德國與法國風(fēng)電發(fā)展對比案例分析

B.CHA BOT，BC CON SUL T，編譯 蘇曉

德法2020風(fēng)電發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)對比

2001年6月，法國頒布了陸上風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)政策，自此開啟了風(fēng)電發(fā)展歷程。圖1概述了2002年至2011年年末法國風(fēng)電的發(fā)展情況，包括每年年末統(tǒng)計(jì)的累計(jì)裝機(jī)容量、年裝機(jī)容量和年發(fā)電量。在該圖中，虛線顯示部分是法國國家可再生能源規(guī)劃處根據(jù)2009年4月歐洲有關(guān)的國家可再生能源發(fā)展規(guī)劃（NREAP）得出的數(shù)據(jù)?？梢钥闯?，2011年風(fēng)電發(fā)電量為119億千瓦時(shí)，這與到2012年達(dá)到179億千瓦時(shí)的目標(biāo)發(fā)電量（2010年制定）還存在60億千瓦時(shí)的差距。究其原因，主要是近幾年法國年裝機(jī)容量的遞減（2009年為124.7萬千瓦，2010年為119萬千瓦，2011年則為87.5萬千瓦）。從2012年起，法國對風(fēng)電項(xiàng)目有一些新的、復(fù)雜的法規(guī)，這些法規(guī)將使接下來幾年風(fēng)電裝機(jī)容量較難出現(xiàn)新的增長。法國2020年的風(fēng)電目標(biāo)裝機(jī)容量為2500萬千瓦，其中有600萬千瓦來自海上風(fēng)電，而到2020年風(fēng)電總發(fā)電量將約為580億千瓦時(shí)，其中陸上風(fēng)電400億千瓦時(shí)，海上風(fēng)電180億千瓦時(shí)。

圖2則反映了德國風(fēng)電發(fā)展的類似信息。不過，德國風(fēng)電開發(fā)比法國早， 1991年德國便有了第一項(xiàng)風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)政策。2000年4月，德國通過了可再生能源法（EEG）。另外，德國風(fēng)電發(fā)電量在2011年已經(jīng)達(dá)到465億千瓦時(shí)，而且德國可再生能源發(fā)展規(guī)劃（NREAP）制定的2020年風(fēng)電發(fā)電量目標(biāo)超過了1040億千瓦時(shí)（736億千瓦時(shí)來自總裝機(jī)容量為3575萬千瓦的陸上風(fēng)電，317億千瓦時(shí)來自總裝機(jī)容量為1000萬千瓦的海上風(fēng)電），這一目標(biāo)是法國2020年目標(biāo)發(fā)電量的兩倍左右。2011年，德國的風(fēng)電發(fā)電量為465億千瓦時(shí)，這與德國2012年530億千瓦時(shí)的目標(biāo)發(fā)電量也存在65億千瓦時(shí)的差距。該差距也比法國的稍小一點(diǎn)，而且這一差距可能是由于小部分海上風(fēng)電項(xiàng)目的延期造成。德國可再生能源發(fā)展規(guī)劃2012年海上風(fēng)電發(fā)電量預(yù)計(jì)將達(dá)到19億千瓦時(shí)，但截至2011年年末，德國海上風(fēng)電機(jī)組總并網(wǎng)容量僅為20萬千瓦。另外，還有一部分原因是德國2008年到2011年期間的低風(fēng)速風(fēng)況。如果法國國家可再生能源實(shí)施規(guī)劃制定的2020年戰(zhàn)略目標(biāo)能達(dá)到，那么將有1553億千瓦時(shí)的電力來自可再生能源，這占到整個(gè)國家電力需求的27%，其中包括現(xiàn)有每年大約620億千瓦時(shí)的大型水電。這樣，到2020年，風(fēng)電將供應(yīng)法國電力需求10%的份額，占可再生能源電力的37.3%。在德國，到2020年將共有2169億千瓦時(shí)的電力來自可再生能源，比法國多40%，這些電量占德國電力需求的35%。其中，每年大約有130億千瓦時(shí)的電力來自現(xiàn)有的大型水電站。因此，風(fēng)電將覆蓋德國電力需求的16.8%，占可再生能源電力的48%。

法國風(fēng)電近期發(fā)展分析

圖3反映了法國2011年1月到2012年6月的每月風(fēng)電日平均發(fā)電量（僅限陸上風(fēng)電）。這些結(jié)果主要是根據(jù)發(fā)布在法國RTE網(wǎng)站上的原始數(shù)據(jù)計(jì)算得出（RTE網(wǎng)站提供法國電力每日的生產(chǎn)額與消費(fèi)額），這些數(shù)據(jù)都只是暫時(shí)性和指導(dǎo)性的，最終的數(shù)據(jù)可能會(huì)和這些數(shù)據(jù)稍有出入。另外，這些數(shù)據(jù)僅適用于法國大陸地區(qū)，不包括科西嘉島和海外其他地區(qū)。這也是法國每月最終公布的官方風(fēng)電數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)細(xì)微差距的原因。2011年，法國風(fēng)電總發(fā)電量為112.78億千瓦時(shí)（平均每日為3090萬千瓦時(shí)），而2012年上半年這一數(shù)據(jù)為66.3億千瓦時(shí)（平均每日為3630萬千瓦時(shí)）。

法國風(fēng)電發(fā)電量最大極限值出現(xiàn)在冬天最冷的那幾個(gè)月，這在歐洲很尋常。在這幾個(gè)月里，發(fā)展風(fēng)電對法國來說正當(dāng)時(shí)機(jī)，因?yàn)樽≌娏岬拇罅吭黾邮闺娏π枨笸ⅲ▓D4所示）。法國電力需求最高峰出現(xiàn)在2012年2月，為10170萬千瓦，低谷期出現(xiàn)在2011年8月，為3040萬千瓦。這一期間風(fēng)電每日滿足電力需求的占比如圖5所示，2011年平均值為2.36%，2012年上半年為2.66%。值得注意的是，風(fēng)電月平均貢獻(xiàn)率最高的是2011年12月（3.72%，比2011年的年平均值2.36%高出58%）。同樣，風(fēng)電日平均比例最高的時(shí)期也是在2011年12月，為7.6%。

由日等效滿負(fù)荷小時(shí)數(shù)來定義的風(fēng)電利用率在這幾個(gè)比較寒冷的月份也更高，這相當(dāng)于在額定功率或滿負(fù)荷下運(yùn)行的潛在日平均發(fā)電量。如圖6所示，日平均發(fā)電量最大值出現(xiàn)在2011年12月（日等效滿負(fù)荷小時(shí)數(shù)8.57小時(shí)），最小值在2011年8月（日等效滿負(fù)荷小時(shí)數(shù)3.38小時(shí)）。相應(yīng)地，這兩個(gè)月的日平均利用率為35.7%和14%，而2011年平均值為20.6%。同樣，2011年風(fēng)電平均發(fā)電量在額定功率運(yùn)行狀態(tài)下年等效滿負(fù)荷小時(shí)數(shù)為每年1806小時(shí)或日等效滿負(fù)荷小時(shí)數(shù)為4.95小時(shí)。2012年上半年，每日平均發(fā)電量高出8.7%，日等效滿負(fù)荷小時(shí)數(shù)為5.38小時(shí)。

法國風(fēng)電表現(xiàn)具體案例分析

圖7反映了在一個(gè)15分鐘的時(shí)間段內(nèi)法國風(fēng)電的平均功率（以兆瓦計(jì)算）。圖8反映了風(fēng)電變化最大的一天中風(fēng)電功率情況，選取的是2012年1月22日。最大功率跌落值大約是每小時(shí)50萬千瓦。作為一個(gè)根據(jù)RTE公布數(shù)據(jù)得出的月度分析案例，圖9、圖10和圖11詳述了法國2012年1月風(fēng)電每日的表現(xiàn)情況。圖9是根據(jù)RTE公布的數(shù)據(jù)得出的法國大陸區(qū)域風(fēng)電日均功率的最大值、最小值和平均值。其中，區(qū)間跨度從36.7萬千瓦到463.6萬千瓦，月平均值是179.4萬千瓦。圖10詳述了法國每天風(fēng)電滿足整個(gè)電力需求的份額。2012年1月，該數(shù)值區(qū)間為0.79%到10.46%之間，平均值為2.66%。圖11反映了2012年1月每天的風(fēng)電生產(chǎn)量，變化區(qū)間為1470萬千瓦時(shí)到1.039億千瓦時(shí)，平均值是每日4306萬千萬時(shí)，1月份風(fēng)電上網(wǎng)的電量為13.35億千瓦時(shí)。

德法兩國風(fēng)電利用對比分析

2011年12月，德國風(fēng)電總裝機(jī)容量與法國存在很大的差額，德國為2907.5萬千瓦，法國為664萬千瓦，比德國少4.38倍。當(dāng)然，在風(fēng)電發(fā)電數(shù)據(jù)圖上的表現(xiàn)差異也很大，如圖12所示。德國風(fēng)電1月發(fā)電量是945.9萬千瓦時(shí)，比法國的179.4萬千瓦時(shí)高出5.27倍。

圖13測算了15分鐘區(qū)間內(nèi)的風(fēng)電利用率，其顯示的2012年1月德法兩國的風(fēng)電利用率和風(fēng)況也很有意思。德國風(fēng)電平均每月利用率（基本全部是陸上風(fēng)電裝機(jī)）是32.5%，法國是27%。這之間的差距也許很大一部分原因是兩國在2012年1月風(fēng)況的不同。從機(jī)組每平方米掃風(fēng)面積的額定功率來看，如果德國的平均功率比法國低，由于德法兩國風(fēng)電機(jī)組額定功率不同而產(chǎn)生差距的可能性更小。

由于風(fēng)電利用率主要與輪轂位置15分鐘內(nèi)的平均風(fēng)速相關(guān)，有意思的是，在冬季關(guān)鍵時(shí)期，也出現(xiàn)了德法兩國風(fēng)電機(jī)組利用率和風(fēng)況沒有關(guān)聯(lián)的情況，譬如2012年1月11日至16日。這一現(xiàn)象對今后德法兩國進(jìn)行風(fēng)電交換并實(shí)現(xiàn)兩國在風(fēng)況方面的優(yōu)劣互補(bǔ)是有利的。

總結(jié)

掌握風(fēng)電詳細(xì)而公開的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以及真實(shí)運(yùn)營狀況是很有利的，可以分析和比較一個(gè)國家或不同國家之間的風(fēng)況、風(fēng)電發(fā)電率和風(fēng)電效率，正如本文對德法兩國的對比分析。擴(kuò)大這種透明性政策范圍，并使針對歐洲其他國家和所有可再生能源發(fā)電技術(shù)的相關(guān)方法論和詳細(xì)公共數(shù)據(jù)更加標(biāo)準(zhǔn)化，將有助于比較并監(jiān)控歐盟2020年戰(zhàn)略目標(biāo)在各國的進(jìn)展情況。而且，通過這種分析，各國或歐盟在政策方面需要做出的一些調(diào)整也將從中獲得一些借鑒。