海上风力发电的未来发展推动力.pdf

TV南德意志集团海上风力发电的 确保风能赢得市场认可， 实现成本平价电子书摘要过去二十年里，海上风能行业的平均风力发电成本呈现稳定下降态势，这在很大程度上与风力涡轮机容量不断扩大有关。但是，为了更加有效地填补世界各国面临的能源缺口，不仅要将风能作为一种有利可图的能源，还要大力推动其发展。本电子书叙述了全球海上风力发电行业面临的一系列挑战问题，针对有助于推动行业向前发展的解决方案进行讨论，旨在获得大众市场准入，达到可与传统能源相比的平准化成本。未来发展推动力2海上风力发电的未来发展推动力 | TV南德意志集团目录1 简介  32 市场挑战  53 降低贸易壁垒  74 利用实际专业知识，降低复杂性问题  95 业务效益  96 结论  10Nigel CroweTV南德意志集团PMSS（亚洲）公司风能国际业务总监Nigel于1996年加入可再生能源行业，并在英国风能协会（RenewableUK）董事会供职6年时间，主要负责技术工作。Nigel堪称可再生能源行业风险、接口、质量管理与供应链领域的权威专家。目前，Nigel负责监管TV南德意志集团亚洲风能活动。Nigel在全球范围内参与过不少规模最大，也最为复杂的可再生能源项目，包括众多海上风能和海洋能源项目的开发、施工与运营。此外，他还曾以顾问的身份供职于涡轮机制造商、建筑公司、开发商和政府机构。在海上发电能源行业领域内，他先后担任风力发电机负责人、对接区域经理、质量保证经理和地基负责人，参与过的代表项目包括伦敦阵列风电场、Princess Amelia、Walney和Cape Wind。TV南德意志集团专家简介3TV南德意志集团 | 海上风力发电的未来发展推动力全球竞赛目前，全球风能项目的数量和发展速度飙升；据全球风能理事会（GWEC）2013年市场数据显示：全球累积装机总量已达318,105 MW（图1），过去五年里，增加了近200,000 MW。成本平价如今，岸上风能平价成本逐渐接近传统能源，海上能源紧随其后。在可预见的未来里，这两种风能都将继续作为最廉价的低碳量批量发电资源。实际上，GWEC认为2：风能的成本竞争力是其在市场上的最大优势；以巴西、南非、土耳其、墨西哥和其他国家为例，在直接参与获得大量补贴的现有能源竞争当中，风能获得胜利。南非风能发电厂成本是燃煤发电厂的70%。GWEC还预测道：未来五年，风能市场发展地区将主要集中在亚洲、拉丁美洲和非洲。近年来，欧洲成熟风能市场成本降低，欧洲风能协会（EWEA）证实风能是矿物燃料进口产品的替代性能源。根据预测，2020年，随着风能大幅发展，全年将减少220-270亿欧元的燃料成本，2036年将减少470-510亿欧元的燃料成本3。欧洲委员会提议：2030年以前，推动欧洲可再生能源消耗量达到 27%。据EWEA预测，在2011-2030年这二十年间，可节约1900亿欧元的矿物燃料进口成本3。但是，在过去20年间，基于单位千瓦小时成本，风能每年总体成本稳步降幅保持在5-20%之间。发电采用技术成本（单位kWh）保持相对稳定的水平。这意味着风能成本的持续降低趋势主要是由于风力涡轮机的平均规模不断扩大而推动出1. 简介资料来源：GWEC图1：2013年12月累计容量最高的前十大国家国家MW%  份额中国91,412 28.7美国61,091 19.2德国34,250 10.8西班牙22,950 7.2印度20,150 6.3英国10,531 3.3意大利8,552 2.7法国8,245 2.6加拿大7,803 2.5丹麦4,772 1.5世界其他国家48,331 15.2前十大 国家总计269,773 84.8全球总计318,105 100.004海上风力发电的未来发展推动力 | TV南德意志集团现的。对于被作为专用能源以外的风能而言，必须随着涡轮机规模的增加降低成本。不公平的竞争环境由于各国为支持可再生能源发展提供的预算成本大不相同；全球存在多种不同的风力发电补贴制度。中国、日本、台湾和越南等很多新兴国家和地区并不熟悉加速风能部署可用的政策措施。同时，由于各国市场环境不同，导致过去在推行费率政策的具体实践当中存在差异。因此，尽管风能具有明显的环境和成本节约效益，但由于各国内部设定不同的补贴机制，因此使得全球市场成为一个不公平的竞争环境，每个地区的投资者面临的风险程度和风险领域各不相同。例如，GWEC相信1中国的发展就是政府承诺2020年以前将风能官方目标提高到200GW，中国风能行业由此作出回应的结果。在过去二十年中，风能行业实现了20倍增长，但全球各个地区可用的补贴机制对这种增长起到了一定的限制作用。鉴于自身性质，补贴的目的不在于实现资源最大化，各类补贴都有自身的优势与不足，导致装机能力存在差异。在任何国家内，风能行业是否能够获得成功主要由两大类型的补贴机制决定：并网电价（FIT）各国政府通常为能源企业提供一个固定的价格；以市场为导向的价格提供随市场波动的可变电价；从传统上而言，FITs维持了市场的稳定性，鼓励技术开发、生产制造和投资。由于政府正陷于经济衰退的余波影响当中，因此该机制正在改变着部分欧洲国家。例如，保加利亚、西班牙和罗马尼亚等国家如今正通过FIT机制改变支付价格。随着风能投资吸引力不断增强，世界各国政府也面临过度补贴的风险。目前，全球存在大量市场导向型价格补贴政策。尽管如此，由于价格不稳定导致无法确定未来市场情况，因此无法为制造商提供支持。如果投资新厂，制造商就会面临生产期间市场对于产品的需求量大大下降的风险。海上发电是未来发展趋势绝大多数发电机制造商选择在全球范围内开展经营业务，随着市场不断成熟，批量销售成为最有利可图的解决方案。设备制造方面，通过多次操作生产同类涡轮机实现规模效益，从中获利，这与定制涡轮机，以满足特定电厂风力发电机制和优化可用资源的要求完全相反。但是，在过去二十年中，由于风力发电机规模不断扩大，这种规模经济推动风力能源的平均成本显著下降。将风力涡轮机的叶片增长至两倍，其实际成本并非达到此前成本的两倍；与此同时，由此产生风能可使潜在能源量增加八倍。因此，可利用这种基础规模优势，提高生产率，降低终端用户承担的能源 成本。为了满足不断增长的风能要求， 随着环境逐渐能够容纳规模更大的发电机，规划阻碍减少，设计限制因素主要集中在岸上风力发电厂；未来海上风力发电将成为主流趋势。欧洲委员会提议： 2030年以前，推动欧洲可再生能源消耗量达到27%。5TV南德意志集团 | 海上风力发电的未来发展推动力为了满足未来全球的能源需求，海上风能逐渐被人们认定为是成本最低，能够大规模生产的一种能源，市场必须迎接一系列挑战，使之成为现实。这种变化的主要推手来自于风电业务本身。但是，风力发电行业处于初期阶段时，发电机技术的可靠性问题影响市场对其发展潜力的信心。目前，制造商在更大范围内提供设备与零部件保修服务，已经做出明显改善，市场上对于发电机技术的能力信心大增。技术信心反过来还会鼓励投资者、政府和公众将风能作为能源组合的一种选择。尽管如此，风能行业想要获得成功，仍需克服几大障碍：投资设备而非燃料风能项目所需投资主要集中在前期购买设备阶段。但是，对于常规发电而言，项目整个生命周期都会产生燃料成本。风能投资方法最初似乎是有利的，能够确保成本安全、降低对供应链的依赖；项目开始阶段，需要大量的投资，强调了风能项目财务可行性的重要性。同样，基于最新设计，利用规模最大发电机的项目要求更加重视前期成本模型。这些较新设计具有更加复杂的特征，得到验证的相关技术风险较少，为融资团体提供一种更具挑战性的投资途径。项目风险的确定性对于风能项目而言，风险在很大程度上基于：测风的风险边际设备的可靠性（受到对于风况、环境和其他现场因素的推动 作用）。通常，融资团体能够承受市场导向风险，这些风险可以通过供应合同予以管理。但是，风能具有可变性，很难将其纳入到财务模式考虑当中，通常只有通过采用保守的风况预测值才能获得财务收益。这是一种机会，也是一种挑战，风能建模的方法显著改善，对于风能建模的理解与预测显著提高。估测精度的改善直接体现在项目可以引用的融资水平和整体收益率方面。但是，任何不良测量技术都会破坏风力预测行业的整体声誉，摧毁行业科学与融资部分之间的信任。同样，风力行业历来在可靠性方面声誉不佳，导致可用融资有限。这种低效率多数可归结于一种根本原因，即缺乏对于安装风力发电机当中风况以及彼此作用的理解。例如，在良好条件下安装的发电机与在复杂、承受较大风力条件下安装的涡轮机相比，维护要求更低。应用稳健的风力分析，明确电站风况，同时与设计阶段的技术方案相结合，确保能够在各个层面管理 项目。地方支持对于大规模装机而言，与任何其他发电形式相比，风力发电机的可行性更高，这也将填补全球多数国家面临的能源结构缺口。但是，公众接受程度已经成为阻碍风能有效利用的另一个障碍。 2. 市场挑战6海上风力发电的未来发展推动力 | TV南德意志集团获得公众和地方政府接受，这是项目获得成功的关键。必须向地方利益相关者证明风能当中蕴藏的价值，获得他们的支持，促进项目取得成功。公众接受与政府支持共同发挥作用，同时，本地生产制造和带动相关就业等地方基础利益予以补充完善。执行不力风力涡轮机很容易受到两种参数的影响风速和叶片直径。图2显示出这些元素如何随这些参数而成指数式增长，共同提高发电性能优势。风能随风轮直径的平方而增长，同时随着风速的立方增长；因此，在风速高且叶片长度长的情况下，发电量得以显著提高，成本不随之增涨。除了上面详述的技术挑战以外，发电机制造商在如何在最大程度上落实项目方法方面，受到以下两种因素的限制：吸引融资的风力发电机采用的技术未经“验证” 公众和政府接受的影响有限五年前执行的项目采用当时可用的最佳技术。该技术已经成为“经验证”技术，但并未反映出技术的发展。现如今可用技术能够显著提高全新项目的发电量，但是，由于被认定是未经验证技术，因此很难获得资金支持。风力发电项目通常被建在有限空间区域和结构内部，旨在满足公众严格限制因素观点和严格的环境限制要求，例如发电机尖部高度、风力发电厂规模和与城镇/乡村之间的距离限制等。除此以外，有些项目并非位于最适合的地点，主要是为了避免占用原有设施用地；同时，政府支持意愿较低也是原因之一 （这些地区工作岗位并不取决于行业是否获得成功）。图2：提供优势动力性能01002003004005006007002100 30 60 90 120 150 180 240 270 30001530Maximum  Power (MW)风轮直径（米）风速（米/秒）Source: M. Ragheb - Wind Power Systems. Harvesting the Wind. 20117TV南德意志集团 | 海上风力发电的未来发展推动力如今我们已经对财务和技术挑战拥有充分了解，因此，阻碍风能发电全球性发电的障碍是可以控制并管理的。在将这些障碍细分的过程中已经获得长足进步。由于风能发电吸引力显著提升，必须加快技术开发速度，降低能源的平准化成本，使之成为最具成本效益的一种发电形式。 投资支持由于存在固有的保守性，传统项目融资并不利于推动风能技术的发展。我们需要在国家或国际层面采取大胆措施，为技术迅速发展提供刺激因素。这将在很大程度上简化研发和商业部署阶段之间的连通步骤，进而更加迅速地部署效率更高的发电机。这很有可能源自政府或国际非商业化金融组织。发挥经验教训的作用为了在全球范围内支持风力发电行业的发展，必须将在行业内部积累的经验教训与调查结果、改善措施与结构相结合。想要获得成功，必须推动风险管理和奖励机制朝向有利于设备提供商的方向转变，为他们提供不断完善的刺激动力。目前，设备供应商管理价值链的重要部分，与相对平稳的涡轮机购买成本相比，成本效益以指数的方式增长。随着风能市场不断成熟，从技术层面更好地理解项目、优化项目各级风险预测并重新分配，使之成为最佳部署供应链当中一个组成部分予以控制并管理，所有这些都具有显著价值。证明地方效益截至目前，创造工作机会是证明风能项目为地方带来优势利益的最有效方法。但必须确保这种方法的实际性和可持续性，不少拨款或生产制造均涉及到审批许可，地方并未从长远角度支持风能发展。如果能够创造出大量工作机会，也将带动大量辅助供应链的发展，惠及经济群体，有助于获得更多的地方支持和政府推动发展。德国、丹麦和西班牙主要生产中心正是如此，这些地方的支持力度高于其他地方。公众接受与支持同样较高，随着老工业逐渐衰败，政府需要提供更多经济支持，例如外赫布里底群岛和奥克尼群岛。3. 降低贸易壁垒为了在全球范围内支持风力发电行业的发展，必须将在行业内部积累的经验教训与调查结果、改善措施与结构相结合。8海上风力发电的未来发展推动力 | TV南德意志集团规避执行不力问题纵观历史，风力发电项目的核心在于以最低的维护成本保持原始输出水平。如今，技术完善推动服务升级，维修活动可在低风速时期进行。随着越来越多的成熟行业能够更好地理解风能资源、流速和风机反应的影响以及长期维护需求，必须在长期规划当中予以审慎考虑。风能项目应借助运行期间的认知曲线获益，促使技术在整个项目存续期间不断发展，确保改善超过 预期。利用海上优势如果想要借助高风速和大叶轮直径受益，实现能源产生最大化，降低相关成本，落实海上风力发电项目不失为一种理想的解决方案。在海上安装规模更大的风力发电机降低了物流挑战难度，海上较高的风速能够显著扩大效益。此外，海上风电项目收到的干扰更少，部署与发电机比率相符的大直径刀片更加简单。如果市场信心提高，更大规模的全新发电机将会被投入到运行当中，显著提高财务利益，而这无法被行业所忽视。截至目前，创造工作机会是证明风能项目为地方带来优势利益的最有效方法。投资设备而非燃料项目风险确定性证明地方利益避免执行不力问题9TV南德意志集团 | 海上风力发电的未来发展推动力TV南德意志集团拥有20年无人能及的傲人记录，为3000多个风能项目提供过支持帮助，协助一系列项目完成开发、施工、运营和尽职调查活动。我们在尽职调查领域内的具体权威领域包括：发电机供应合同审核电厂辅助设施合同审核并网报价/协议审核运营与维护协议审核资源与SCADA分析PPA审核与谈判资本和运营开支审核规划义务与许可审核财产协议审查风险管理与对接管理质量保证贷方工程师运营性能评估供应商评估和供应链服务保修期结束评估可行性评估市场分析4. 利用实际专业知识，降低复杂性问题我们与客户开展密切合作，了解客户的动机与目标，旨在提供专业且高效的尽职调查服务，确保：了解风险，提高确定性从决策早期阶段开始，确保风能项目实现可靠部署与运营；增加资产价值与在整个项目生命周期内部辅助开展工作的全球著名服务供应商合作；实现投资回报最大化优化设施的经济价值，实现长期盈利能力，有效控制风险。提高信心在资深专业的风能专家帮助下，精确评估并缓解项目风险；提高利益相关者的信心TV南德意志集团精通多种语言的专家将其在全球市场范围内积累下来的知识应用到地方市场，在最大程度上降低风险与成本。 作为一家在辅助开展海上风力发电项目领域拥有无人能及记录的全球咨询机构，TV南德意志集团为组织机构提供必要的专业知识与技能，通过战略性、系统性技术尽职调查，明确、评估并强化项目、项目组合和业务。5. 业务效益10海上风力发电的未来发展推动力 | TV南德意志集团6. 结论随着全球电力需求飞速增长，风力发电机已经成为大规模发电最为可行的一种选择。但是，海上风力发电行业在追求实现成本与其他能源对等，直到推动风力发电发展成为大规模、低成本发电项目全球公认领导者这一过程中，面临多种关键挑战。海上风力发电市场仅可通过加快技术发展和接受速度而日渐成熟，同时要将风险与回报平均分布于整个供应链当中，鼓励所有参与者加入积极行动当中。另外，对于关键项目执行因素更有深度的见解也决定着单独项目和整个行业在长期走向成功还是失败。但是，即使解决了这些挑战问题，如果没有公众和政府支持，也无法推动风能发展成为未来首选发电能源。实际支持优化回报TV南德意志集团目前积极参与各类项目，凭借实际方法交付解决方案，提供专业建议，从最开始帮助客户完全了解挑战，实现投资回报最大化。凭借战略性支持，我们为客户提供技术专业知识与技能，确定并评估风险，落实有效管理战略，强化项目从规划到运行，整个生命周期的价值。TV南德意志集团的咨询服务提供客观独立的公司、项目和技术审核观点，充分验证决策的有效性。我们的专家掌握专业知识与技能、战略性支持管理和分析技能，能够成功解决复杂问题，在最大程度上提高未来海上风能项目的实施成功率。11TV南德意志集团 | 海上风力发电的未来发展推动力FOOTNOTES1 全球风能协会2013年市场统计数据 2 全球风能协会2014-2018年市场预测 3 欧洲风能协会避免化石燃料成本，2014年3月GWECEWEAkWhFIT  全球风能理事会  欧洲风能协会  千瓦时  上网电价补贴GLOSSARY OF ACRONYMS版权声明本文所含内容代表的是TV南德意志集团在材料公布之前，经讨论得出的当前观点。由于TV南德意志集团必须对应不断变化的市场条件，因此，本文不得作为TV南德意志集团的承诺，TV南德意志集团无法保证出版日期以后的任何信息的精准性。本电子书仅供参考。TV南德意志集团并未以任何明示、默示或法定形式，对本文件当中所含信息的准确性作出保证。用户有责任遵守所有适用的版权法。在版权不受限制的情况下，未经TV南德意志集团明确的书面批准，不可出于任何目的复制、保持本文件的任何内容部分，也不得将本文件的任何部分存入检索系统，也不得以任何形式、任何途径方法（电子、机械、复印、录音或以其他方式）对本文内容进行传输。TV南德意志集团对于本文件材料当中涵盖的内容享有专利、专利申请、商标、版权以及其他知识产权。除非根据TV南德意志集团书面协议明确规定，否则本文件内容并未授予任何专利、商标、版权或其他知识产权的使用许可。 TV南德意志集团，2015年 除非获得版权法允许，否则严禁未经许可对本文件内容进行复制、改编或翻译。所有版权归TV南德意志集团所有。TV SD是TV南德意志集团的注册商标。免责声明虽然已采取一切合理的措施以确保本文件涵盖信息内容的质量、可靠性和准确性。但是，TV南德意志集团对于本通讯材料当中包含的任何第三方内容，不承担任何法律责任。TV南德意志集团未以任何明示或暗示形式，对本通讯资料当中涵盖信息的准确性或完整性作出任何保证或声明。本通讯资料旨在提供关于特定主题的一般信息，并不是有关这一主题的详尽描述。因此，本通讯资料当中所含信息并不适用于提供专业建议或服务。如果您在本通讯资料当中寻找有关任何问题的意见和建议，您应在适当情况下，就想要咨询的问题直接与我们联系，也可向具有资质的专业人员寻求帮助。事先未经 TV南德意志集团书面同意，不可将本通讯资料包含的任何信息复制、引用或摘录到任何其他出版物和资料当中。版权所有 2015 TV南德意志集团.2015 TV SD AG | V-M/PWS/38.0/zh-si/CN访问以下网页，了解更多关于TV南德意志集团可再生能源行业服务： tuv-sudinfotuv-sud权威认证 创享价值TV南德意志集团是一家优质、安全和可持续发展的专业测试、检验、审核、认证，培训和知识服务解决方案提供商。我们在世界各地超过800个地方设立了办事处，因此在欧洲、美洲、中东、亚洲和非洲均享有认证资格。通过为我们的客户提供客观的解决方案，我们为企业、消费者和环境都增添了有形价值。infotuv-sud    tuv-sud我们在大中华区的分公司及办事处：* 上述部分服务可能由于当地法规的原因而无法在您的地区提供。欢迎您与我们联系咨询。上海上海测试中心上海工业材料实验室无锡宁波永康南京合肥Tel.:+86 21 6141 0123Tel.:+86 21 6037 6300Tel.:+86 21 6014 9880 Tel.:+86 510 8820 3737Tel.:+86 574 2786 6658Tel.:+86 579 8711 7995Tel.:+86 25 8779 0058Tel.:+86 551 6537 8730台州苏州成都杭州常州重庆北京天津Tel.:+86 576 8966 1886Tel.:+86 512 6809 5318Tel.:+86 28 8952 0656Tel.:+86 571 8111 0758Tel.:+86 519 8123 9872 Tel.:+86 23 8980 9513 Tel.:+86 10 6590 6186Tel.:+86 22 8319 2258青岛大连沈阳长春香港香港元朗办事处深圳广州Tel.:+86 532 8503 0106Tel.:+86 411 8230 4203 Tel.:+86 24 6223 3726 Tel.:+86 431 8462 9833 Tel.:+852 2776 1323Tel.:+852 2443 3774 Tel.:+86 755 8828 6998Tel.:+86 20 3832 0668厦门东莞泉州长沙柳州台北台中Tel.:+86 592 7706 188Tel.:+86 769 2168 7092 Tel.:+86 595 2281 3681 Tel.:+86 731 8458 5815 Tel.:+86 158 0772 5319 Tel.:+886 2 2898 6818Tel.:+886 4 2287 0566