随着欧洲风能产量的急剧增加,海上涡轮机正从爱尔兰海扩散到波罗的海。这都是欧盟摆脱化石燃料、转向可再生能源的有力推动的一部分。

在10月一个阳光明媚的早晨,我们的船经过利物浦昔日海上的遗迹,沿着默西河向下驶进爱尔兰海。当我们驶离海岸时,我看到远处一群高大的建筑,很快就显露出它们是一个风力涡轮机阵列的塔。到达离岸6英里的风力发电场,涡轮机高达650英尺,比世界上最高的教堂还要高。涡轮机有三个闪闪发光的金属转子叶片,每个叶片将近300英尺长。

“一个8兆瓦的涡轮机转动一次就可以满足一个普通英国家庭的日常用电需求,”正在建设和共同拥有这个风力项目的DONG能源风能公司的副总裁Benj Sykes说,此时船在5英尺高的海浪中颠簸。

自6月以来,工人们一直在忙碌于以这片爱尔兰海命名的Burbo河岸扩建工程,他们用巨型起重机将50英尺的地基打入海底。这32台涡轮机的设计容量为每台8兆瓦,是商业海上风电场有史以来装机功率最大的。一旦风力发电机在今年晚些时候开始运转,Burbo Bank风电场将能够为23万户家庭提供电力,足以支撑拥有46.6万居民的利物浦市。

在欧洲,海上风电场就像伯博银行的那个正在进行繁荣。虽然陆地上的风电场仍然截然不同,但在过去的几年里,海上风电场的重要性急剧增加。直到2011年,欧洲新安装的风能产能的5%至10%在海上。去年,几乎每三个新风力涡轮机上海上升。这种增长有所帮助推动风能的份额从2000年的2%到现在的12%欧洲风这是一个商业倡导组织。

根据Wind Europe的数据,仅2016年上半年,海上风电项目的新投资总额就达到155亿美元,与2015年相比,今年新安装的海上风电装机容量将翻一番,达到37亿瓦。目前,北海、波罗的海和爱尔兰海有超过3300台并网涡轮机,仅在今年上半年,欧洲海域就有114台新的风力涡轮机接入了电网。这与美国和亚洲形成了鲜明的对比,美国和亚洲只使用海上风能刚刚开始

海上风能的繁荣是整个欧盟从化石燃料向可再生能源更广泛转变的一部分。欧盟可再生能源的总体份额——水电、风能、太阳能、生物质能和地热能——已经从大约2004年为15%大约2014年33%欧盟统计局(Eurostat)和电网运营商协会Entso-E (Entso-E)的数据显示,美国是全球最大的电网运营商。与太阳能光伏发电一样,风能也在推动这种扩张。2015年新增风能装机容量达到130亿瓦,是新增化石燃料和核能装机容量总和的两倍。欧洲风能公司声称,欧洲所有的风力涡轮机加在一起现在可以产生足够的电力8700万户家庭

这不仅是政府补贴和激励措施的结果,也是风力发电生产成本大幅降低的结果。目前,陆上风电每兆瓦时的价格为50至96欧元,海上风电每兆瓦时的价格为73至140欧元,天然气和煤炭每兆瓦时的价格约为65至70欧元。由陆上风力发电场产生的电力现在是新安装的电源中最便宜的在英国和许多其他国家。如果考虑到环境成本,风力发电的前景看起来更有利。

欧洲每年安装的海上风力发电能力,以兆瓦计。H1和H2代表每年上半年和下半年的安装情况。

欧洲每年安装的海上风力发电能力,以兆瓦计。H1和H2代表每年上半年和下半年的安装情况。欧洲风

目前,德国三分之一的电力需求依靠可再生能源,丹麦42%,苏格兰58%。在一些阳光明媚或风很大的日子里,可再生能源现在可以完全满足这些国家的电力需求。

不过,前景并不完全乐观。欧洲风能产业表示,电网和存储基础设施的扩张速度不足以吸收剩余的风能,而化石燃料和核工业正试图破坏所谓的风能Energiewende以及德国对煤炭的转变核能转变为可再生能源.风能的繁荣,加上过剩能源的周期性激增,导致欧洲电力交易所(European electric Exchange)现货市场上的电价大幅下跌,每千瓦时的价格下跌了差不多百分之五十的人.在欧盟各国政府的优惠待遇下,风能现在正在战胜燃煤电厂,对那些大量投资于化石燃料的公用事业公司构成了重大挑战。

然而,在爱尔兰海,DONG能源公司的赛克斯对化石燃料行业毫不留情。他说:“陆上风力发电正成为新装机容量中最便宜的形式。”“即使在海上,我们也不能再说存在技术障碍。”

DONG Energy由丹麦政府、高盛集团、股东和两家养老基金共同拥有,是欧洲海上风电项目的领导者,超过了RWE Innogy、Iberdrola和北国电力等竞争对手。它的全称——丹麦石油和天然气——反映了它不那么绿色的历史。赛克斯是这种转变的化身。在2012年加入董事局之前,这位剑桥大学(Cambridge university)毕业的地质学家花了近20年的时间为壳牌(Shell)和赫斯公司(Hess Corporation)等大型化石燃料公司勘探石油和天然气储量。他说,他离开化石燃料行业,加入风能行业,部分原因是他的那些有环保意识的孩子们的批评。

欧洲海上风能繁荣的原因是多方面的:其一,欧洲各国政府和欧盟作为一个整体,以优惠的激励措施支持风力项目,作为其二氧化碳减排目标的一部分。此外,单是过去几年,许多项目的每兆瓦时成本就下降了约50%,其中DONG的Borssele 1和2项目的每兆瓦时成本达到了创纪录的81美元,这两个项目位于荷兰海岸,即将建成。而就在几年前,海上风力装置的价格仅为155美元。

由于风力涡轮机的生产变得更加工业化和标准化,以及风力涡轮机和发电机的尺寸增加,从而更有效地收集风力,成本已经下降。此外,与陆地相比,海上风力项目可以获得更强的风力,而且不太可能引起经常反对其存在的邻居的抗议。还有关于这些工业设施的环境问题影响海鸟和海洋生物,但到目前为止,这并没有限制海上风能的扩张。

DONG Energy Wind Power副总裁Benj Sykes
在爱尔兰海建造新的8MW涡轮机。
该建筑平台被用于在爱尔兰海竖立8MW的涡轮机。

Benj Sykes是DONG能源风能公司的副总裁,该公司正在爱尔兰海建造新的8兆瓦的涡轮机。Christian Schwägerl/Yale e360 & DONG Energy

赛克斯在风能行业的同事对未来更加谨慎。上月在汉堡举行的欧洲风能峰会上,数百名行业代表齐聚一堂,欧洲风能首席执行官迪克森表示,说,欧洲政治和行政领导人没有提出详细的每个国家将如何实现目标的计划生成27%的能源(包括运输和热)来自可再生能源,到2030年,这意味着可再生能源会产生欧洲大陆47%的电力。

欧盟行政机构欧盟委员会(European Commission)副主席Maroš Šefčovič说,虽然欧洲在风能行业创造了30万个就业岗位,但中国、美国和印度正在迅速追赶。

德国前环境部长、后出任经济和能源部长的西格马尔•加布里尔(Sigmar Gabriel)表示,欧洲大陆的风电行业现在应该减少对补贴和激励措施的依赖,变得更加独立。加布里尔在会议上表示:“经过多年的价格保证和上网电价补贴,风电行业不再需要小牌照。”

分析人士表示,欧洲风电行业(尤其是海上风电行业)进一步快速扩张的主要障碍,在很大程度上源于政治上的失败。欧洲各国政府尚未建立新的电网基础设施,将大量可再生能源从通常人口稀少的北部沿海地区输送到更南部的工业中心。特别是德国,没有为进一步扩大风力发电创造有利条件。尽管美国在地理位置上处于欧洲的核心,并且是可再生能源发展的推动力量,但美国联邦和州政府迄今未能建成承诺已久的南北“电力高速公路”,以扩大电网容量,并将海上风电输送到耗电量大的地区。政客们经常屈服于当地对新电力线路的反对,而像德国现在设想的那样把电缆埋在地下,成本高昂,而且会长期拖延。

这种电网瓶颈意味着仅在2015年,4100千兆瓦时的风力发电据德国联邦电网局称,这些足以为120万家庭提供电力的电力无法通过电网输送。迪克森在风能峰会上表示:“尤其缺乏的是电网连接和电网容量的平稳扩张,以利用我们生产的电力。”作为回应,他从德国副总理加布里尔那里得到的不是加快电力线路建设的承诺,而是一份限制海上和陆上风能新装机容量的政策声明。

“过去,我们的目标是最大限度的扩张,座右铭是‘越快越好,’”Gabriel说。“但我们现在已经到了极限,因为电网系统的扩张没有跟上。”

在过去,投资者可以简单地将风力涡轮机接入电网,并获得上网电价,但现在他们必须竞标有限的电网容量。

第二个障碍是缺乏用于剩余风能的主要存储地点。多年来,欧洲各国政府一直承诺支持新的存储技术,比如大规模电池或使用不断增长的电动汽车存储网络。然而,由于技术和经济方面的挑战,这些项目在试点阶段之后还没有取得成功。

长期玩家在战场上像Henrik Stiesdal初步,丹麦风能先锋和前首席技术官西门子风力发电,具有讽刺意味的是:“虽然有警告在过去,风能将永远无法满足要求,政客们现在面对其丰富,”他说。Stiesdal认为存储技术和更好的电网整合是机遇,而不是问题——风能的“金子弹”。

“一旦这些问题得到解决,风能将能够满足世界上大部分的电力需求,”他说。欧洲风能商业集团表示,到2030年,欧盟的风能消耗量将很容易增加一倍,达到近30%。该组织认为,最近批准的关于气候变化的《巴黎协定》(Paris Agreement)意味着欧盟将不得不追求更雄心勃勃的能源转型。

通过对DONG Energy Burbo Bank项目的考察,我们看到了该行业从上世纪90年代起步以来的快速发展。工程师和工人只需要几个月的时间就能组装好一个能为25万户家庭供电的设备。

与Stiesdal一样,DONG的Sykes也看到了海上风电的光明前景。他预计英国脱欧不会带来任何影响,并指出Burbo Bank Extension是由一个不太可能参与电力生产的公司共同拥有的:玩具制造商乐高(Lego)的母公司。“海上能源是一种可靠且越来越便宜的能源,不会对环境造成持久的危害,”赛克斯说。“它很快就会变得不可战胜。”