(fā)電等其他六種技術(shù)確定為幫助英國以一種低成本和可持續(xù)途徑實現(xiàn)2020目標的八大技術(shù)。 ????（二）主要內(nèi)容 ????1.陸上風能 ????① 總體目標 ????通過電力市場改革和可控轉(zhuǎn)型為投資者提供長期確定性；改革規(guī)劃制度；聯(lián)合資助技術(shù)解決方案，以克服風電場與航空雷達和飛機起落等之間的干擾，包括通過與行業(yè)達成新的諒解備忘錄；提升陸上輸電能力，并確保風能及時和經(jīng)濟高效地安全并入電網(wǎng)。 ????② 未來發(fā)展 ????截至2010年底，英國已有陸上風電裝機容量4GW，每年發(fā)電約70億kWh，風場主要建在蘇格蘭（約2.5GW，陸上風力資源的60%集中于此），其次是英格蘭（約0.9GW）、威爾士（約0.4GW）和北愛爾蘭（約0.3GW）。 ????根據(jù)預測，英國到2020年陸上風電裝機容量范圍在10～19GW（年發(fā)電量能力為230～450億kWh）。基于中位值預測，到2020年英國陸上風電裝機容量大約可以達到13GW，其中大部分將來自單機容量在5MW以上的大型項目。要實現(xiàn)這一新增9GW的目標，需要在未來十年中保持13%的年增長率，略低于2009～2010年的增長率。 ????目前，英國在建、待建或規(guī)劃中的陸上風電裝機容量超過11GW。路線圖中的預期裝機容量分布在英國各地，其中大部分在蘇格蘭（超過6.5GW）、英格蘭（超過2GW），此外1.5GW在威爾士、1GW在北愛爾蘭。 ????2.海上風能 ????① 總體目標 ????成立產(chǎn)業(yè)專責小組來制定路線和行動計劃，使海上風電的成本到2020年降低到100英鎊/MWh；支持供應(yīng)鏈的發(fā)展，并鼓勵在港口新建制造設(shè)施；處理與石油天然氣勘探的沖突，在財政激勵方面提供更大的確定性，并通過海上輸電協(xié)調(diào)項目來確保和協(xié)調(diào)電網(wǎng)發(fā)展。 ????② 未來發(fā)展 ????英國是全球最大的海上風能市場，截至2010年底裝機容量超過1.3GW，約4GW已經(jīng)通過審批，另有2GW正在規(guī)劃中。目前運行的有15個風電場，2010年發(fā)電量達到30億kWh。這些風電場大都靠近海岸，主要分布在北海、愛爾蘭海及蘇格蘭領(lǐng)海。 ????能源與氣候變化部的分析表明，到2030年英國的海上風電裝機容量有望達到40GW。到2020年英國海上風電裝機潛能范圍在10～26GW，中位值上限可以達到18GW。要達到中位值上限，需要高達30%的年均增長率。不過氣候變化委員會指出，除非有明確的成本降低證據(jù)，否則到2020年，英國的海上風能裝機容量將限制在13GW。為此，英國將提供3000萬英鎊的政府創(chuàng)新資金，資助海上風能成本降低；同時將成立產(chǎn)業(yè)專責小組來制定路線和行動計劃，確保英國的海上風電成本到2020年降低到100英鎊/MWh。 ????（三）后續(xù)工作 ????英國能源與氣候變化部在2011年發(fā)布的第一版路線圖的基礎(chǔ)上，將與其他利益相關(guān)方進一步收集部署進展資料，以更好地了解英國面臨的挑戰(zhàn)，從而形成“發(fā)布路線圖—資料收集—分析規(guī)劃”循環(huán)，并將每年對路線圖進行更新。（摘編自《能源與科技參考》） |
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國際風能技術(shù)路線圖解析（三）
發(fā)布時間：2012-09-20
來源：國家能源局
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