潮汐能商業(yè)化的挑戰(zhàn)及展望

[英國(guó)] P.雷諾茲

潮汐能商業(yè)化的挑戰(zhàn)及展望

[英國(guó)] P.雷諾茲

為實(shí)現(xiàn)對(duì)潮汐能從研發(fā)到初步商業(yè)化的跨越，必須解決該過程中面臨的一系列問題，重點(diǎn)分析了融資及商業(yè)挑戰(zhàn)。由于過度依賴政府，缺乏其他金融機(jī)構(gòu)的資金支持，潮汐能產(chǎn)業(yè)陷入了暫時(shí)的低潮期。針對(duì)該問題，對(duì)近海能源開發(fā)進(jìn)行了反思，指出實(shí)現(xiàn)規(guī)?；⒈３衷O(shè)備耐久性、降低風(fēng)險(xiǎn)及提高投資收益是吸引投資的關(guān)鍵。在介紹英國(guó)的潮汐能商業(yè)化進(jìn)展及潮汐能開發(fā)的新概念和新工具的基礎(chǔ)上，提出了對(duì)未來潮汐能商業(yè)化的期望并闡述了其面臨的主要困難。

潮汐能；商業(yè)化；英國(guó)

經(jīng)歷了一段長(zhǎng)期的平穩(wěn)發(fā)展之后，潮汐能行業(yè)期待跨上一個(gè)更高的臺(tái)階——從研發(fā)進(jìn)入到初步商業(yè)化。但是，即將面臨融資挑戰(zhàn)和商業(yè)挑戰(zhàn)。

在此之前，潮汐能的研發(fā)僅限于證明水輪機(jī)等相關(guān)思路的可行性，一直圍繞著原始設(shè)備制造商(OEMs)的單一設(shè)備。而現(xiàn)在所面臨的是規(guī)?；c耐久性的問題，這指的并不是更大的水輪機(jī)，而是指多種不同類型的機(jī)組聯(lián)網(wǎng)，利用相隔一定距離的各個(gè)發(fā)電網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合發(fā)電。該發(fā)電方式應(yīng)盡量避免電力生產(chǎn)的中斷，特別是意外中斷，因?yàn)檫@會(huì)提高成本，甚至可能損失收益。

然而，如何推動(dòng)這一跨越仍是爭(zhēng)論的焦點(diǎn)，對(duì)于某些人而言這種爭(zhēng)論似乎永無止境。爭(zhēng)論很多，實(shí)際進(jìn)展卻很少。但對(duì)于潮汐能產(chǎn)業(yè)而言，這一跨越勢(shì)在必行，只有這樣才能從主要依靠政府支持過渡到向大型銀行、金融機(jī)構(gòu)和私營(yíng)投資者融資。而在氣候變化的時(shí)代無論人們對(duì)低碳排放有多大的關(guān)切，投資者是否會(huì)涉足潮汐能仍是未知數(shù)，因?yàn)樗麄兛偸且洷热摇?/p>

1 商業(yè)化面臨的問題

2014年11月末，當(dāng)代潮汐公司在倫敦舉辦了國(guó)際潮汐能源峰會(huì)(ITES)。會(huì)上，關(guān)于潮汐能初步商業(yè)化的挑戰(zhàn)有一些有趣的爭(zhēng)論。

有報(bào)告者認(rèn)為，到目前為止，機(jī)組的安裝，包括機(jī)組的連接、運(yùn)行和維護(hù)一直都被普遍忽視，研發(fā)與實(shí)施之間處于不平衡的關(guān)系。

潮汐能行業(yè)正為實(shí)現(xiàn)一個(gè)新跨越而積極準(zhǔn)備著，從單臺(tái)機(jī)組發(fā)展到多臺(tái)機(jī)組并行。這個(gè)更遠(yuǎn)大的前景源于其供應(yīng)鏈的多元化，這些設(shè)備的供應(yīng)都需要投資，然而目前獲得的投資并不多。

產(chǎn)業(yè)方向投資方表達(dá)了對(duì)水輪機(jī)進(jìn)行擴(kuò)容增量的需求，期待他們支持規(guī)模升級(jí)，而投資方卻要求產(chǎn)業(yè)方向其提供數(shù)據(jù)和相關(guān)成績(jī)，以證明潮汐能的開發(fā)有潛力和可行性。反過來，產(chǎn)業(yè)方認(rèn)為資金是一切前期工作的基礎(chǔ)，而投資方卻認(rèn)為在提供資金之前，必須看到該產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展前景。

業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，無論如何潮汐能的商業(yè)化已經(jīng)勢(shì)在必行，但同時(shí)他們也感到困難重重。其結(jié)果是，大量的討論使商業(yè)化的步伐緩慢，因而陷入了“資金缺口”的瓶頸，使后期研發(fā)階段與早期商業(yè)化階段之間的資金缺口不斷擴(kuò)大。

在會(huì)上，英國(guó)能源與氣候變化部部長(zhǎng)E.戴維對(duì)潮汐能技術(shù)表現(xiàn)出相當(dāng)高的熱情，他認(rèn)為潮汐能對(duì)實(shí)現(xiàn)綠色低碳的未來至關(guān)重要。

戴維說：“我們不應(yīng)低估已有的支持，而且這些支持還將繼續(xù)存在。”他補(bǔ)充說，《2013年能源法案》將為潮汐能產(chǎn)業(yè)帶來更多確定性和穩(wěn)定性。但他也指出：“雖然有政府支持，但想吸引盡力規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的投資者仍然很難?！?/p>

結(jié)果已不言自明，戴維不得不提到一個(gè)令人沮喪的消息——海蛇波浪動(dòng)力公司(Pelamis Wave Power)因無法獲得更多的資金支持而申請(qǐng)了行政接管，同時(shí)西門子公司放棄持股英國(guó)洋流水輪機(jī)公司(MCT)，這也同樣令人失望。戴維補(bǔ)充道，投資者規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的做法對(duì)潮汐能產(chǎn)業(yè)的公司、雇員及其家庭的影響是實(shí)際存在而且可能是災(zāi)難性的。

戴維堅(jiān)稱，MCT已經(jīng)“積累了全行業(yè)最多的潮汐能運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)”。但同時(shí)，他也敦促，“發(fā)展道路上所遇到的挑戰(zhàn)和挫折應(yīng)該使我們更加堅(jiān)定信心，攜手實(shí)現(xiàn)潮汐能的商業(yè)化”。

戴維主張合作的觀點(diǎn)隨后得到了ABB技術(shù)投資公司主管技術(shù)的副總裁卡爾特尼格的響應(yīng)，他在關(guān)于潮汐能產(chǎn)業(yè)從研發(fā)向商業(yè)化發(fā)展的報(bào)告中提到了一系列融資挑戰(zhàn)，并在總結(jié)時(shí)強(qiáng)調(diào)“合作是關(guān)鍵”。

但是，在尋求資金支持時(shí)也會(huì)面臨項(xiàng)目規(guī)模大小的問題，投資者和銀行對(duì)規(guī)模大小的傾向各不相同。有些僅對(duì)大規(guī)模收益項(xiàng)目感興趣，而這是潮汐能產(chǎn)業(yè)在短期內(nèi)無法實(shí)現(xiàn)的。也有一些投資者只對(duì)風(fēng)險(xiǎn)收益平衡的小規(guī)模項(xiàng)目感興趣，但這部分投資者也僅占整個(gè)金融市場(chǎng)的很小一部分。

2 潮汐能產(chǎn)業(yè)的低潮期

E.戴維稱，近來海蛇波浪動(dòng)力公司和MCT的命運(yùn)讓人們清楚地意識(shí)到潮汐能產(chǎn)業(yè)的脆弱性和不成熟性。

2014年11月21日，海蛇波浪動(dòng)力公司宣布，由于無法獲得更多資金支持，公司將尋求行政接管。公司稱，將由指定的行政機(jī)構(gòu)接管公司，視情況對(duì)公司進(jìn)行處理，并保障企業(yè)和雇員的利益。就在幾個(gè)月之前，該公司的原型設(shè)備海蛇號(hào)在奧克尼(Orkney)安裝剛滿10周年，而2臺(tái)海蛇號(hào)機(jī)組也剛剛實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行10 000 h，這是一項(xiàng)具有里程碑意義的成就。2014年9月，該公司曾與另一家公司競(jìng)標(biāo)收購(gòu)愛爾蘭第一座潮汐能發(fā)電廠——裝機(jī)5MW的西波(WestWave)項(xiàng)目。該項(xiàng)目由以愛爾蘭電力供應(yīng)局(ESB)為主導(dǎo)的團(tuán)體開發(fā)。西波項(xiàng)目曾獲得一部分歐盟資金支持，并將于2018年之前開始運(yùn)行。海蛇波浪動(dòng)力公司從2010年就已經(jīng)開始參與該項(xiàng)目的早期開發(fā)。

西門子公司于2011年獲得MCT 45%的股權(quán)，并于次年正式接手該公司。MCT是SeaGen系統(tǒng)的開發(fā)商。但是在2014年，西門子公司卻計(jì)劃退出潮汐能領(lǐng)域，因?yàn)樵摦a(chǎn)業(yè)雖看起來潛力很大，但對(duì)于西門子這樣的大公司而言過于局限。公司稱，“在重新進(jìn)行戰(zhàn)略審視之后，公司決定退出潮汐能市場(chǎng)，轉(zhuǎn)而開發(fā)其他的新興產(chǎn)業(yè)。”西門子公司認(rèn)為，海洋市場(chǎng)以及相關(guān)的供應(yīng)鏈發(fā)展得太過緩慢。公司希望尋找到一個(gè)買家，并預(yù)計(jì)將在數(shù)月之內(nèi)完成撤資。

P.弗倫克爾發(fā)明了SeaGen系統(tǒng)，也是MCT的創(chuàng)始人之一，并曾擔(dān)任過MCT的技術(shù)主管。2013年，他獲得了新年榮譽(yù)獎(jiǎng)?wù)?New Year Honours List)中的大英帝國(guó)員佐(MBE)勛章,以表彰其對(duì)英國(guó)海洋能源產(chǎn)業(yè)所做出的貢獻(xiàn)。

3 對(duì)近海能源開發(fā)的反思

卡爾特尼格指出，潮汐能開發(fā)在技術(shù)階段是有足夠資金的，但資金不夠集中。他認(rèn)為，開發(fā)商和公共事業(yè)機(jī)構(gòu)的路線圖都過于保守，沒有一個(gè)關(guān)于潮汐能的遠(yuǎn)景設(shè)想，而且2020年以后才大幅增加產(chǎn)出，對(duì)投資者來講也沒有足夠的吸引力。整個(gè)產(chǎn)業(yè)要從更大的規(guī)模、不是兆瓦級(jí)而是千兆瓦級(jí)去思考問題。正是與大項(xiàng)目相匹配的大產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)未來贏得了ABB董事會(huì)的青睞，同意公司注資潮汐能領(lǐng)域，但也僅僅是作為設(shè)備和零件供應(yīng)商，而不是作為要承擔(dān)相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)的水輪機(jī)制造商。

談到推動(dòng)潮汐能的大規(guī)模開發(fā)，常常會(huì)讓人想起另一個(gè)近海產(chǎn)業(yè)，也是一個(gè)成功的產(chǎn)業(yè)——石油與天然氣。但卡爾特尼格和其他人也提醒道，兩個(gè)產(chǎn)業(yè)不完全相同。他認(rèn)為，潮汐能產(chǎn)業(yè)并不能輕易或總是照搬石油和天然氣產(chǎn)業(yè)的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。

圍繞上述觀點(diǎn)，也有人提出了如下一些問題，如對(duì)于發(fā)電設(shè)備的可用性與耐久性持不同觀點(diǎn)，特別是在潮汐能發(fā)電所刻意要求的高速水流環(huán)境中水輪機(jī)安裝深度的問題。有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，發(fā)電機(jī)組本身并不是問題，問題在于能否將機(jī)組整體安裝到位，并能實(shí)現(xiàn)設(shè)備的水下維護(hù)，而機(jī)組維護(hù)可能需要中斷電力生產(chǎn)，拆除并更換設(shè)備。一位發(fā)言人提到：“電纜安裝的確令人擔(dān)憂，特別是在潮汐、高速水流的水力環(huán)境中。如果電纜出了問題，收益就無法實(shí)現(xiàn)?！?/p>

對(duì)于潛在投資者和銀行借貸方而言，最直接的風(fēng)險(xiǎn)在于得不到收益又收不回成本，或者成本遠(yuǎn)超預(yù)期。但也有人提出，如果一味地只為了對(duì)“商業(yè)損失”進(jìn)行保險(xiǎn)，那么保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)和再保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)就會(huì)對(duì)電纜安裝、海岸連接、備用設(shè)備、以往業(yè)績(jī)以及項(xiàng)目參與方的經(jīng)驗(yàn)等一一進(jìn)行審核。這樣一來，大型項(xiàng)目想要獲得開工許可就變得更加困難。

對(duì)于正在對(duì)潮汐能初步商業(yè)化的注資決策觀望猶豫的投資者而言，上述問題僅僅是其所關(guān)注的商業(yè)和融資風(fēng)險(xiǎn)等眾多問題中的一部分。此外，投資者所考察的并不只有潮汐能，為了獲得最佳回報(bào)，他們還在對(duì)其他清潔能源進(jìn)行選擇，甚至連一些提高能源效率的項(xiàng)目也比潮汐能更有競(jìng)爭(zhēng)力。

提高能源效率是電力市場(chǎng)需求方管理方法的最新主旨，即：在保障設(shè)備正常運(yùn)行的情況下減少電力消耗；通過減緩電力需求的增長(zhǎng)降低大幅增加裝機(jī)容量的需求，進(jìn)而促進(jìn)碳減排。該方式在20世紀(jì)90年代被稱為“負(fù)瓦”(Negawatts),盡管從那時(shí)起需求方管理方法本身推廣得并不順利，或者說并沒有迎來其大發(fā)展的時(shí)代。

4 商業(yè)化的進(jìn)展

戴維說：“英國(guó)目前走在潮汐能領(lǐng)域的最前線，并將把潮汐能潛力轉(zhuǎn)化為商業(yè)現(xiàn)實(shí)，這并非偶然?！?/p>

但他還說，英國(guó)現(xiàn)在也只是“漫漫征途剛剛起步”，盡管政府的研發(fā)基金支持將潮汐發(fā)電機(jī)組變成了現(xiàn)實(shí)，但也是直到近幾個(gè)月前，世界第一個(gè)小型潮汐能發(fā)電工程的商業(yè)化運(yùn)行才真正啟動(dòng)。

他還稱梅根(MeyGen)項(xiàng)目是一個(gè)獨(dú)一無二的公私合營(yíng)項(xiàng)目。亞特蘭提斯資源公司近來宣布，梅根項(xiàng)目一期工程已完成了5 130萬英鎊的融資，這筆資金可以保證從2014年下半年開始簽訂合同并籌備設(shè)備制造工作。項(xiàng)目資金來源包括亞特蘭提斯資源公司、政府以及企業(yè)機(jī)構(gòu)，還包括一些撥款。梅根項(xiàng)目中，亞特蘭提斯資源公司持股86.5%，蘇格蘭工商委員會(huì)持股13.5%。梅根項(xiàng)目一期將建設(shè)和安裝一組6 MW(4×1.5 MW)的設(shè)備，并計(jì)劃于2016年在蘇格蘭北部海域投入運(yùn)行。在電力產(chǎn)出方面，該項(xiàng)目最近與智慧能源公司簽訂了一個(gè)為期10 a的電力購(gòu)買協(xié)議(PPA)。

卡爾特尼格認(rèn)為，梅根項(xiàng)目是“一個(gè)非常積極的例子”，讓人們看到了一種合作方式的可能性。

5 開發(fā)概念與工具

為滿足潮汐能初步商業(yè)化的需求，解決這一跨越式發(fā)展所帶來的安裝、運(yùn)行和維護(hù)等多方面的困難，ITES與會(huì)人員提出了一些新的行動(dòng)和想法。

(1) Mojomaritime公司介紹了其HF4動(dòng)力定位船，該公司將于2014年底之前獲得該設(shè)備的制造合同。這套新設(shè)備的核心市場(chǎng)是潮汐水輪機(jī)的安裝，包括基礎(chǔ)、電纜、連接設(shè)備和電纜鋪設(shè)，以及相關(guān)的檢查、維護(hù)和維修。公司計(jì)劃從2016年開始在西北歐等地區(qū)的有關(guān)項(xiàng)目中運(yùn)行該設(shè)備。

(2) P.弗倫克爾探討了增加裝機(jī)容量的困難所在，并提出了他的最新概念——多轉(zhuǎn)子漂浮平臺(tái)。該系統(tǒng)可在近海平面工作，并且可收回轉(zhuǎn)子。淺水與可收回是這項(xiàng)新潮汐流概念設(shè)備——SuperTideGen的關(guān)鍵特征，按照雙體船架構(gòu)設(shè)計(jì)而成。

該設(shè)備將4個(gè)轉(zhuǎn)子浸入淺海中，并可輕松收回。單套設(shè)備裝機(jī)為4 MW，價(jià)格接近800萬英鎊，平均約190萬英鎊/MW，其中一半以上的成本用于動(dòng)力系統(tǒng)。當(dāng)荷載系數(shù)為45%時(shí)，重1 862 t的雙體浮筒船每年可發(fā)電約16 GW·h。通過系在兩個(gè)樁上的雙懸鏈?zhǔn)较挡聪到y(tǒng)，這套設(shè)備可以穩(wěn)穩(wěn)地固定在站臺(tái)上。但只要升起分別安裝在浮船兩側(cè)的“兩翼”，就可以從水中輕松收回轉(zhuǎn)子，駛回岸邊。對(duì)于無法固定設(shè)備的工作現(xiàn)場(chǎng)，該設(shè)備也可在完成所需工作后返回。

弗倫克爾說，這套設(shè)備的概念在他腦海中成形已有1 a，現(xiàn)在他所糾結(jié)的是如何能在不單單依靠大型水輪機(jī)的情況下將潮汐能技術(shù)發(fā)展壯大，特別是在整個(gè)行業(yè)正面臨資金困難的時(shí)候。因此，其設(shè)計(jì)理念利用了近海面的流速較高(在他的概念模型中約為2.4 m/s)這一特點(diǎn)，這樣就無需一味開發(fā)安裝在深海的大型轉(zhuǎn)子。在此僅需要相對(duì)較多的小型轉(zhuǎn)子，就這套設(shè)備而言是4個(gè)。該設(shè)備實(shí)際上就是一組并列安裝在拖船上的可移動(dòng)平底浮船，由2個(gè)長(zhǎng)80 m、直徑6 m的并排浮箱組成，浮箱間距為50 m，通過1個(gè)梁式框架連接起來。

他還指出，這套設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)在于其多水輪機(jī)的設(shè)計(jì)方案降低了項(xiàng)目開發(fā)的固定單位成本，即同樣的資金可產(chǎn)出更多的電力，因而提高了成本收益。如此，將使這一概念對(duì)融資者更具吸引力。

(3) 另一個(gè)浮船搭載轉(zhuǎn)子的概念是裝機(jī)2 MW 的SeaGen F，于2014年早些時(shí)候發(fā)布,原計(jì)劃由MCT和藍(lán)水(Bluewater)能源服務(wù)公司聯(lián)合開發(fā)。他們將與加拿大開發(fā)商米納斯(Minas)能源公司合作，將該設(shè)備安裝在芬迪(Fundy)灣。藍(lán)水公司的關(guān)鍵貢獻(xiàn)在于開放式漂浮平臺(tái)。與此同時(shí)，西門子公司在談到其旗下的MCT公司在該項(xiàng)目中的作用時(shí)表示，SeaGen F完善了建立1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化能源轉(zhuǎn)化鏈(包括動(dòng)力系統(tǒng)、換流器和變壓器)的戰(zhàn)略。這是潮汐能技術(shù)商業(yè)化的又一進(jìn)步。

(4) 峰會(huì)上，可持續(xù)海洋能源公司的商業(yè)部主管C.哈伍德還介紹了其公司可用于裝載第三方水輪機(jī)的PLAT-O潛水式平臺(tái)，這項(xiàng)設(shè)備的預(yù)商業(yè)化運(yùn)行主要是為了通過銷售這種小型設(shè)備單元逐步積累資本，進(jìn)而投資生產(chǎn)商業(yè)化階段所需的更大平臺(tái)。

6 期望與困難

2014年底之前，英國(guó)擬就“差價(jià)合約”(CfD)系統(tǒng)舉行第一輪競(jìng)拍，該項(xiàng)目最終將替代“可再生能源義務(wù)”法令。政府已劃撥了總共100 MW的額度，期限到2019年，且項(xiàng)目規(guī)模不封頂。

戴維說：“只要有人來競(jìng)標(biāo)，我們就可以保證項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)?！钡惭a(bǔ)充道，“因?yàn)楸据喐?jìng)標(biāo)中沒有潮汐能產(chǎn)業(yè)的單位前來參加，因此我很期待未來的競(jìng)標(biāo)?！彼€說：“海洋能源并不是對(duì)這一小額項(xiàng)目具有迫切需求的唯一技術(shù)方，但卻是唯一能夠由此獲益的技術(shù)。”但還存在一個(gè)工程聯(lián)網(wǎng)的問題，即如何將項(xiàng)目與輸電網(wǎng)絡(luò)連接。他說：“我知道，并網(wǎng)仍是一個(gè)難題?！彼J(rèn)為這是英國(guó)政府的一項(xiàng)“首要任務(wù)”。

卡爾特尼格等還強(qiáng)調(diào)了一些關(guān)鍵地區(qū)的項(xiàng)目并網(wǎng)進(jìn)展緩慢所帶來的問題。

雖然大會(huì)上提出了一些新的想法和倡議，但面對(duì)亟待擴(kuò)大的規(guī)模和重重阻礙，業(yè)內(nèi)人士紛紛退卻，只能目睹著其他行業(yè)不斷發(fā)展。因此，總體而言，潮汐能要想成為主流能源，爭(zhēng)取到私有部門的投資仍是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。

王妍煒 方麗杰 譯

(編輯：陳紫薇)

2016-02-20

1006-0081(2016)12-0010-03

P743.3

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