时间:2022年01月08日 分类:推荐论文 次数:
摘要:中国海上风能资源丰富,海上风电开发正处于由近海到远海、由浅水到深水、由起步到规模化开发的关键阶段。欧洲是海上风电行业的先驱和全球最大市场,积累了丰富的海上风电发展经验,对我国海上风电发展具有重要的借鉴价值。为此,本文以欧洲地区三个主要海上风电国家:英国、丹麦和德国为例,首先从规划的关键责任方及其职责、规划流程两方面对比分析了欧洲海上风电的规划机制及其优缺点;其次,分析了欧洲为促进海上风电发展采取的典型激励策略,并结合三个国家的具体情况研究了不同激励策略的特点和实施经验;最后,结合欧洲经验和我国国情,从规划机制和激励策略两个层面提出了促进我国海上风电发展的针对性建议。
关键词:海上风电;规划机制;激励政策;融资机制;发展经验
0引言
海上风电在全球范围内都被视为实现能源转型和应对气候变化的关键技术。自上世纪九十年代初起步于欧洲,经过三十余年的发展,全球海上风电取得了令人瞩目的成绩。海上风电的开发利用已向全球扩展,除传统的欧洲海上风电强国,如英国、德国、丹麦等继续引领产业前进外,包括中国、美国、日本等在内的新兴市场的崛起也为海上风电注入了新的发展动力[1,2。
自2013年起全球海上风电的复合年增长率达到了24%,尽管受到COVID19影响,2020年全球海上风电产业迎来有史以来第二好的一年,全年新增装机超过GW,累计装机达到35.GW;欧洲仍是全球最大的海上风电市场,英国的海上风电累积容量仍居全球首位,达到10.2GW;但以中国为首的亚太地区正成为该行业日益重要的增长区域,2020年中国海上风电新增装机达到3GW,累积容量达到10GW,超过德国成为全球第二大海上风电市场;全球风能理事会预测未来年全球海上风电新增装机将达到70.2GW,凸显了该领域的巨大吸引力和发展前景。
3,4海上风电开发是未来风电发展的重要方向,也是风电技术进步的制高点。中国近海风能资源丰富,主要集中在东南沿海及其附近岛屿,风功率密度均在300W/m以上,近海100m高度内,水深5~25m范围能风电资源技术开发量约1.亿kW,25~50m范围能约3.2亿kW。2020年12月中国政府在气候雄心峰会上宣布:到2030年,非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右,风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿kW以上[6。“十四五”是实现2030年非化石能源占一次能源消费比重25目标的关键期,期间我国海上风电仍将继续保持快速发展,成为新能源发电新的增长极。
中国的海上风电开发正处于由近海到远海、由浅水到深水、由起步到规模化开发的关键阶段。欧洲是海上风电发展的先驱、行业发展的领头羊,也是全球最大的海上风电市场,因此欧洲海上风电发展的经验极具关注和研究价值。本文以欧洲三个主要海上风电国家:英国、丹麦和德国为例,对其风电规划机制和激励策略进行了研究,并分析了其发展经验对我国海上风电发展的启示。欧洲海上风电规划机制分析欧洲海上风电规划机制因国家而异,做法不尽相同,下文从关键责任方及其职责、规划流程两个方面对英国、丹麦和德国三个国家的海上风电规划机制进行了总结分析,从开发商的角度对比分析各国规划机制的主要优缺点。
关键责任方及其职责开发商主要负责海上风电项目的开发与规划工作。开发商负责获得规划许可的关键之一是与利益相关方正式协商后,进行广泛的环境影响评估。评估必须审查项目的寿命,并考虑一系列潜在影响,包括但不限于视觉景观、噪音、野生动物以及航运航行等。国务大臣或地方规划机关将根据评估、详细的项目计划、利益相关者的回应决定是否给予规划许可。[7,8]
海底权利是英国规划独有特点,英国的海底由英国皇家财产局负责管理,其职责之一就是负责海底执照的招标程序,包括:评估海上风电最合适的地点,确定竞标区域;确定总可用容量;确定单个项目的容量限制;根据技术、法律和财务标准对开发商进行评估;利用开发商期权费进行投标;实施项目生物栖息地法规评估;授予租赁协议。在征询利益相关者和社区的意见后,英国皇家财产局将确定海底招标区域,以便开发商获得海底许可证来建造海上风电项目。根据项目规模的不同,英国的海上风电规划遵循两条截然不同的路线:
容量超过100MW的海上风电项目:遵循一个独特的集中规划流程——由规划督察署领导的国家重大基础设施项目(NationallySignificantInfrastructureProjects,NSIP)流程,规划决定权在国务大臣手中。该流程程序涉及范围较广,包括以下各方:规划督察署、审查机构、国务大臣、利益相关者意见征询和开发商。其中,开发商是流程背后的推动者,负责与所有相关方接触;规划督察署负责评估项目技术计划以及拟开发项目对下列各方面的影响;规划督察署根据评估结果和利益相关者的回应,向国务大臣提出建议,国务大臣最终决定是否授予规划许可。
容量在100MW以下的海上风电项目:遵循英国的标准规划流程,该流程涉及以下各方:地方规划机关、开发商和利益相关者意见咨询。同样,开发商将负责推动这个流程,但是规划角度非常本地化,而不是全国性的;开发商负责在规划过程中正式征询所有利益相关者的意见,并听取他们对发展项目的意见,采取缓和措施;最终规划许可由相关的地方规划机关根据规划法规和《电力法》第36节审批。
海上风电潜力与区域资格预审在征询利益相关者和社区的意见后,英国皇家财产局将确定海底招标区域,以便开发商获得海底许可证来建造海上风电项目。除了皇家财产局进行的大量分析外,开发商亦须评估可能的地点,确保开发项目的合适性。皇家财产局和开发商的环境影响评估采用了大量的位置标准,确保在海上风电项目开发过程中遵循环境规划框架。
空间规划针对之前对主要基础设施项目规划体系的批评(主要是时间和成本),英国政府为NSIP制定了一个专门的规划流程——开发许可制度,由规划督察署负责。容量超过100MW的海上风电项目须遵循以下规划程序:预申请:开发商应与关键利益相关者(相关方、地方政府和社区)沟通,收集国家重大基础设施项目申请所需的信息;开发商的提议必须考虑到关键利益相关者的回应。受理:开发商正式向规划督察署提出国家重大基础设施项目申请;该申请中要附上环境影响评估等所有相关的环境报告;规划督察署要求地方政府作出书面声明,说明意见咨询是否充分,从而评估开发商是否有效地与关键利益相关者沟通;规划督察署评估文件是否合格,从而确定是否能进入下一阶段。
预审:有意利益相关者必须登记才能正式参与规划咨询流程;在此期间会成立一个由主要规划成员组成的“审查机构”。审查阶段:审查机构审查开发商提供的证据和利益相关者的回复。建议和决定:审查机构编写一份报告,向国务大臣提出最后的规划建议;国务大臣批准或拒绝签发开发许可证。决定后:开发商或主要利益相关者可在周内提出任何合法性质疑。最终选址海上风电项目的最终选址由开发商根据皇家财产局提供的投标区域完成。开发商负责取得所有相关许可、电网基础设施和试运行。
丹麦能源署(DenmarkEnergyAgency,DEA)是负责海上风电规划和许可的主要行政管理机构。丹麦将风电厂迁往海上的主要驱动因素是陆上站点的土地资源稀缺以及浅水海域(<50m>10m/s)。
DEA成立于1997年,目的是让一个国家主管的中央部门负责实施丹麦的可再生能源政策。由于丹麦政府奉行“一站式服务点”原则,因此DEA是所有许可的统一联络处负责发放相关许可证,并负责与丹麦自然局、丹麦海事局、丹麦海岸管理局、丹麦文化局、国防部等其他机构协调相关事宜。丹麦海上风电规划中的容量和时间表是由丹麦的能源政策确定的,而DEA则是适应这一进程的一站式服务政府机构。[9,10]丹麦有两种建立海上风电场的程序[9],即政府招标程序和开放式程序,由开发商选择遵循哪一个程序。这两个程序都要求办理三个许可证:用于开展初步调查的许可证、用于建立海上风力发电机的许可证和在一定年限内开发风能的许可证以及电力生产许可证,此外还需要进行环境影响评估。
政府招标程序:DEA宣布了一个特定规模、特定场地的海上风电投标项目,其中风电场需要建立在一个规定的地理区域内。丹麦能源署邀请申请人以千瓦时为单位进行报价(以固定价格的形式)。在该固定价格下,投标人愿意按照规定的满负荷小时数生产一定数量的电力。为了以尽可能低的成本建造新的海上风电场,丹麦大多数新的海上风电场都是在招标程序之后才建造。开放式程序:开发商将主动建立海上风电场。开发商必须向DEA申请用于在选定区域内开展初步调查的许可证。所述申请必须包含以下内容:项目描述、初步调查的范围、风机的尺寸和数量以及场地的地理信息。在启动海上风电许可程序之前,DEA将在受理申请之前发起一次对其他政府机构的听证会,以明确是否存在其他相互冲突的重大公共利益。到目前为止,在这种体制下还没有完成任何海上项目,但是当前近岸风电场的发展遵循这一程序。
海上风电潜力与区域资格预审
分为空间规划(涉及整体潜在区域的指定)以及专门项目的项目规划。当需要寻找新的场地来容纳未来由新能源政策推动的海上风电场的扩建时,将启动整体场地选择与规划流程。2007年海洋空间规划(已于2011年更新)提供了总容量为4.2GW的潜在海上区域。2012年开展了另一项针对近岸风电场的空间规划工作,结果规划了15个区域,每个区域的潜在容量为200MW。自上世纪80年代以来,已经完成了对丹麦整个近海区域的风力资源测绘,这些测绘资料已在规划流程中得到了使用。
空间规划《海洋空间规划法》为丹麦海上设施和海事活动(包括海上风电场)的规划制定了一个总体框架,并且该法案是对欧盟指令的执行。该法案规定:第一份丹麦海洋空间规划必须在2021年月31日前获得通过,并且该规划应当由丹麦商业和经济增长部部长进行编制。空间规划目前暂时由丹麦能源署负责实施,空间规划涵盖对丹麦风电能力的空间规划框架、海上示范和试点项目的推广以及基础设施规划。DEA领导的海上风电空间规划委员会负责根据其他海上利益和海洋用途找到建立海上风电场的适当位置。该委员会采用地理信息系统(GIS)进行测绘,根据海上风电场的预期建设与运营成本,对所有被确定为有用和可用的场地进行评估。该委员会非常注重风电与输电的规划和协调扩建方法,以便对社会经济效益进行优化。
最终选址海上风电空间规划委员会将与其他海事主管部门和受影响的陆上市政当局讨论该委员会所建议的地点。在所有公共主管部门同意风力发电机的确切位置之后,所选定的地点将被提交给公开听证会以及在适当时提交给邻国。在选定最终地点之前,这可能会导致对计划进行进一步细化。最终地点将被提交给潜在投资者,用于扩建海上风电场。
关键责任方及其职责
德国联邦海洋和水文局(BundesamtfürSeeschifffahrtundHydrographie,BSH)11作为单一责任点,负责海上风电规划流程和海上风电许可的授予。BSH以“场地开发规划”的形式对海上风电规划进行集中规划,其中涵盖海上风电区域的空间和时间分配方面的不同因素:海上风力发电机区域和拟招标区域的场地;预计装机容量;拟招标场地的时间表和年份,以及拟招标的风电场开始投入运行的时间表和年份;海上并网、跨境并网以及海上设施之间潜在并网的路线或廊道;海上并网跨越专属经济区与领海之间边界的关口;标准技术与规划原则。
目前,德国海上风电规划方案已从一个过渡时期(海上风电场在2021年至2025年投入运行期间)的有保证并网(保证海上风电场2020年之前投入运行)的上网电价补贴计划演变为一个中央竞标模式(海上风电场在2026年以后开始投入运行)1214:
(1)上网电价补贴模式:海上风力规划并不是集中进行的。由BSH制定的空间海上电网规划考虑了海上风电规划的位置因素。海上并网的时间因素是根据海上电网发展规划来加以考虑的,该规划由四家德国输电系统运营商制定并且对这些运营商具有约束力。
(2)过渡期:为了确保海上风电能力的持续扩大并与所规划的容量增加保持一致,在两种竞标模式之间引入了一个过渡期。在此期间,将考虑使用那些处于高级规划阶段的风电场。海上并网将根据海上网络发展规划进行规划。
(3)中央竞标模式:中央竞标模式结合了海上风电规划的位置和时间方面的因素。这意味着空间海上电网规划和海上网络发展规划将在一个单一的规划机制中进行合并。该规划机制将由德国联邦海洋和水文局根据场地开发规划集中制定。场地开发规划是海上风电规划所有因素中的中央规划工具。
国家重大基础设施项目流程是英国独有的,提供了简化的中央规划流程,加快了主要海上风电开发项目的规划进度。在这一流程下,海上风电项目能够根据国家需要而不是由地方议会来进行,这显著降低了因地方反对意见而导致规划被延误的风险。英国成熟的海上风电技术中以及差价合约计划带来的大幅降低的电价(从2015年的114英镑/MWh降至2019年的40英镑/MWh)都是规划流程成功的体现。国家重大基础设施项目流程将国务大臣纳入规划决策,可能意味着某些规划决策的做出是出于政治动机,而非出于项目本身的价值。此外,由于国家重大基础设施项目流程需要开发商提供大量的计划才能正式启动,因此,它是否确实加快了规划流程也存在争论。
丹麦能源署目前作为所有许可的“一站式服务点”,最大限度地简化繁文缛节的许可申请程序,所有许可责任均由丹麦能源署承担;丹麦能源署在早期阶段提供关于地理位置、时间表、容量需求和潜在支持的明确信息,提高了整个规划流程的效率;丹麦能源署将公布初步调查结果和许可证草案,为开发商降低了选址风险;除了提供所有必要的支持之外,丹麦能源署保持技术中立,这为开发商提供了充分的灵活性来设计风电场(包括海上升压站和出口电缆),同时丹麦能源署也为输电系统运营商提供了有保证的并网,并网将从运营的第一天起就将得到保证。
目前海上风电的激励策略多种多样,欧盟最常见的大型设施(特别是海上风电场)激励策略主要包括上网电价补贴、溢价补贴、差价合约和竞标计划。[1517].1.1上网电价补贴根据上网电价补贴(Feedintariff,FIT)计划,可再生能源设施的运营商每向电网输送一千瓦时的电力,就可获得固定的补偿。通常情况下,FIT付款是由输电系统运营商或公用事业公司通过购买义务授予的。补偿由行政部门根据政府估计确定,通常因技术和电厂规模而异。由于收入流的确定性,FIT计划为可再生资源投资者提供了高安全级别,从而防范市场风险(不受批发市场价格波动的影响)。
中国海上风电规划机制和激励策略
3.1规划机制中国海上风电的发展由国家和地方统一协调规划开发建设和管理。2016年国家能源局、国家海洋局联合印发了《海上风电开发建设管理办法》(国能新能〔2016〕394号),其中第四条规定:“国家能源局负责全国海上风电开发建设管理。各省(自治区、直辖市)能源主管部门在国家能源局指导下,负责本地区海上风电开发建设管理。
可再生能源技术支撑单位做好海上风电技术服务。”海上风电开发建设管理包括海上风电发展规划、项目核准、海域海岛使用、环境保护、施工及运行等环节的行政组织管理和技术质量管理。海上风电的前期规划建设流程主要包括:海上风电规划、项目可行性研究、申请项目核准(参与竞争性配置)、开工前手续办理等阶段。
3.2激励策略
海上风电产业的起步和发展离不开各项有关激励政策的引导、政策的有效实施和推动。从2006年国家《可再生能源法》颁布以来,中国的海上风电逐步进入快速发展期。根据激励策略的不同,中国的海上风电基本上可以划分为如下四个阶段:
第一阶段为2010年之前的启始阶段:海上风电发展处于示范阶段,相关的法规制度制定出台,主要法规政策包括2006年《可再生能源法》、2009年《海上风电场工程规划工作大纲》;第二阶段为2010~2014年:海上风电进入特许权招标阶段,这个时期的主要政策包括2012年发布的《风电发展“十二五规划”》、2014年的《国家发改委关于海上风电上网电价政策的通知》;第三阶段为2014~2018年:海上风电处于有补贴的固定上网电价阶段,这个阶段的主要政策包括2015年发布的《国家能源局关于海上风电项目进展有关情况的通报》、2016年的《风电发展“十三五”规划》、2016年《可再生能源发展“十三五”规划》、以及2017年发布的《国务院关于印发“十三五”节能减排综合工作方案的通知》;第四阶段为2019年起的竞争配置阶段:
根据2018年月国家能源局下发的《关于2018年度风电建设管理有关要求的通知》,自2019年起新增核准海上风电项目全面通过竞争方式配置和确定上网电价。2019年月,国家发展改革委公布《关于完善风电上网电价政策的通知》(发改价格〔2019〕882号),进一步明确了海上风电电价及相关要求,规定自2019年起新增核准海上风电项目全面通过竞争方式配置和确定上网电价,标志着中国海上风电开始迈入竞争配置模式的新阶段。
按照要求,海上风电标杆电价改为指导价,并作为该资源区内新核准项目通过竞争方式确定上网电价的上限。这也是自2014年海上风电实行固定上网电价政策后,首次对该产业的电价确定方式进行调整。有关的改革在继续,到了2020年初,财政部、国家发展改革委、国家能源局联合发布的《关于促进非水可再生能源发电健康发展的若干意见》,中国海上风电的电价和补贴政策有了较大调整。新增海上风电不再纳入中央财政补贴范围,由地方按照实际情况予以支持。
4欧洲经验对中国海上风电发展的借鉴与启示
4.1欧洲经验与启示总结
欧洲国家在海上风电开发之初就提出了各自国家海上风电发展的宏伟蓝图,但却比较少出台指导实施的开发规划以及有效的并网规划。在进入大规模海上风电开发阶段后,规划不足的负面影响日益凸显,主要体现为:陆上电网容量不足;并网接入点布局不合理;并网工程存在部分重复建设,经济性不高;电网调度运行安全可靠性降低;并网工程与选址、环境保护、航运等协调不足。目前欧洲国家已经加强海上风电发展和并网规划。
英国、德国和丹麦的海上风电规划机制发展经验表明,采取集中规划流程和“一站式服务点”,有助于降低因地方反对意见而导致规划被延误的风险,最大限度地消除官僚主义壁垒,为责任以及数据来源建立确定性,还将为海上风电集成的网络相关方面提供优势,有助于加快海上风电开发项目规划进度、降低海上风电价格。过去的几十年里,全球海上风力发电行业经历了快速的发展和创新,为更好地将海上风电融入市场,欧洲各国的海上风电激励策略随着时间的推移、技术的成熟不断进行调整,其激励策略已从固定电价(上网电价补贴)转变为基于市场的计划(溢价补贴、差价合约、竞标计划)。
英国、丹麦和德国三个国家均允许海上风力发电参与批发市场;英国还允许参与其他一些平衡和适当机制,并寻求推动海上风电电力参与其他市场,增加海上风力发电场的收入叠加;德国开发了直接市场和溢价补贴,提供基于市场的激励措施——浮动溢价补贴,旨在建立一个更加以市场为导向的制度,扶持能源生产、技术开发和可再生技术的市场整合。目前和未来海上风电激励策略:英国将继续鼓励差价合约这一激励策略;丹麦目前正从上网电价补贴转变为差价合约;德国目前为拍卖固定溢价补贴,但相关决策者认为类似英国的固定差价合约不论对项目开发商还是决策者而言,都是更好的解决方案。
中国海上风电发展建议我国已进入新能源规模化发展阶段,海上风电是其中的重要领域。但与欧洲相比,我国海上风电发展起步较晚,相关的配套政策和措施还需要进一步完善。根据欧洲的经验,建议中国海上风电需要做好如下几个方面的加强和完善工作:
(1)明确主要机构的责任。包括政府部门(能源主管和海洋行政主管)、开发商、电网企业等,利用集中和统一规划的优势,有效促进有关行业和部门之间的协同操作,进行宏观统筹与整体规划。可以参考丹麦和德国的经验,组织具有单一责任点的一站式服务体系的方法。对于电网的建设,根据海上风电发展规划,及早分析和考虑可能的电网阻塞问题,以提出有效的电网补强方案。
(2)简化大型海上风力发电项目的中央规划流程,提供充分准确的位置信息,有关的开发时间表,装机容量需求等信息。帮助开发商降低与场地选择有关的风险。有关部门可以尽量早地公布初步风电资源调查结果和有关许可的草案。规划过程中主管部门应该保持技术中立,由开发商根据具体情况设计风电场(包括海上升压站和电缆的选择等),这样有利于实现有关技术的最优选择。
(3)从分散并网向统一规划、集中并网方向发展。由于法规政策对海上风电场并网工程投资主体规定的变化,德国海上风电并网方案由原先的各风电场分散并网转变为以风电场群为单位的集中并网模式。并网工程统一规划、集中并网,既可以有助与先进技术的采用,降低项目的工程成本,又可提高电网对并网海上风电机组的控制能力,经济、技术性优势明显。
(4)明确规划指引,统筹海上输电系统建设。目前我国负荷中心的输电通道资源普遍较为紧张,沿海区域远景目标网架还没有充分考虑大规模海上风电发展对电网的影响。应及早研究明确发展规划,避免陆上输电通道工程滞后于海上风电场投产进度,应从国家能源总体规划的高度实施海上风电输电系统规划和建设,避免重复建设和资源浪费。
(5)建立健全并利用好电力市场体系。相比于欧洲开展的拍卖、差价合约等机制,中国的电力市场机制仍存在不足,需要加快完善可再生能源电力消纳、电力市场化交易等机制,理顺海上风电等新能源电力参与电力市场化交易的机制;建立标准统一的电力市场交易技术支持系统,积极培育合格市场主体,完善交易机制,丰富交易品种;充分利用市场机制降低隐形成本,这些方面可以借鉴英国等欧洲国家的做法进行有关的尝试和探索。
(6)开展有关主管部门的能力建设。与陆上风电相比,海上风电的技术相对比较新,而且有关的技术发展很快,有关主管部们在规划和审批过程中承担这非常大的责任,这也要求主管部门和责任部门具有广泛的知识,所以有必要的能力建设应该实时加强和提高。
参考文献:
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作者:马晋龙1,,孙勇1,,叶学顺1,