歐洲風(fēng)電行業(yè)現(xiàn)狀分析

北方國際合作股份有限公司 王麗澤 陳 忠 北方礦業(yè)股份有限公司 王 冠

1 引言

為應(yīng)對全球氣候變化，全球已有130多個(gè)國家和地區(qū)提出了“碳達(dá)峰和碳中和”的氣候目標(biāo)。歐盟一直站在改善氣候的最前沿，2018年11月歐盟首次提出到2050年實(shí)現(xiàn)碳中和的戰(zhàn)略愿景。2019年12月，歐盟委員會(huì)在歐洲綠色協(xié)議中指出，到2050年歐洲要成為首個(gè)完成碳中和目標(biāo)的大陸。2021年6月，歐洲理事會(huì)正式通過歐洲氣候法，首次將歐盟2050年實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)寫入法律，將氣候目標(biāo)通過法律手段，來確保歐洲社會(huì)的所有國家和部門都為這一目標(biāo)做出努力。

電力和熱力生產(chǎn)過程排放的二氧化碳是碳排放的主要來源之一，2021年二者合計(jì)碳排放量近146億t，幾乎占全球碳排放的40%。通過發(fā)展可再生能源來提高清潔電力在電源結(jié)構(gòu)中的比例，是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和的有效手段。風(fēng)能是一種清潔無公害的可再生能源，蘊(yùn)藏的能量巨大，利用風(fēng)力發(fā)電較為環(huán)保，因此風(fēng)電作為一種能利用的可再生能源形式，越來越受到各國重視，正在快速發(fā)展。近年來，在碳中和的大背景下，風(fēng)電裝機(jī)容量在全球范圍內(nèi)穩(wěn)步快速增長，據(jù)全球風(fēng)能理事會(huì)（GWEC）統(tǒng)計(jì)，2021年全球風(fēng)電新增裝機(jī)93.6GW，全球累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)量837GW，相比2020年增加12.80%[1]。

2 全球可再生能源裝機(jī)和投資情況

截至2021年年末，全球可再生能源的裝機(jī)總量為3064GW，比2020年增長9.1%。其中，水電裝機(jī)容量合計(jì)1230GW，占比40%；太陽能裝機(jī)容量合計(jì)849GW，占比28%；風(fēng)能裝機(jī)總量825GW，占比27%。2021年，可再生能源裝機(jī)總量相比2020年增加了257GW，裝機(jī)容量增長最多的依次是太陽能和風(fēng)能，二者總計(jì)占所有新增可再生能源發(fā)電量的88%，其中太陽能發(fā)電量同比增長19%，風(fēng)能發(fā)電量同比增長13%[2]。

2021年，全球?qū)δ茉吹耐顿Y總額約2.22萬億美元（1美元約合7.022元人民幣），總體來看，全世界各種類型的能源投資都在增加，但投資增加最多的是電力部門，主要是可再生能源、電網(wǎng)和終端用能部門。其中，全球清潔能源投資已超過1.2萬億美元，增長7%，新增的風(fēng)能和太陽能投資額總計(jì)約為1500億美元。對于風(fēng)能投資，陸上風(fēng)電投資超過1000億美元，海上風(fēng)電投資仍穩(wěn)定在500億美元以上。2022年，全球清潔能源投資將超過1.4萬億美元，約占能源總投資增長的75%以上，并且2022年的投資將以可再生能源、電網(wǎng)和電池儲(chǔ)能為主導(dǎo)繼續(xù)增長[3]。

風(fēng)力發(fā)電屬于新能源行業(yè)，有著巨大的發(fā)展前景，預(yù)計(jì)未來一段時(shí)間內(nèi)將一直保持快速發(fā)展。根據(jù)全球風(fēng)能理事會(huì)的預(yù)測，2022—2026年全球風(fēng)電累計(jì)新增裝機(jī)容量可達(dá)557GW，年均復(fù)合增長率約為6.6%。

3 2021年歐洲風(fēng)電投資和建設(shè)情況

20世紀(jì)九十年代，風(fēng)能作為可持續(xù)利用的一種綠色清潔能源，在歐洲首次大規(guī)模開發(fā)與使用。由于風(fēng)能價(jià)格低廉，綠色環(huán)保，可持續(xù)利用價(jià)值較高，歐盟一直致力于發(fā)展可再生清潔能源。2020年，風(fēng)能發(fā)電已經(jīng)占到歐洲社會(huì)用電總需求的16%[4]。

3.1 風(fēng)電投資情況

2021年，歐洲新建風(fēng)電場投資合計(jì)414億歐元（1歐元約合6.991元人民幣），與2020年相比減少了11%，陸上風(fēng)電和海上風(fēng)電投資金額分別為248億歐元和166億歐元。其中，風(fēng)電投融資金額最多的國家為英國，總計(jì)94億歐元，幾乎全部用于海上風(fēng)電，然后依次是德國、法國、西班牙、瑞典和芬蘭。陸上風(fēng)電投資金額最多的國家是西班牙[5]。歐盟在REPowerEU 能源計(jì)劃中提出，到2030年新增290GW 的風(fēng)電裝機(jī)容量。若想完成此目標(biāo)，需要在2022年至2030年的9年時(shí)間里，平均每年新增32GW的裝機(jī)量，但從2021年的數(shù)據(jù)來看，歐盟僅為17GW的新風(fēng)電項(xiàng)目提供了投融資，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于2030目標(biāo)。

3.2 風(fēng)電建設(shè)情況

2020年新冠肺炎疫情暴發(fā)以來，造成全球經(jīng)濟(jì)衰退，能源電力需求下降，但在碳中和的大背景下，歐洲風(fēng)電仍保持逆勢增長的趨勢。2021年，歐洲新增風(fēng)電裝機(jī)容量17.4GW，比2020年增加18%，創(chuàng)下年度新增紀(jì)錄。但歐盟27國的新增風(fēng)電裝機(jī)容量只有11GW，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于歐盟到2030年實(shí)現(xiàn)新增290GW 風(fēng)電裝機(jī)容量的目標(biāo)。歐洲陸上風(fēng)電新增裝機(jī)容量為14GW，占比81%，陸上風(fēng)電裝機(jī)新增最多的國家依次為瑞典、德國、土耳其和法國。英國的新增風(fēng)電裝機(jī)總?cè)萘孔罡撸瑸?.6GW，但88%是海上風(fēng)電，主要因?yàn)橛哂泻０毒€長、風(fēng)能資源豐富等獨(dú)特的優(yōu)勢，海上風(fēng)電技術(shù)發(fā)展成熟，發(fā)展速度快，是歐洲新增海上風(fēng)電裝機(jī)容量的主要來源。

2021年，歐洲有396MW 的風(fēng)電機(jī)組因老化和故障原因退役，但同時(shí)有515MW 的新增風(fēng)電裝機(jī)。歐洲現(xiàn)有風(fēng)電裝機(jī)容量累計(jì)236GW，其中陸上風(fēng)電裝機(jī)為207GW，海上風(fēng)電裝機(jī)為28GW。丹麥和愛爾蘭是風(fēng)能發(fā)電所占比例最高的國家，分別為44%和31%。2021年，歐洲的風(fēng)力發(fā)電總量是437TWh，覆蓋了歐盟27國和英國15%的電力需求。

4 歐洲風(fēng)電行業(yè)面臨的問題

盡管2021年歐洲風(fēng)電裝機(jī)速度持續(xù)增長，但歐洲風(fēng)電行業(yè)的新增投資卻有所減少。2021年，歐洲風(fēng)電行業(yè)總體投資為410億歐元，相比2020年下降了約11%。

4.1 原材料成本增加，導(dǎo)致歐洲風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈承壓，影響風(fēng)電項(xiàng)目正常交付

風(fēng)電項(xiàng)目的原材料主要有鋼鐵和混凝土，陸上風(fēng)電使用的鋼材量約占風(fēng)電場總材料的24%，混凝土約占72%；而海上風(fēng)電鋼鐵占總材料的比重較大，高達(dá)90%以上。在全球減碳的大背景下，無論是鋼材、混凝土還是其他原材料的生產(chǎn)企業(yè)，都面臨環(huán)保壓力，要想達(dá)成碳減排的目標(biāo)，相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)就必須加大成本投入，增強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，提高材料的環(huán)保性能，這些措施必然會(huì)導(dǎo)致原材料價(jià)格上漲，并在較長一段時(shí)間內(nèi)很可能居高不下。

2021年，所有鋼材種類價(jià)格均有所上漲，其中螺紋鋼、角鋼、熱軋無縫管等材料價(jià)格均上漲30%以上。加之受新冠肺炎疫情以及其他因素影響，導(dǎo)致物流運(yùn)輸成本增加、國際供應(yīng)鏈中斷等，造成塔筒、風(fēng)機(jī)、主軸、葉片、鑄件、制動(dòng)器、整機(jī)、電纜等風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈毛利率普遍承壓，出現(xiàn)了不同幅度的下降，歐洲的5家風(fēng)力渦輪機(jī)制造商已經(jīng)出現(xiàn)虧損，為歐洲風(fēng)電行業(yè)發(fā)展帶來了挑戰(zhàn)，也不利于風(fēng)電項(xiàng)目的正常交付。

4.2 風(fēng)電項(xiàng)目在歐洲各國的推進(jìn)面臨多重阻礙

風(fēng)電項(xiàng)目造成森林砍伐和生物多樣性損失，給周遭生態(tài)環(huán)境帶來不利影響，以及對土地稀缺性的擔(dān)憂，歐洲部分國家的人民對風(fēng)電建設(shè)并不支持，導(dǎo)致風(fēng)電項(xiàng)目推進(jìn)舉步維艱。雖然歐盟頒布了可再生能源發(fā)展指導(dǎo)，但相關(guān)政策在部分成員國中的落實(shí)程度并不高，民眾的反對、煩瑣的政府審批程序、復(fù)雜的項(xiàng)目審批流程等一系列原因，已經(jīng)嚴(yán)重阻礙了歐洲風(fēng)電行業(yè)的快速發(fā)展。

4.3 面臨儲(chǔ)能和跨國聯(lián)合電網(wǎng)建設(shè)的迫切性

風(fēng)能是典型的間歇性可再生能源，具有較強(qiáng)的不確定性，為確保風(fēng)電在大量并網(wǎng)的情況下，電力系統(tǒng)依舊能安全穩(wěn)定運(yùn)行，就必須要發(fā)展儲(chǔ)能，使風(fēng)電能夠參與電網(wǎng)調(diào)頻、調(diào)壓。歐洲風(fēng)電具有分散式、小容量開發(fā)、接入中低電壓、就地消納等特點(diǎn)[6]，但未來隨著歐洲風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，其電力消納市場要更具靈活性，使風(fēng)電與光伏發(fā)電、儲(chǔ)能等更好的配合，做到優(yōu)勢互補(bǔ)，這是歐洲風(fēng)電發(fā)展面臨的一個(gè)重大挑戰(zhàn)。

目前，歐洲只有一條跨國聯(lián)合電網(wǎng)，該輸電線路連接了丹麥和德國的多個(gè)海上風(fēng)電場，并將電力及時(shí)輸送到這兩個(gè)國家進(jìn)行消納。歐洲國家的風(fēng)電發(fā)展水平參差不齊，歐洲不同國家、不同區(qū)域之間缺少大型的聯(lián)合電網(wǎng)，這對風(fēng)電及時(shí)跨區(qū)域跨國家進(jìn)行消納造成了阻礙。但跨國輸電線路建設(shè)成本高昂，建設(shè)周期很長，如何跨區(qū)域、跨國家進(jìn)行風(fēng)電項(xiàng)目的建設(shè)、監(jiān)管和運(yùn)營，以及如何在不同國家之間進(jìn)行收益分配，也將是歐洲風(fēng)電發(fā)展面臨的一大難題。

5 歐洲風(fēng)電發(fā)展的建議

5.1 提高風(fēng)電機(jī)組大型化，降低成本

在全球范圍內(nèi)，風(fēng)電度電成本總體呈現(xiàn)下降趨勢，尤其是陸上風(fēng)電的成本下降最為顯著。自2010年以來，陸上風(fēng)電發(fā)電成本的降幅約為39%，海上風(fēng)電成本下降將近1/3。陸上風(fēng)電的主流機(jī)型由2MW 轉(zhuǎn)向8MW，海上風(fēng)電主流機(jī)型也由5MW 加速向16MW 升級[7]。風(fēng)機(jī)大型化是風(fēng)電降本增效的重要途徑，也是風(fēng)電行業(yè)發(fā)展的既定趨勢。

風(fēng)機(jī)大型化攤薄了設(shè)備之外的成本，如200MW的風(fēng)電項(xiàng)目之前需要安裝40臺(tái)5MW 的風(fēng)機(jī)，現(xiàn)在可安裝25臺(tái)8MW 的風(fēng)機(jī)，進(jìn)而減少了15個(gè)塔筒和15個(gè)塔樁的基建成本，從而減少對線路、塔架等投入，也減少了風(fēng)電場配套建設(shè)和運(yùn)維的成本。風(fēng)機(jī)大型化，葉片會(huì)更長，葉片掃風(fēng)面積會(huì)更大，發(fā)電量也會(huì)相應(yīng)增加。同時(shí)，因?yàn)轱L(fēng)機(jī)變大，塔筒變高，可利用的風(fēng)能價(jià)值也將提高，從而可提升發(fā)電小時(shí)數(shù)，增加有效發(fā)電量，達(dá)到降低度電成本的效果。

5.2 優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)，推動(dòng)儲(chǔ)能建設(shè)

風(fēng)能具有不穩(wěn)定性，因此合理的電源結(jié)構(gòu)和充足的備用容量對風(fēng)電消納很重要。在風(fēng)電開發(fā)過程中，要匹配一定規(guī)模的靈活調(diào)節(jié)電源，要重視電池儲(chǔ)能、抽水蓄能等的配套建設(shè)，從而靈活調(diào)節(jié)電力需求。在可持續(xù)發(fā)展與低碳經(jīng)濟(jì)下，合理配置核電、火電、水電、可再生能源發(fā)電等裝機(jī)容量的比例，滿足電力能源需求，保證發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

可借鑒西班牙風(fēng)電發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)，西班牙的電源裝機(jī)容量以火電和水電為主，核電也占相當(dāng)比重。為了適應(yīng)風(fēng)電裝機(jī)容量的增長和發(fā)電量需求的增加，西班牙近年來著力建設(shè)燃?xì)鈾C(jī)組和油氣混合燃料機(jī)組，積極建設(shè)抽水蓄能機(jī)組，具有深度調(diào)峰能力的電源結(jié)構(gòu)，保證了大規(guī)模的風(fēng)電能夠及時(shí)消納，避免了棄風(fēng)棄電，也增加了電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

5.3 加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)，提高電網(wǎng)的輸電能力

電網(wǎng)輸電能力是影響風(fēng)電消納能力的最主要因素，目前歐洲各國風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模差距較大，但只有一條跨國聯(lián)合電網(wǎng)，這不利于風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模較大的德國、西班牙和英國等國家的電力跨國跨區(qū)域進(jìn)行消納。目前，德國、丹麥和比利時(shí)等國計(jì)劃在北海地區(qū)，建設(shè)跨國境的聯(lián)合電網(wǎng)，從而推動(dòng)北海地區(qū)海上風(fēng)電發(fā)展和電力消納。挪威、荷蘭和德國也在規(guī)劃其他電力輸送項(xiàng)目，建設(shè)大型聯(lián)合電網(wǎng)。

跨國聯(lián)合電網(wǎng)的建設(shè)不僅能將風(fēng)電在不同區(qū)域、不同國家之間進(jìn)行消納，還可以解決風(fēng)電存在的波動(dòng)性問題，可根據(jù)不同地區(qū)和不同國家電力負(fù)荷峰谷的時(shí)間差消除風(fēng)電不穩(wěn)定性對電力系統(tǒng)的影響，快速及時(shí)地將風(fēng)電輸送至附近國家和區(qū)域，提高風(fēng)電并網(wǎng)消納規(guī)模，也減少了棄風(fēng)棄電現(xiàn)象的發(fā)生，避免資源浪費(fèi)。

5.4 加強(qiáng)政策支持力度，簡化審批流程，縮短審批時(shí)間

歐盟若想實(shí)現(xiàn)到2030年可再生能源占能源供應(yīng)比例達(dá)到45%的目標(biāo)，每年就要保證至少新增32GW 的風(fēng)電裝機(jī)容量，盡管部分歐盟國家已放寬了陸上風(fēng)電開發(fā)相關(guān)的環(huán)保和審批政策，但目前的發(fā)展速度距所需的風(fēng)電裝機(jī)增速差距較大。為此，歐盟國家要采取多種措施，包括繼續(xù)加快項(xiàng)目許可辦理、放寬項(xiàng)目審批限制、簡化風(fēng)電項(xiàng)目審批流程、提高政策支持力度，如風(fēng)能優(yōu)先進(jìn)入電網(wǎng)、財(cái)稅優(yōu)惠、采用固定上網(wǎng)電價(jià)、溢價(jià)機(jī)制、差價(jià)合約、可再生能源配額制等手段，來促進(jìn)風(fēng)電發(fā)展。同時(shí)，歐盟可以推出能源系統(tǒng)一體化發(fā)展戰(zhàn)略，整合產(chǎn)業(yè)鏈條，形成一條從上游到下游的完整產(chǎn)業(yè)鏈，不斷提高競爭力，促進(jìn)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。