风电发展突飞猛进：风能如何改变了丹麦的能源系统.pdf

绿色转型白皮书 风电发展突飞猛进 风能如何改变了丹麦的能源系统 本白皮书内容 制定招标程序标准 协商程序是丹麦海上招标模式的一部分 丹麦电网是欧洲电网的一部分 通过国际电力市场整合风能 测试未来的风力涡轮机 丹麦的测试和演示设备为全球创新保驾护航 提升风能标杆 创新和雄心带领风能迈上新的台阶 2 风电发展突飞猛进 风能如何改变了丹麦的能源系统 版本 3.1 印刷于2018年5月 首页图片 封面照片展示了Anholt海上风场 图片：沃旭能源 主编 绿色国度 技术编辑 丹麦工业联合会(Confederation of Danish Industries) Hans Peter Slente, hpsdi.dk 丹麦风能协会(Danish Wind Industry Association) Peter Alexandersen, palwindpower 丹麦能源署(Danish Energy Agency) Benot Bizet, bbiens.dk 丹麦能源协会(Danish Energy Association) Torsten Hasforth, thadanskenergi.dk 撰稿人 3F- 丹麦工人联合会(3F - United Federation of Danish Workers) Jesper Lund Larsen, jesper.lund.larsen3f.dk Aluwind (Aluwind) Ole S. Eriksen, APQP4Wind (APQP4Wind) Kim Nedergaard Jacobsen, knjawindpower Bladt Industries (Bladt Industries) Lars Kristensen, lkrbladt.dk 哥本哈根基础建设基金(Copenhagen Infrastructure Partners) Christina Grumstrup Srensen, cgscip.dk 沃旭能源(rsted Energy) Tom Lehn-Christiansen, tomlcorsted.dk Energinet.dk (Energinet.dk) Jesper Nrskov Rasmussen, jnrenerginet.dk HOFOR (HOFOR) Kim Pind, kpjehofor.dk Jysk 能源(Jysk Energi) Per S. Kristensen, pskjyskenergi.dk LM 风能(LM Wind Power) Lene Mi Ran Kristiansen, Lindoe 海上可持续能源中心(LORC) Christina Vridstoft, lorclorc.dk Megavind (Megavind) Edit Lulu Nielsen, elnwindpower MHI 维斯塔斯海上风电(MHI Vestas Offshore Wind) Michael Morris, Nissum Bredning (Nissum Bredning) Jens Jrgen Birch, birchjjpost.tele.dk 丹麦养老基金(PensionDanmark) Tage Otkjr, taopension.dk Prvestenens Vindmllelaug (Prvestenens Vindmllelaug) Steen Thaning, steen.thaninglive.dk RAH Service (RAH Service) Per Nielsen, pnirah.dk 西门子歌美飒可再生能源(Siemens Gamesa Renewable Energy) Henning Thomsen, 丹麦科技大学(Technical University of Denmark) Betina B. L. Winther, betldtu.dk Vattenfall Vindkraft (Vattenfall Vindkraft) Arne Rahbek, Peter Wesslau, 维斯塔斯(Vestas Wind Systems) Maria Alina Wed, 欧洲风能(WindEurope) Benjamin Wilhelm, policywindeurope 下载本白皮书 访问 更多信息 如需获取本白皮书副本及其相关出版物， 请通过联络绿色国度。 绿色国度 版权所有 2018 内容摘要 丹麦是世界上首个决定领导转型并在 2050 年之前取缔化石燃料的国家。扩大风能在可再生能 源中的份额是实现该目标的一大要素，其中包括促进可再生能源智能管理系统的开发。 30 年前，丹麦率先建设了商业级海上风场，并且几十年如一日地走在风电产业的前沿。 2017 年，丹麦的岸上与离岸风电可供应 43% 的全国电力消耗，并且丹麦计划到 2021 年， 将风力发电占比进一步提高到 50% 以上。 全球风能创新中心 丹麦是全球风能创新和发展中心。丹麦风能行业拥有将近 3.3 万名从业人员。凭借专业能力超 群的员工、一流的样机测试设备和全面的企业、研究机构及政府研究项目的联系网络，共同 营造了一个全球独一无二的创新研发环境。在丹麦，您可以对风机的所有组成部分进行测试， 从机舱和叶片，再到原物尺寸的、几乎可以投入市场的风机，因此来自全球各地的风能企业都 在丹麦设立了研发基地。 确保稳定高效供应 丹麦有大约 4750 台风力涡轮机，提供超过 5 GW 的电力，占丹麦产能的三分之一以上。 发展完善的传输基础设施让丹麦的大型风电并网成为可能。丹麦的电网已与邻国相连，允许在 波动期进口或出口能源。 建立绿色转型的框架 可再生能源转型的成本越来越低，而最新的丹麦离岸风场项目拥有最低的平准化电力成本 （Levelised Cost of Electricity，简称 LCOE）。该成本将风场整个使用周期的所有费用考虑在 内，世界上没有其他的海上风场能够以更低的价格提供电力。能成功实现如此低的成本，原因 之一是丹麦的招标模式，其中包括资格预审和与潜在投标人及投资者的初步技术对话。尽管成 本在下降，但项目仍然需要资金支持。丹麦拥有世界领先的融资模式，它可以同时通过私人模 式和大型公私合作模式进行融资，例如进行混合型融资。 关于本白皮书 这本白皮书将带您了解丹麦风能行业获得成功背后的故事。介绍内容从最初的起点和现在被视 为小规模的风力涡轮机，到不断推进的项目和技术，再到将风能作为可再生能源来源的雄心壮 志，无所不包。我们希望您能从中获得启发。 3 4 前言 风能 促进欧盟能源同盟发展 风能在欧洲向清洁能源转型的过程中发挥了重要作用。近年来，欧洲一直在引领全球气候行动，现在已成为创造可持续就业、增长和投资条件的 典范。欧盟能源同盟将实现欧盟经济现代化，促进清洁能源发展，为所有的欧洲公民和企业提供充分利用清洁能源的方式。 风力涡轮机是绿色转型的标志，正在全世界蓬 勃发展。然而在欧洲，它们远远不止是标志， 风能在欧洲电力供应中占比超过 15%，在一些 成员国甚至超过了 40%，例如丹麦。 然而工作并没有止步。欧盟能源同盟是欧盟执 委会的一个优先项目，其总体目标是：确保每 个欧洲公民都能获得安全、可持续、有竞争力 的能源。整个欧盟正致力于在 2030 年之前， 减少 40% 的二氧化碳排放量。与此同时，至 少将其可再生能源占比提高至27%，将能源效 率提高至30%。这一雄心勃勃的目标需要多方 的协力合作来实现。 风能为欧洲能源同盟实现其目标提供了巨大的 可能性，具有极大价值。它惠及环境，可减少 空气污染和二氧化碳排放。因此，它对公民的 健康有着直接的积极影响。与此同时，欧洲的 投资竞争越来越激烈，风能的成本也大幅下降。 我们预计这一趋势将会持续。 风能也创造了就业，体现在先进技术的研究和 开发岗位、技术劳工和非技术劳工岗位以及 当地的安装和维修岗位上。欧盟风电产业的 就业人数从 2005 年到 2013 年增加了 5 倍， 2014uni00A0年的总就业人数约为 320,000 人。除了 创造工作之外，这些投资同时也减少了欧洲对 进口化石燃料的依赖。 欧洲能源同盟正在稳步提高欧洲的风能和其他 可再生能源占比，并从中获益。实现此目标需 要一系列重要工具：更好的国内和跨国电力传 输基础设施；更智能的电网和更好的市场机制 （以便将波动的可再生能源整合到更大的市场 中）；更智能的能源系统（以提高需求响应、 能源储存和消费的灵活性）。我们正在各国之 间协调可再生能源的规则和推广。 总之，风能是欧洲能源同盟的一种强大助力。 它毫无疑问会从我们的跨境基础设施和持续扩 大的市场中受益，从而创造更加统一的绿色能 源系统。我们必须将风能作为一种重要的能源， 让欧洲和其他国家的人民、企业和环境均从中 获益！ Maro efcovic，副主席，欧盟执委会能源同盟 目录 1. 丹麦 风能领跑者 .6 丹麦如何在历史发展过程中成为风能引领者 2. 丹麦电网是欧洲电网的一部分 .8 高风能占比和高供电安全 3. 本地电网 高效能源系统的关键 .10 地方电网监管必须鼓励对可再生能源的整合 4. 共同降低成本 .12 密切合作是降低风能成本的关键 你了解风机吗？ .18 丹麦鸟瞰图 .19 5. 测试未来的风力涡轮机 . 20 丹麦的测试和演示设备为全球创新保驾护航 6. 创造绿色未来 . 24 风能意味着就业、增长和出口 7. 制定招标程序标准 .26 协商程序是丹麦海上招标模式的一部分 8. 混合融资可以调动私人资本流向新兴和前沿市场 . 28 公私合作融资模式，例如混合融资，使得在高风险市场投资可再生能源成为可能 9. 提升风能标杆 . 30 创新和雄心带领风能迈上新的台阶 5 照片： Erik Grove-Nielsen 6 1. 丹麦 风能领跑者 丹麦如何在历史发展过程中成为风能引领者 丹麦风能的历史可追溯回 1891 年，当时丹麦建立了第一个风力涡轮机，为一所学校供电。现今，陆上风力是丹麦电力生产中价格最低的能源 来源，下一代风机将为 10,000 户家庭供电。 Finn Mortensen，执行董事，绿色国度 风车最初用于农业部门，作用是推磨及抽水。 但在 1891 年，丹麦物理学家 Poul la Cour 开 始尝试用风能发电。在丹麦政府的资助下，他 创造了一个风力涡轮机，为他工作的学校提供 直流电，他甚至尝试对风能进行储存。 丹麦工程师们在第一次世界大战和第二次世界 大战期间继续改进风力发电技术，以维持能源 短缺期间的电力供应。到第一次世界大战结束 时，风能满足了丹麦 3% 的用电。然而，虽然 风能发电独具匠心，但是鉴于化石燃料低廉的 价格，风电技术无法与传统发电厂竞争，因此 风电技术的发展几乎停滞。 风能重回历史舞台 1973 年至 1974 年的第一次石油危机改变了这 一情况。由于高度依赖进口能源，石油危机导 致丹麦的电力成本增加。因此，风能以及其他 替代能源重新崭露头角。在公众广泛参与风能 开放和探索、政府有意推进的作用下，20 世纪 70 年代末，风电产业发展起来了。 到 20 世纪 80 年代初，大约有 20 家风机制造 商活跃在丹麦风电产业。经过 20 世纪 90 年代 的产业整合，风电产业由大型部分国际所有的 上市公司所主导。 把握风能的未来 今天，丹麦风电产业从业人员将近 3.3 万人， 2016 年行业营业额为 130 亿欧元（978 亿丹 麦克朗）。根据丹麦能源署的一项研究，陆上 风能的价格已经低于煤炭和天然气，成为了丹 麦新能源中价格最低的能源。 由于能源效率的提高和能源成本的降低，风 力涡轮机的规模在过去几年中稳步扩大。在 20 世纪 90 年代早期，大多数风机的规模为 225 kW，而现如今最新一代的风机已经达到 9MW。风机规模的扩大使得利用海上风力在经 济上具备了可行性，而海上风速较高的优点弥 补了成本较高这一不足。即将面世的丹麦海上 风场 Horns Rev 3 和 Kriegers Flak 的发电规模 将达到 400-600 MW。 丹麦风能技术发展成绩斐然。第一台商用风力涡轮机的输出功率为 22 kW，图中的风机叶片可追溯到 1980 年，其长度为 7.5 米，输出功率为 55KW。如今最新的海上风机叶片长度接近90米。 7 照片： Vattenfall Vindkraft 照片：沃旭能源 改造风力涡轮机 2015 年，Vattenfall 弃用 35 台风机，在日德兰半岛北部的 Klim 项目 中安装了 22 台全新 3.2 MW 的西门子风机。到目前为止，Klim 风场 是发电量最大的陆上风场。Klim 风场累计产能为 70+ MW，年产量为 256,000 MWh，为 64,000 户家庭提供电力，是以前 35 台风机产能的 三倍。 在靠近 Lgstr 的 Nrrekr Enge 风场，Vattenfall 弃用了 77 台风机， 用 13 台2.3MW 的西门子风机进行替代。在这里，新项目的发电量是过 去的两倍以上。Nrrekr Enge 风场每年产量接近 1.2 亿 kWh，为将近 30,000 户家庭供电。从Nrrekr Enge退役的风机.则被用于古巴的 一个新项目。 这两个大型改造项目已经在风场场址周边地区产生了积极的影响，旧风 机的更换大大提高了项目效率。 Vattenfall Vindkraft 世界上第一个海上风场已经退役 1991 年，丹麦在靠近 Vindeby 岸边的水域，建造了世界上第一个海上 风场。在风场运行 25 年后，沃旭能源决定让 Vindeby 海上风场的 11 台风机退役。虽然与目前的标准相比，Vindeby 的 0.45 MW 风机规模 较小，但它对风电产业有着重要意义。Vindeby 是海上风电产业的摇篮。 在建立世界上第一个海上风场的过程中，沃旭能源和风电产业积累了大 规模应用技术和降低成本的经验，这对于面临煤炭发电厂转型的国家而 言颇具吸引力。今天，海上风场的规模足以为公共事业供电，现今最大 型的单台风机发电量已经超过了Vindeby整个风场的产能。 沃旭能源 照片： Energinet.dk 8 2. 丹麦电网是欧洲电网的一部分 高风能占比与高供电安全 Energinet 经验表明，强大的电网、国际型电力市场和灵活的电力系统是确保大型可再生能源高效整合的关键。 Peter Jrgensen，活动部副总裁，Energinet.dk 我们曾经有过这样的担忧，当风能发电达到总 用电量的 5% 时会发生什么。然后我们担心， 接近 10% 这个系统是否能够负担？几年 后，我们说 20% 绝对是极限了！然而，我们 几乎没有想过，在 2016 年，丹麦风电产量与 电力消耗总量相比，超出了317个小时。 当年复一年，我们确定风能发电量已经增加到 丹麦总用电量的 33、39 甚至 42%，我们注 意到了丹麦风电的非凡成就。这让全世界刮目 相看。 风能能源 风能发电的占比及其与其他能源的有效整合是 丹麦成功的基础。Energinet 是丹麦的输电系 统供应商。然而丹麦如今取得的成就绝不仅仅 归功于某一个体，它是风能行业、监管机构、 能源部门、公民和其他方之间良好互动的结果。 要平衡供电系统和大量不同的电能来源，与 此同时还要保持全欧洲最高水平的供电安全， 这并不是一个简单的任务。2016 年中的某 一个小时，丹麦电力系统的风能占比曾达到 了 139%；某一个全天，风能占比曾达到了 103%。反之，2016 年中也有几天风力发电 量较低，某一天风机发电量占比仅为1%。 电网平衡 无论产能高低，对于风电行业而言，都是成功 的。丹麦人从不必为电力供应而担忧。这种成 功依赖三个前提条件： 1. 丹麦具有灵活高效的发电站，当地的热电 联产厂、风力发电和太阳能相互作用形成 一个整体的供电系统。 2. 丹麦有着发达的电网，可以处理大幅波动。 丹麦可以进口或出口相当于最大用电量 80% 左右的电力。 3. 丹麦是完善的北欧和欧洲电力市场的一部 分。通常在多风条件下，发电成本会下降。 当发电成本低时，丹麦供应商会向邻国出 售电力。在邻国提供更优惠的电力价格时， 丹麦会从邻国进口电力，包括挪威水电、 德国风电和太阳能电力、瑞典核能电力等。 日常的电力市场和最先进的系统运行保证了 电力系统的平衡和可再生能源的高效整合。 Energinet 的任务是确保电力安全和高性价比 的电力供应，以便消费者能持续享受经济且高 度安全的电力。这需要跨境电网与贸易的持续 发展，和区域性及泛欧洲的解决方案。 丹麦915.9 瑞典661.8 德国608.7 葡萄牙514.1 西班牙496.8 奥地利302.9 欧盟 28 国301.3 芬兰280.5 荷兰 254.9 爱沙尼亚235.6 英国222.4 希腊220.1 比利时210.9 塞浦路斯186.3 法国180.7 立陶宛170.7 罗马尼亚153.2 意大利152.6 波兰152.3 克罗地亚100.7 卢森堡100.7 保加利亚96.6 爱尔兰59.9 匈牙利33.5 拉脱维亚32.0 捷克共和国26.6 斯洛文尼亚1.5 斯洛伐克0.6 马耳他0 每 1000 户居民的累计风电装机产能 (kWh) （截至 2016 年 12 月） 9 来源：欧洲风能, Eurostat 照片： Robert Attermann, Red Star Foto Danmark 北海海上电网 为了更好地整合可再生能源，减少二氧化碳排放量，为消费者提供经济 的电力，欧盟设定了一个完善内部能源市场的目标。尽管建立互相连接 的电网需要几十年的时间，但十个国家的政府已经同意共同探索海上电 网的建设，并写入北海能源合作宣言。 这种自上而下的政治承诺会引领自下而上的行动，推动海上风能再上一 个台阶。比利时、丹麦、法国、德国、爱尔兰、卢森堡、荷兰、挪威、 瑞典和英国的部长签署了宣言。此宣言旨在降低成本，加快海上风能的 开发部署和互连。 这项协议是在 11 家能源公司签署声明后达成的，该声明提到，如果国家 政府承诺建立一个强有力的输电网项目，到2025年海上风力发电成本 将减少到 80 欧元/MWh。清晰而长远的海上风场部署规划能吸引新的投 资，减少资本成本，帮助行业实现降低成本的目标。 欧洲风能 丹麦 荷兰新连接 2019 年，丹麦和荷兰之间将实现电力直接传输。一根跨越 320 公里的 COBRA 电缆将丹麦西海岸与荷兰的 Eemshaven 港口连接起来。此次互 连容量为 700 MW，将为 700,000 用户提供电力。这不仅会提高供电安 全，而且还将随着国际电力市场的扩大，为绿色转型提供支持。 COBRA 是“哥本哈根 (Copenhagen)、布鲁塞尔 (Brussels)，阿姆斯特丹 (Amsterdam)”的首字母缩写，这个名字体现了实现北海互连互通和欧 洲一体化电网的强烈愿望，同时也体现了欧盟促进单一能源市场的愿望。 COBRA 电缆是荷兰 TenneT 和丹麦 Energinet 之间的联合项目，该项目得 到欧洲能源复苏计划 8650 万欧元的支持。 该图片显示了如何在丹麦瓦登海凡岛的沙丘下打钻数百米，打通电缆穿 行管道。 Energinet.dk 从 100% 的煤炭到 56% 的绿色能源 丹麦目前有 4750 台风力涡轮机，可 满足约 40% 的用电量。此外还有几 百个小型热电联产厂和将近 100,000 组太阳能电池。2016 年，丹麦的绿色 电力占总用电量的 56%。 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 5 年增量1 年增量 输电网 配电网 10 3. 本地电网 高效能源系统的 关键 地方电网监管必须鼓励对可再生能源的整合 由于风力发电和太阳能发电的分散化，欧洲电网即将发生翻天覆地的变化。超过半数的丹麦电力生产现在直接馈入配电网。 Anders Stouge，副会长，丹麦能源协会 公众很少围绕配电网开展激烈讨论。但是，配 电网在协助向更清洁和更易分配的能源过渡方 面起着重要作用。 现如今，丹麦有超过一半的发电量来自风机、 热电联产厂和太阳能电池板，并直接从下级电 网输送至配电网，发电量逐年增长。丹麦的配 电系统运营商（DSO）为这种从下至上的分散 式发电提供支持。 “如果我们不采取任何行动，像对待配电网运 营商的其他成本一样对待创新，监管则会阻碍 绿色转型的效率。” Anders Stouge， 副会长 丹麦能源协会 丹麦配电系统运营商需要采取重要的平衡措 施，并转变自身的角色。系统从前是将电力从 大型中心发电商输送到电网，然后单向供电给 消费者，现在转变为一个不断变化的电能在许 多小单元之间流动的系统，其中一部分小单元 的发电依赖于市场和天气条件，这些小单元既 是生产者又是消费者。 丹麦配电系统运营商已成为电力系统中的灵活 “脊柱”。这是通过对配电网的创新、维护和扩 展进行必要的投资而实现的。如此，配电系统 运营商便可处理不同可再生能源的产出情况。 随着波动电力来源的占比逐步增加，电力系统 需要有更高的适应度。 电力系统完全摆脱对化石燃料的依赖是一场重 大的变革。要应对这一变革，配电系统运营商 必须利用其电网运营的专业知识和最新装机技 术参与创新项目。电网公司对新概念的测试， 例如加强客户与灵活电力消耗的联系等等，对 于将科研成果引入实际应用至关重要。因此， 丹麦配电系统运营商处在转型的最前沿。 配电系统运营商在引入新的创新理念中起着关 键作用，它们可以改善电网，开发智能能源系 统，使客户受益。由于配电系统运营商为自然 垄断，因此创新概念的开发需要在监管框架内 进行。 受监管的公司必须有效运行，而监管必须留出 发展余地。如果只鼓励配电系统运营商进行短 期的成本削减，那么它们将变得停滞不前，社 会将会把这一纸高额账单传给下一代。如今坚 决不能以牺牲可再生能源的最佳解决方案为代 价，去实现短期的效率提升。 电力生产正日益与配电网直接相连 与配电网直接相连的电力生产占比 1980 1990 2000 2005 2010 2011 2012 2013 现如今，丹麦有超过一半的发电量来自风力发电、热电联产和太阳能， 并且呈现逐年增长的趋势。 2014 2015 来源：丹麦能源署，Energinet.dk 照片： Jysk 能源 11 照片： RAH Service 1,000% 的风能 日德兰半岛西北部经常有强风吹过。这里的诸多风力涡轮机、太阳能电 池和地方热电联产厂的年发电量相当于年用电量的百分之几百。 Jysk能源运营着NOE Net 配电公司，同时也是Vestjyske Net 60 kV供 电网络公司的共有人。它们共同为客户供应约 430 GWh 的电力。地方发 电量约 935 GWh。在风大的周末，配送商将超过本地用电量十倍的电能 输送到该国其他地区。在 NOE Net，风力涡轮机、热电联产厂和太阳能 电池在短期内就能生产超过当地用电量 1000% 的电力。仅风力发电的 产能就接近 400 MW，加上 2017 年和 2018 年的 7-8 个大型风机和太阳 能电池项目 包括 170 MW 的北海 Vesterhav Nord 项目 产能将 增长到 700 MW。 Jysk 能源 电场利用风能和太阳能发电 在靠近北海的 Nrhede-Hjortmose，22 个 3.3 MW 维斯塔斯风力涡轮机 和 69,000 块太阳能电池板为电网生产大量的电力。私人投资者安装的 风机产能已到达 72 MW，太阳能发电产能达到 15.2 MW，可促进地方政 府实现到 2020 年绿色供热和电力自给率达 100% 的目标。风力发电和 太阳能发电已经帮助该地区居民和企业实现了60%的能源自给率。技 术经理Per Nielsen负责联合电网，以及太阳能电池与10kV电网的连接。 他表示：“是的，这是一个非常壮观的发电厂。太阳能电池板安装在风机 之间，不会造成任何干扰。” RAH 供电区域的年用电量几乎达到 60,000 MWh。风能、太阳能和热电 联产的本地发电量约达每年 90,000 MWh，从 2014 年开始，RAH 区一 直在输出绿色能源。 RAH Service 12 4. 共同降低成本 密切合作是降低风能成本的关键 在不到 40 年的时间里，风能已经发展成为一种成熟、可靠和具有成本效益的技术。尽管风能已经成为最廉价和最清洁的技术之一，但随着新创新 理念的应用，风能的价格将继续降低。 Jan Hylleberg，首席执行官，丹麦风能协会 多年来，降低成本一直是风电产业的一个指导 原则。创建更智能、更强大、更具创新性的产 品和解决方案，可以提高风机的效率，从而降 低风力发电的价格。丹麦拥有世界领先的风机 制造商和供应商。总共有大约 500 家风电公司 的总部坐落在丹麦，它们覆盖了风电产业所有 领域，从而建立了一个全球独一无二的供应链 和紧密联系的全能服务型网络。然而，让丹麦 风电产业脱颖而出的，不仅是创新和降低成本 的能力，还有产业在整个供应链内彼此开展合 作的独特能力。多年来，风电产业已形成了在 各方面互相协作的强大传统，这将有助于进一 步降低风能价格。 共同合作 在丹麦，尤其是在日德兰半岛，数百家公司距 离很近，注重风能研究的公司聚集程度令人惊 叹。在中日德兰大区，每25个私营部门的雇 员中就有1个在风电行业工作，可见行业规模 巨大。 从单一项目到整体系统 “少即是多”的理念如今也体现在供应商的数 量选择上。这一新趋势促使了丹麦供应商将服 务和产品汇集到实际的系统当中。通过向风机 制造商或风场所有者等终端消费者提供完整的 技术系统或成套解决方案，合作公司可以巩固 其战略地位。这就需要丹麦风机制造商和子供 应商之间更紧密的合作，提高科技创新和降低 成本的能力。 标准引入 风电产业从其他行业中引入了很多标准和最佳 实践。最近几年来，丹麦风电产业的标准化已 经有了重大飞跃，商业组织正在一起制定专门 针对风电产业应用的标准。通过遵循共同的标 准，供应商可以减少制造和质量监控流程，从 而减少产品故障。标准化可以扩展到风电产业 的许多领域，预计未来几年内，标准的开发和 部署将有所增加。在这个过程中，丹麦强大的 合作传统将起到重要作用。有一个完善的供应 链是至关重要的，它使风能在与最新、最好、 最有竞争力的产品竞争时更具有竞争力。 照片：丹麦风能协会 13 高塔筒解决方案 中国在低风速风电市场的发展程度与速度超过了世界上任何其他国家， 维斯塔斯充分发挥其全球的实力使风机可以在更低风速的场址捕获更多 的风能。一个有效的办法就是高塔筒技术。在2017年维斯塔斯将其最 新的高塔筒解决方案引进中国，针对中国的低风速高切变区域。高塔筒 解决方案在山东的一个风电场得到了有效的验证。该风场80米高度的 年平均风速为4.9米/秒，并不具备良好的开发效益。但是该风场具有 0.34的高切变系数，通过采用维斯塔斯137米的高塔筒解决方案在轮毂 高度出的年平均风速可以达到5.8米每秒，提升了其年发电量近5000 万千瓦时。 维斯塔斯风力技术有限公司 14 照片： Bladt Industries 照片： Aluwind 系统供应商创造高效和有竞争力的供应链 每台风机都有数千个部件，处理这些部件是一项艰巨的任务。为了应对 这一挑战，丹麦系统供应商公司Aluwind在风机制造商和小型供应商之 间发挥着重要的纽带作用。该公司处理采购和承包的各方面工作，帮助 风机制造商避免了从多个供应商处获取零散部件的情况。 Aluwind 通常从 50-100 个供应商处接收零件，并将其与自己生产的零 件结合起来，最终组装成大型套件（系统），装载到标准运输箱中。预 先组装的套件随后被输送并安装在风机中。每个套件都可以进行调整， 以适应世界各地的单个项目。如此高效且具战略性的采购环节有助于降 低风机的价格。 Aluwind 合作确保降低海上套管基座成本 安装海上风机时，铺设基座占了总成本相当大的一部分。丹麦钢铁加工 公司 Bladt Industries 参与了以降低海上套管基座价格为目标的一系列项 目。Bladt 组建了一支由60家国际公司组成的史无前例的专家团队，推 动套管基座成本的降低。工作组会面并对如何在整个供应链中有效改善 生产过程和工作程序进行讨论。 在另一个被称作Cejacket的项目中，风电产业的部分领军企业设立了使 成本降低6-8%的目标，该目标可通过现场将小型模块组装成大型套管 基座来实现。该项目还努力通过焊接雾化的方式提高质量和减少套管基 座所耗费的时间。 Bladt Industries 照片：丹麦风能协会 15 照片：绿色国度 丹麦风能协会制定行业标准 两个世界领先的风机制造商西门子歌美飒和维斯塔斯，已与领军供应商 KK Wind Solutions 和 LM Wind Power 联合开展了行业首创项目。该项 目被称为 APQP4Wind，将确保制造商和供应商在质保工作中使用相同 的技术语言进行沟通。使用同一套框架将有助于最小化昂贵的生产误差 风险，从而降低能源成本，惠及整个产业价值链。 该项目于 2017 年初推出，并配备有一套培训课程和指南手册，允许参 与者将 APQP4Wind 标准纳入其生产过程中。手册和培训概念会在进 一步开发后再在丹麦产业价值链中进行全面应用。该项目的目标是从 丹麦开始，逐步推动其成为全球风电产业的标准。APQP4Wind 由丹麦 风能协会推动，并由丹麦工业协会资助。丹麦风能协会已经在丹麦对 APQP4Wind进行了商标注册。 APQP4Wind 来自 Megavind 的联合战略提议 为了确保丹麦风电产业的竞争力，战略伙伴 Megavind 提出了一些建议， 作为行业和政府为有竞争力的风电产业创造良好环境的重要指标。这些 战略和建议是在产学紧密合作下制定的，促进了风电产业的一些重大进 展，例如新测试中心的建立。合作关系催化了新激励措施的出台，并因 此促进了更完善的测试、演示和研究策略的制定。 2015 年，Megavind 联合开发了一个海上风能成本计算模型。该计算 模型免费供所有人使用，并确保以一个共同的方式对平准化电力成本 （LCOE）进行计算。如今，该计算模型被广泛应用于降低海上风能成本 的监控与追踪。 Megavind 16 强大的供应商中心 丹麦的部分海上风电实例 Gode Wind 1-2： 582 MW 2016 年 德国 丹麦提供： 开发商和运营商 风力涡轮机 风机安装 阵列线缆安装 变电站设计 变电站中压/高压设备 单桩和过渡器件 物流 地球物理调查 项目认证 项目融资 Horns Rev 2： 209 MW 2009 年 丹麦 丹麦提供： 开发商 居住平台 风力涡轮机 风机安装 基座 基座安装 基座设计 运营商 变电站 变电站安装 项目融资 Anholt： 400 MW 2013 年 丹麦 丹麦提供： 开发商和运营商 风力涡轮机 风机安装 变电站安装 变电站设计 变电站制造商 输出线缆 输出线缆安装 子结构主建造商 子结构设计 单桩和过渡器件 单桩和过渡件安装 出口线缆生产 输出线缆安装 灌浆 物流 地球物理调查 环境影响评估 项目融资 London Array： 630 MW 2013 年 英国 丹麦提供： 开发商和运营商 风力涡轮机 风机安装 子结构安装 子结构主建造商 子结构设计 变电站基座设计 单桩和过渡器件 灌浆 物流 风况、海浪和潮汐监控 项目融资 17 照片：丹麦风能协会，Bent Nielsen 18 你了解风机吗？ 通常来讲，每MW海上风机的发电量，大约为 1000 个丹麦家庭 的年耗电量。 在过去的几年中，风力发电在丹麦用电量中所占的份额逐年稳 定上升： 2004 年占到 18%，2013 年占到 33%，2015 年 占到 42%，2016 年占到 37.6%，2017 年占到 43.4%。在 2021uni00A0年，预计风力发电将占到 50% 以上。 2016 年，丹麦新安装的单个陆上风机的平均产能为 3 MW。 到 2016 年底，平均每 1000 个丹麦市民就已享有 915 kW 的风 能产能。 2016 年，丹麦平均每一度电 (kWh) 有 51% 来自风力、水力和太 阳能，24% 来自煤炭，14% 来自废物、生物质和沼气，8% 来 自天然气，2% 来自核能，0% 来自石油。 丹麦风力发电量常常超过丹麦市场能够消耗的电量。2016 年 4 月 17日，丹麦电力网中风能所占份额为 103.6%，多余的电力已通 过国家之间互连的电网输送至瑞典、挪威和德国。 在风机 25 年的使用寿命中，一台风机的发电量是组建风机所需电 力的 40 倍。 拥有极高的供电稳定性，在 99.997% 的时间内，丹麦都能实现 持续不间断供电。 不同类型的基座： 轮毂 入口平台 叶片 机舱 齿轮箱 发电机 塔架 过渡件 基座 单桩三角桩护套桩重力桩吸斗桩护套吸斗桩陆上 挪威 Vesterhav North 180 MW 2021 进口电能 1632 MW 出口电能 1632 MW sterild 国家大型风机测试中心 Klim Fjordholme 70.4 MW 2015 Vesterhav South 170 MW 2021 Horns Rev 2 209 MW 2009 Hogager 46.2 MW 2017 Lem Kr 34 MW 2012 荷兰 进口电能 700 MW 出口电能 700 MW 进口电能 1635 MW 出口电能 1915 MW 优质陆上风场 建设中 海上风场 （已投入使用） Frederikshavn 7 MW Tun Knob 5 MW 1995 Sprog 21 MW 2009 进口电能 680 MW 出口电能 740 MW Anholt 400 MW 2013 DELTA Smlandsfarvandet 200 MW Nysted 165 MW 2003 Rdsand II 207 MW 2010 进口电能 600 MW 出口电能 600 MW 电缆连接（当前） 建设中 电缆连接（计划中）有意向的地点 测试设施 瑞典 进口电能 1300 MW 出口电能 1700 MW DHI House of Green Force Technology Danish Technological Institute Avedre Holme 11 MW 2009/2010 Kriegers Flak 600 MW 2021 市政风力渗透 0 - 9.9 MW 10 - 49.9 MW 50 - 99.9 MW 100 - 199.9 MW 200 - 600 MW 19 丹麦陆上风场总产能为 3978 MW 丹麦海上风场总产能为 1266 MW 丹麦鸟瞰图 Blaest 叶片测试中心 英国 Middelgrunden 40 MW 2000 进口电能 600 MW 出口电能 600 MW 进口电能 400 MW 出口电能 400 MW 风场名称 产能 (MW) 投入 使用年份 德国 LORC Lindoe海上可持续 能源中心 Sams 23 MW 2003 Horns Rev 1 160 MW 2002 Horns Rev 3 400 MW 2019 全球防雷 服务中心 Nrhede-Hjortmose 72.6 MW 2014 Hvsre 国家大型风机 测试中心 Rnland 17 MW 2003 LCOE 被定义为风场生命周期内每单位 电力的生产成本，其中考虑到了风场 的开发成本、资本投资、财务成本和 终生运行成本。 20 5. 测试未来的风力涡轮机 丹麦的测试和演示设备为全球创新保驾护航 先进的测试设备是保证风电产业强盛的关键。在丹麦，公司使用一系列全球领先的测试设施，以维护其独特的运营体系，使得风电产业可以设立 新的国际标准，并不断突