丹麦:世界风力发电机生产基地

发布时间：2008-12-14

　　发展风电的背景
　　丹麦是传统的西方发达工业国家，北欧四国中惟一的欧盟成员国，位于欧洲大陆北部，由５００多个岛屿组成，国土面积４３０６９平方公里，人口５２０万。２００２年，人均ＧＤＰ２８９００美元，排名世界第１２位。人均电力消耗量６１１３．１０ｋＷ?ｈ／ａ（１９９６年统计数字），同期中国的人均净用电量为７３７．０ｋＷ?ｈ／ａ。
　　作为《京都议定书》中的附件１国家，丹麦的ＣＯ２气体减排目标是到第一承诺期ＣＯ２减排量为１９９０年排放量的７．５％。欧盟各国已于２００２年３月４日在布鲁塞尔的欧盟环境部长会议中批准了《京都议定书》。为了保证履约，丹麦政府已经制定并推行了很多积极政策，支持ＣＯ２减排，其中包括大力发展可再生能源，现已取得显著的成效。
　　风力资源
　　丹麦的风力资源禀赋十分丰富，１０ｍ高处平均风速为４．９～５．６ｍ／ｓ，Ｗeibull系数为１．７４。对于轴心高度为５０ｍ的风机，５０ｍ处风速可达６．５ｍ／ｓ（按照理论估算和工程实践的经验，对于风机的最佳出力状态，５０ｍ处的最佳风速为７．５ｍ／ｓ）。丹麦全国的风能资源分布特点为陆上地区由东向西，风力资源逐渐变强，西部地区拥有最丰富的风力资源，风能密度处于３００～４００Ｗ／ｍ２之间。
　　除了丰富的陆上风力资源，得天独厚的地理环境使丹麦还拥有充裕的海上风力资源。靠近海岸的浅海地区，平均水深５～１５ｍ，５０ｍ高度平均风速８．５～９ｍ／ｓ，为未来１０年丹麦风电发展提供重要的资源保证。
　　今日丹麦风电产业发展的巨大成就与丹麦政府多年来对风电产业的支持是密不可分的。丹麦政府成立了专门的风力资源办公室，负责勘测、评估全国的风力资源，绘制全国风力资源分布图，为制定风电发展战略和商业化选址提供高质量的数据支持。风力资源分布数据的准确性依赖于原始数据的数量和质量，丹麦的风力资源分布图是在多个数据库支持下绘制完成的，包括气候资料数据库，风机技术性能数据库。风力资源分布地图和所有的数据库传送到ＧＩＳ系统（地理信息系统），为区域或城市风电规划提供决策支持。经过多年工作的积累，丹麦国家可再生能源实验室风能和大气物理研究部，开发出成熟的商业化软件Ｗasp用于风力资源的评估，并且拥有全世界７０多个国家的５００多位客户。该软件基于历史风力数据，预测未来的风力和风电产量，是进行风电规划的有力工具。
　　风电发展成就
　　（１）装机规模不断扩大
　　２０世纪８０年代初，丹麦开始发展现代风电，图４－１给出了从１９８４～２００２年丹麦的风电装机容量增长数据。自１９９５年丹麦的风电产业迅速扩张，装机容量大幅提高。１９９６年丹麦政府制定《２１世纪能源战略报告》，预计风电发展的目标是到２００５年实现装机容量达到１５００ＭＷ的规模，而事实上，２０００年丹麦的风电装机容量已经达到２１４０ＭＷ，不仅提前完成了２００５的规划目标，而且丹麦已经成为世界风电产业的大国和强国。
　　（２）发电量日益增长，电网中的作用日益增强
　　随着风机技术的不断完善，能源转化效率日益提高，装机规模逐年扩大，风电在丹麦能源供应中的作用日益重要，图４－２和图４－３分别反映了风力发电量逐年增长的趋势和在电力供应中所占的比例。２００３年全年风电发电量接近６０００ＧＷ?ｈ，占总电力供应的１５％左右。
　　风机产业的发展现状
　　２０年的风电发展经验和成就为丹麦实现能源供应多元化，提高能源安全，保证能源的可持续发展探索出一条成功的道路。风能是一种清洁的能源，在能量转换过程中，ＣＯ２的排放量远低于化石燃料利用排放量，因此大力发展风电对温室气体减排意义重大。除却巨大的环境效益，蓬勃发展的风电产业具有良好的经济效益，在丹麦风电已经成为一项重要的产业，对本国经济发展做出巨大贡献。发展风电真可谓是一举多得的利国利民之举。
　　丹麦风电产业突飞猛进，在国际市场竞争中独树一帜。２００３年，世界风电装机总容量接近４００００ＭＷ，其中丹麦制造的风机超过半数以上。丹麦制造的风机遍及欧洲、非洲、大洋洲、北美洲和南美洲。丹麦的风机生产和销售占世界风机市场容量的一半，１９９９年统计数字显示该年度丹麦的风机销售额为１５亿美元，而同年世界风机市场的总销售额仅为３０亿美元左右。
　　风电产业已经成为丹麦经济发展的一个重要部门，风机生产和相关技术服务单位每年创造的就业机会和创造的工业增加值对丹麦的经济发展至关重要。２０００年该行业创造的包括生产、制造、维修安装和咨询服务等业务在内的就业机会，总计１２０００个，２００３年这一数据已经突破２万个。
　　世界一流的风电产业培育了具有国际竞争力的专业化的风电企业，丹麦有世界领先的风机制造业以及国内和国际经销商，大型商业化风力机制造厂家有Ｂonus能源公司、ＮＥＧ　Ｍicon公司、Ｖestas风力系统公司、Ｗincon(Ｖestfrost公司)。丹麦企业制造的风机约占５０％的世界市场份额。
　　其中Ｖestas和ＮＥＧ　Ｍicon两家公司的股票在哥本哈根证券交易所挂牌公开发行。此外，还有许多企业成为专业风机零部件的供应商，其中，ＬＭ　Ｇlasfiber公司的风机玻璃纤维叶片，在全球居领先地位。Ｍita技术公司和ＫＫ电气公司的生产控制器和通讯系统，斯文堡制动系统公司，则是机械制动系统的主要供应商。以Ｖestas为例，该公司拥有叶片和控制系统的领先制造技术，１９９９年销售额为４７．１亿丹麦克郎（６．３２亿欧元），约３０％的世界市场份额，实现利润６．２５亿丹麦克郎（８７６０万欧元），其中８７％源于出口业务；１９９９年其西班牙合资厂ＧＡＭＥＳＡ赢得目前世界上最大的生产订单，项目规模１４００ＭＷ，共１８００台风机。
　　在丹麦绝大多数风机的服务和维护是由生产商来完成的，但同时也有数家独立的服务公司从事相关业务，如ＤＷＰ风机服务公司和丹服公司。另外，风机安装、运输和保险等也为一些公司提供了新的商机。
　　在丹麦专门从事风机技术咨询的公司主要有：ＢＴＭ咨询公司、Ｂ＆Ｍ数据公司、Ｅlsam项目公司、ＷＥＡ公司和Ｔripod公司。此外日德兰风机公司作为一家独立开发公司，主要为农场主或合作社提供交钥匙工程服务。
　　政策环境
　　风电技术具有巨大的外部效益，首先风能的利用替代了传统的化石能源，减少了化石能源的枯竭危机，其次风能转换过程中，温室气体和有害物质的排放基本为零，保护了人类赖以生存的生态环境。正是由于具有正的外部性，风电的市场价格低于其真正的社会生产成本，在市场机制下，资源不能有效配置，风电的开发利用受到阻碍，因此政府对产业的积极扶持政策对风电的发展至关重要。虽然丹麦的社会、经济、环境与中国的国情相差甚远，我们不能照搬他们的政策，但其政策的经验和教训仍然值得我们借鉴。
　　（１） 电价政策
　　价格管制是政府运用强制权力对价格的直接干预和管理，与政府干预市场的其他手段相比，价格管制手段最直接，对市场的干预作用最强，效果也最显著。因此，尽管价格管制措施存在许多弊端，诸如市场效率不高，不利于激励企业进行技术创新，降低成本等，许多国家仍然在可再生能源早期发展阶段，采用价格管制措施激励可再生能源的推广和应用。丹麦法律规定，电网运行企业有义务按照规定的固定电价全额收购风电，电网支付给风电发电企业电价不得低于电网平均零售电价的８５％。随着风电技术不断完善，市场规模的扩大，生产成本下降，市场竞争力增强，因此政府适时地调整了固定电价政策。２０００年政府中止了过去执行的固定电价政策，风电参与到解除管制的自由竞争的电力市场中，与常规电力竞价上网。风电依然受到了政府保护，每度电可以得到０．１０丹麦克郎（约０．０１３欧元／度）的ＣＯ２税收返还，但是丹麦的风电行业协会认为０．１０丹麦克郎／度的补贴力度不足以弥补风电的外部效益，降低了风电项目的投资价值，有可能制约风电产业未来在丹麦的扩张。
　　（２） 联网成本分摊
　　根据丹麦政府的规定，风电上网所需的传输线路建设，变电站建设费用由电力公司和风机业主共同分担。对于安装在陆地上的风机、低压线路、风场所在地的变电站，以及输电线路的建设维护费用由风机业主负担。对于政府指导建设的风电场项目（装机规模最小为１．５ＭＷ），所需要的配套电网增容设施费用则由电网公司承担。
　　对于纳入丹麦风力资源开发计划中的海上风电项目，从风机到陆上电网的连接费用由电网公司全部负担。而对于没有列在该计划中的项目，项目配套的电网建设维护费用则由业主单位自行负担。
　　（３） 技术标准和产品规范
　　虽然经历了２０年的发展，但是风机市场还处于发展的初期阶段，尚未进入成熟的市场化发展阶段，有效的市场秩序尚未建立。当市场不能优化资源配置时，政府行为可以作为市场机制的有效补充。为了建立健康规范的风机市场，提升整个产业在世界风电市场中的核心竞争力，丹麦政府制定了该行业的技术标准，并且出台了标准化规范条例，条例对于风机的机械装置、结构设计、电力安全、技术要求、设备运行可靠性做了具体的要求。该条例由丹麦能源局下属的可再生能源实验室制定执行，条例将风机的技术等级划分为Ａ、Ｂ、Ｃ三等。Ａ、Ｂ两类产品技术标准几乎相同，Ｃ类产品仅适用于测试和示范设备，因此Ｃ类产品的认定有效期较短，只有三年时限。期满后可申请Ａ或Ｂ类产品认定，否则过去的认定自动失效。现在丹麦国内共有Ａ类产品３６种，Ｂ类产品１８种，Ｃ类产品３０种，详细名目见第８５页表４－２。对于桨叶直径在２～１３ｍ范围内的离网型户用风电系统的标准认证，比并网电机的要求略低。户用系统的技术标准只有ＨＢ和ＨＣ两类，ＨＢ接近于并网电机的Ｂ类水平，ＨＣ接近于并网电机的Ｃ类水平。目前，丹麦市场上共有２类ＨＢ产品，表４－２中列出了所有通过验证的产品类型。
　　政府为了促进风电技术的发展和保证产品的安全，在里索国家实验室内建立了风电机组试验站，并授权对符合安全要求的风电机组型号颁发认证证书，规定只有获得认证的风电机组产品才有资格得到政府的补贴。试验站还就测试时发现的问题提出解决办法，帮助厂商改进。丹麦风电机组制造商得到科研机构的支持，又积累了丰富的现场运行经验，而且有机会从稳定的风电市场上连续接到订单，不断对产品进行完善，单机容量逐步从小到大，一个型号技术成熟了再逐步升级，经历过３０ｋＷ、５０ｋＷ、１００ｋＷ、４００ｋＷ、６００ｋＷ、７５０ｋＷ直到１０００ｋＷ以上的ＭＷ级机组，在市场上牢固建立了产品性能好、可靠性高的信誉。
　　风电产业的发展前景和困难
　　经过２０年的风能开发利用，安装在陆地上的风力发电机的规模已经超过了２６００ＭＷ，现有技术条件下，陆地上经济性最好、最适宜开发利用的风能基本得到充分利用，继续开发陆上风力资源，风电成本高于现在的常规电力价格水平，不具备经济可行性。因此丹麦政府将风电开发的重心由陆上转移到海上。已经被议会批准的电力改革方案明确了未来海上风电场的开发条件。政府立法规定在丹麦领海和经济区（直到２００海里）内开发水能和风能资源的权利属于丹麦政府。１９９９年，丹麦能源局原则上批准了６个海上风电项目，总装机容量为７９０ＭＷ，但这些项目还需要等待通过环保评价，才可实施。丹麦政府制定了雄心勃勃的近海风力资源开发规划，在《２１世纪能源战略》中，提出到２０３０年发展４０００ＭＷ的海上风力发电机。目前丹麦已拥有３座大型海上风电场，分别是建于２０００年的位于Middelgrunden的首座示范性４０ＭＷ风电场，２００２年的位于North Sea的１６０ＭＷ风电场，以及２００３年位于BalticSea的１６０ＭＷ风电场。２００４年２座大型的海上风电场将拔地而起，它们的装机容量总计为４００ＭＷ，因此风电在电力供应中的比例将提高至２５％，预计到２０１５年，丹麦的风电在总的电力消费中比重将有望达到３５％。