在具有里程碑意义的一年里，风力发电全力发展

阿联酋迪拜 16 三月 2020

随着城市发展和电动汽车的结合进一步消耗现有能源，预计到 2050 年，全球能源消耗将翻一番[1]。

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于此同时，国际可再生能源机构 (IRENA) 警告说，要到本世纪中叶实现现有的气候目标，二氧化碳排放必须减少 70%。[2]

更多的能源，更少的排放。如何平方这个临界圆？

全球绿色能源生产的最新趋势表明，问题的答案不是那么显而易见，而是迎面而来：风能。

正如过去 12 个月所证实的那样，风能的上升是不可阻挡的，也是全球性的。

全球风能理事会 (GWEC) 在其最新的市场展望报告中预测，从现在到 2023 年，风能装机容量将增加 330 GW，全球总容量将超过 900 GW。[3]推动这一热潮的主要市场是美国和中国，未来两年，这两个国家的陆上风电市场将分别增加 6.5 GW 和 10 GW 的容量。

就未来而言，这只是一阵微风。

Wind Energy Capacity Installed by 2023

展望未来，欧洲风能协会 (EWEA) 认为，到 2030 年，仅欧盟的风电装机容量就将达到 320 GW，满足该地区近四分之一的电力需求[4]。

在财政和人力方面，这意味着未来十年将有 2390 亿欧元（2610 亿美元）的风能投资，并在欧洲大陆创造 569,000 个新就业机会[5]。

这些诱人的数据有助于解释为什么风电行业在 2019 年增长如此迅速，以及为什么这种加速可能会持续下去。

美洲引领里程碑时刻

GWEC 在其 2020 年 2 月的报告中强调，到 2019 年，北美、中美洲和南美洲（美洲）的风电装机容量将达到创纪录的 13.4 GW[6]。这标志着该地区新增装机容量较 2018 年大幅增长 12%，总容量达到 148 GW。

展望未来，美洲的激增预计将继续，其中 GWEC 预测，从现在到 2024 年，新增装机容量将超过 220 GW。

GWEC 拉丁美洲委员会主席 Ramón Fiestas 指出，拉丁美洲在风能方面有着巨大的潜力。他设想，通过以具有全球竞争力的价格拍卖风能，该地区的许多国家将树立可再生能源引领者的声誉。“哥伦比亚等新市场在 2019 年成功举行了首次可再生能源拍卖[在未来三年内投资 18 亿美元[7]]，而像智利这样的现有国家，今年的装机容量达到了创纪录的 526 MW，这表明该地区仍有巨大的未开发潜力，”他解释说[8]。

安利捷能源公司是推动智利和拉丁美洲可再生能源扩张的关键力量之一，尽管可再生能源专家 Fotowatio renewable Ventures (FRV) 也参与其中。

FRV 南美区总经理 Manual Pavon 认为，智利较早采用可再生能源，加上其对可再生能源友好的监管框架，意味着智利与巴西一样，有潜力成为拉美可再生能源领域的成功典范。

“在拉丁美洲地区，大多数国家处于相似的阶段，FRV 正在乌拉圭、巴西、秘鲁和哥伦比亚探索项目。

但在诸如监管框架等方面，智利又超前一步。有时可能需要很长时间才能启动项目，但智利环境非常稳定、安全。这就是为什么拉丁美洲大多数银行都位于智利，” 他说。

同样，9 月份在布宜诺斯艾利斯举行的一场大型风能会议上，有消息称，阿根廷各地已批准了 70 多个共计 4 GW 的项目，包括 Nordex-Acciona 和 Vestas 在内的主要供应商正在扩大在该国的立足点^[9]^。因此，阿根廷正在建立五个新的塔架工厂，以适应蓬勃发展的行业。GWEC 首席执行官 Ben Backwell 预计，随着该国经济的不断增长，将有数十亿美元的投资和数以千计的就业机会。

再往北，FRV 还通过在墨西哥发展主要的太阳能光伏发电而产生重大影响力。位于圣路易斯德波托西的波托西太阳能发电厂已于 2019 年开始运营。该厂将每年发电 815,000 MWh，为 76,000 多户家庭提供充足供电，从而使墨西哥的 CO₂ 排放量每年减少近 9800 万吨。作为 FRV 的第二家工厂，位于哈利斯科州的 Potrero 光伏厂，在 2020 年建成后，每年将发电 750,000 MWh。该项目将为 128,000 户家庭提供电力，并将二氧化碳排放量减少约 437,000 吨。

“墨西哥的能源需求每年增长 3%，而一些地区已经很难满足能源需求，”FRV（墨西哥和中美洲）的总经理 Fernando Salinas Loring 说。“该国需要将可再生能源和传统能源结合起来，以避免未来可能出现的问题。但是墨西哥是一个大国，有 1.3 亿人口。如果你纵观全局，很明显会有很多机会。我们期待留在这里，利用这些机会，为墨西哥的未来提供更清洁的能源组合。”

然而，美国仍然是主导力量。作为行业信心的一个巨大信号，今年 1 月，Dominion Energy 公布了其 12 MW 的弗吉尼亚海岸海上风能 (CVOW) 试点项目的扩建计划，该项目将达到 2.64 GW，成为世界上有史以来最大的海上风能项目^[10]^。该开发项目将使用西门子 Gamesa 的 6-MW SWT-6.0-154 风力涡轮机，并将在 2020 年后期投入运营，而扩建后将在 2026 年投入使用。

正是像这样的项目，导致了目前围绕着风能的许多议论。

新兴市场准备拥抱海上革命

GWEC 认为，海上增长是全球逐步转向风能的一个主要因素。事实上，它估计，到 2023 年，海上能源将占风能总容量的 18% 左右，高于 2018 年的 9%[11]。

GWEC 市场情报总监 Karen Ohlenforst 强调了海上风电对推动增长的重要性，并补充道：“未来几年，它将在全球范围内飞速发展，其中在 2019 年至 2023 年期间，其复合年增长率将达到 8%——是陆上风能的两倍”。

2019 年，欧洲的海上风电装机容量达到创纪录的 3.6 GW，其中 5 个国家的 10 个新电站陆续投产，使欧洲大陆的海上风电总容量达到 22 GW[12]。英国以 1.7 GW 的装机容量位居首位，德国紧随其后，为 1.1 GW.。自 2010 年以来，欧洲海上发电厂的平均规模已增长一倍，从 300 MW 增至 600 MW，其中目前最大的是英国的 Hornsea 1，装机容量为 1.2 GW，计划于 2020 年完工。

“风力发电已经为全球发电做出了巨大贡献，而作为联合国牵头的 2016 年《巴黎协定》中提出的脱碳议程的一部分，风力发电有可能做出更大贡献，”安利捷副总裁兼副主席 Fady Jameel 说。“在安利捷，我们敏锐地意识到风能是零排放能源系统的关键组成部分的潜力，这就是为什么我们要投入大量资金进行研究，使其变得越来越高效和经济。很明显，现在做出正确的选择将有助于推动经济、保护环境和保护我们的社会。”

管由于更高的安装和维护成本，目前海上发电的成本仍高于陆上发电，但这一差距正在缩小。IRENA 的数据显示，2018 年，海上风力发电每 KWH 成本为 0.127 美元，而陆上风力发电是 0.056 美元。这听起来差别很大，但在 2018 年前的 12 个月里，陆上发电的成本仅下降了 1%，而海上发电的成本下降了 13%[13]。

投资研究公司 Nanalyze 认为，这只是长期趋势的一部分。该公司表示，由于竞争加剧、更大的涡轮机和规模经济，该行业预计在中期将进一步削减 30%-50% 的成本，所有这些都将有助于加快采用速度。[14]

规模经济——任何行业的金字招牌。为了说明这一点，人们只需要研究丹麦的风能巨头 Ørsted（原来的 DONG）即可。它的第一个项目是 1991 年的 Vindeby 海上风电场，由 11 个小涡轮机组成，发电量为 0.45 MW，仅为现在最大的风力涡轮机的一半。到 2015 年，它已经安装了总装机容量达 3 GW 的风力发电场——目前在英国和德国开发的新海上风力发电场将达到 6.7 GW。[15]

Offshore Wind Turbine Growth

正在进行的建筑技术和材料革命将很快迎来一个更高、更多产的涡轮机时代。

目前世界上最高的涡轮机是德国斯图加特附近的 Max Bögl Wind 公司建造的 178 米高的涡轮机。即便如此，与英国约克郡海岸外计划中的 Dogger Bank 开发项目的涡轮机相比，它就显得相形见绌。Dogger Bank 风电场的每个涡轮机将达到 220 米高，能为 16,000 户家庭提供足够的电力。该风电场将在 2020 年代初投入运营。[16]

能源咨询公司 K2 Management 有数据来证明“越高越好”的智慧。它的计算表明，将涡轮机的高度从 70 米增加到 170 米，平均可以增加 35% 的能量产出。[17]

难怪这个行业正在向天空扩张…… Offshore Wind Power Growth in Europe

不仅仅是发达市场激发了对海上的热情。数据分析咨询公司 GlobalData 的 Ankit Mathur 指出，台湾地区以及韩国等几个“萌芽国家”也将在未来 10 年留下自己的印记：“我们正在见证海上风能产业开始真正走向全球，并延伸到欧洲市场以外，”Mathur 说。[18]

GlobalData 显示，全球海上风电市场将在 2019 年至 2030 年期间以 16.2% 的复合年增长率增长，从而到 2030 年累计装机容量将达到 142 GW。相比之下，2018 年底的装机容量为 23.2 GW。

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ESMAP（能源部门管理援助计划 – 世界银行与 21 个国际发展伙伴的合作）认为，随着技术进步和经济规模的扩大，海上发电价格将进一步下降，海上风电将在新兴市场找到更大的吸引力[19]。

在计算一系列发展中经济体的“技术潜力”（风速和水深）时，ESMAP 确定了八个国家（巴西、印度、摩洛哥、菲律宾、南非、斯里兰卡、土耳其和越南），它们的合计潜在发电量接近 3.1 TW，包括 1,016 GW 的固定容量和 2,066 GW 的浮动容量。

鉴于许多新兴市场的海上风力发电还处于初级阶段，ESMAP 认为，开发这种自然资源可以在实现国家目标方面发挥变革性的作用——从扩大电力供应，到提高可再生资源在能源结构中的比例。

与全球形势相呼应，如果没有各国政府的支持性政策，这种潜力几乎无法释放——而到目前为止，相关迹象令人鼓舞。

政策有助于推动行业的发展

随着公众对气候危机的认识不断加深，世界各地立法者的目光正日益转向绿色解决方案。

2019 年 4 月，华盛顿成为美国第五个（继加利福尼亚州、夏威夷州、内华达州和新墨西哥州之后）设定在 2045 年之前实现 100% 清洁能源目标的州[20]。与此同时，华盛顿将在 2025 年之前完全消除煤炭的使用，并在 2030 年之前实现 80% 的可再生能源的中期目标。明尼苏达州、伊利诺伊州、纽约州和缅因州也在酝酿类似的法律。

“随着中国到 2021 年取消对陆上风电的补贴，以及美国逐步取消生产税收抵免，未来两年，这两个领先的陆上市场将出现安装热潮，” GWEC 市场情报总监 Karin Ohlenforst 说[21]。

更值得警惕的是，由于钢铁和铝的关税，中国和美国之间正在酝酿的贸易战可能会使风电项目的成本增加至多十分之一，因为钢铁和铝加起来占涡轮机原材料的 90%[22]。

拉丁美洲最近的增长也不能被认为是理所当然会持续下去。由于墨西哥取消了原定的拍卖计划，清洁能源信贷计划也发生了变化，未来的拍卖充满了不确定性，而阿根廷也经历了政治和经济动荡[23]。

幸运的是，只要有政治意愿，风能的潜力几乎是无限的。

在 12 月举行的首届泰国风能圆桌会议上，行业专家证明，在可预见的未来，这个亚洲国家的目前 1.5 GW 的陆上风电装机容量可能会增加 10 倍，达到 13-17 GW[24]。需要什么才能使泰国的这一愿景成为现实? 如果得到泰国电力发展计划 (PDP) 的支持，明确的目标、优化电价等支持性政策以及改善输电基础设施都可以实现。

如果泰国能够建立起这一有利于风力发电的框架，并实现这些发电数字，那么世界其他国家将密切关注。

技术可以帮助对抗逆风

到目前为止，风能的发展一直受到供应不稳定的问题的限制：当没有风，但家庭和企业仍然需要电力时，该怎么办？

2019 年，电池存储和电网管理服务方面的创新不断，这可能很快会使公用事业规模的电池成为全球可再生能源项目的常态。

例如，作为该公司在全球开发储能项目的长期计划的一部分，FRV 宣布了其首个公用事业规模的电池项目。

该战略发展计划包括对能量存储技术项目的投资，其中包括商业规模的电池技术，该技术在巩固可再生能源在全球能源结构中的更高渗透方面发挥着核心市场作用。

第一个项目将与英国开发商 Harmony Energy 合作，交付英国多塞特郡普尔的 Holes Bay，其中 Harmony Energy 在英国各地建造、拥有和运营可再生能源资产。

Holes Bay 计划将包括一个锂离子电池阵列，总容量为 15 MWh，它将连接到 Southern Electric Power 配电网，提供存储可再生能源的能力，并为英国国家电网提供高峰时段的灵活性。

该项目将是英国和欧洲第一个利用尖端控制和存储技术的项目。施工始于 2020 年 1 月，预计 2020 年 4 月投入使用。

“FRV 已经在与各国政府、监管机构和世界各地的合作伙伴合作，为一种新能源模式奠定基础。能量储存在充分利用可再生能源方面起着核心和关键的作用，FRV 认识到这项技术的价值，认为它是实现脱碳社会的关键因素，” FRV 工程和资产管理总经理 Felipe Hernández 说。

FRV 在智利的开拓性项目也表明在这方面正在取得进展。该公司目前正在开发的具有革命性的 540 GW/小时混合动力的风能和太阳能发电厂，可能会成为第一个使用电池存储提供 24/7 可再生能源的发电厂。这足以为 224,000 户家庭的需求，并减少大约 221,000 的二氧化碳排放。^[25]

“混合使用太阳能和风能使我们能够提供全天候的可再生能源，”FRV 南美区总经理 Manuel Pavon 说。“‘四大’老牌运营商的市场份额在逐年缩减，但市场本身却在不断增长。我们预计在接下来的五年中，市场规模将继续以每年 1.5 兆瓦时的速度增长。因此，这对我们来说是一个极具吸引力的市场。”

Wind turbine

在传统干旱地区，太阳能似乎是更合理的选择，但风能的潜在贡献仍然不容忽视。2019 年，非洲和中东地区安装了约 894 MW 的新风能，使该地区的总装机容量达到 6 GW[26]。未来 5 年计划中的项目（引领者包括南非——3.3 GW、埃及——1.8 GW、摩洛哥——1.2 GW、沙特阿拉伯——1.2 GW）应会使这一数字再增加 10.7 GW。并且新的市场继续开放，例如突尼斯。

在沙特阿拉伯，这一增长的一个主要贡献者将是价值 5 亿美元的 Dumat Al Jandal 项目。Dumat Al Jandal 项目由可再生能源项目发展办公室按照每千瓦时 2.13 美元的 LCOE（能源均衡成本）授予，预计将创造近 1,000 个就业岗位，为 70,000 户家庭提供电力[27]。

Wind Energy Capacity Installed in Americas

这仅仅是个开始。作为沙特 2030 年远景规划的一部分，未来 10 年，沙特阿拉伯各地的风电项目将超过 6 GW——到 2028 年，占中东风电项目的近一半[28]。

此外，安利捷继续成为全球风能市场的开拓者。2019 年，安利捷通用贸易日本公司首次进入日本能源市场，在北海道东南部的 Cape Erimo（日本的风之城）推出了两个微型风力涡轮机。

最新安装的机组可提供每台 20 千瓦的容量，整个项目共计安装 20 台微型涡轮机：6 台机组安装在北海道、12 台在青森县、2 台在秋田市。通过与两大区域电力公司 Hokkaido Electric Power Company 和 Tohoku Electric Power Co., Inc. 分别签署长达 20 年的协议，联合机组将为日本国家电网提供共计 400 千瓦的电力：足够为大约 400 个普通家庭提供能源，并每年减少 1,000 吨二氧化碳排放。襟裳岬全年有 260 多天吹过时速超过 10 米/分钟的大风，使其成为日本最有潜力的风能区域之一，因此被选中作为安装涡轮机的地区。

安利捷通用贸易日本公司的总裁兼首席执行官 Shigeki Enami 表示：“未来，我们将建造 50 台或更多类似的小型风力涡轮机，但从 2019 年起建造的机组将具有更大的容量。我们将与安利捷能源公司旗下的可再生能源部门‘FRV’通力合作，为在日本拓展清洁能源业务做出积极贡献”。

这是该国令人兴奋的全球可再生能源战略的最新篇章。