馬晉龍,孫勇,葉學順
(1. 天津大學 APEC可持續(xù)能源中心,天津 300072;2. 天津大學 建筑學院,天津 300072)
海上風電在全球范圍內(nèi)都被視為實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型和應(yīng)對氣候變化的關(guān)鍵技術(shù)。自20世紀90年代初起步于歐洲,經(jīng)過三十余年的發(fā)展,全球海上風電取得了令人矚目的成績。海上風電的開發(fā)利用已向全球擴展,除傳統(tǒng)的歐洲海上風電強國,如英國、德國、丹麥等繼續(xù)引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)前進外,包括中國、美國、日本等在內(nèi)的新興市場的崛起也為海上風電注入了新的發(fā)展動力[1-3]。自2013年起全球海上風電的復(fù)合年增長率達到了24%,盡管受到COVID-19影響,2020年全球海上風電產(chǎn)業(yè)迎來有史以來第二好的一年,全年新增裝機超過6 GW,累計裝機達35.3 GW;歐洲仍是全球最大的海上風電市場,英國的海上風電累積容量仍居全球首位,達10.2 GW;但以中國為首的亞太地區(qū)正成為該行業(yè)日益重要的增長區(qū)域,2020年中國海上風電新增裝機達3 GW,累積容量達10 GW,超過德國成為全球第二大海上風電市場;全球風能理事會預(yù)測未來5年全球海上風電新增裝機將達70.2 GW,凸顯了該領(lǐng)域的巨大吸引力和發(fā)展前景[4-5]。
海上風電開發(fā)是未來風電發(fā)展的重要方向,也是風電技術(shù)進步的制高點。中國近海風能資源豐富,主要集中在東南沿海及其附近島嶼,風功率密度均在300 W/m2以上,近海100 m高度內(nèi),水深5~25 m范圍內(nèi)風電資源技術(shù)開發(fā)量約為1.9億kW,25~50 m范圍約為3.2億kW[6]。2020年12月中國政府在氣候雄心峰會上宣布:到2030年,非化石能源占一次能源消費比重將達到25%左右,風電、太陽能發(fā)電總裝機容量將達到12億kW以上[7]。“十四五”是實現(xiàn)2030年非化石能源占一次能源消費比重25%目標的關(guān)鍵期,期間中國海上風電仍將繼續(xù)保持快速發(fā)展,成為新能源發(fā)電新的增長極。
中國的海上風電開發(fā)正處于由近海到遠海、由淺水到深水、由起步到規(guī)?;_發(fā)的關(guān)鍵階段。歐洲是海上風電發(fā)展的先驅(qū)、行業(yè)發(fā)展的領(lǐng)頭羊,也是全球最大的海上風電市場,因此歐洲海上風電發(fā)展的經(jīng)驗極具關(guān)注和研究價值。本文以歐洲3個主要海上風電國家:英國、丹麥和德國為例,對其風電規(guī)劃機制和激勵策略進行研究,并分析其發(fā)展經(jīng)驗對中國海上風電發(fā)展的啟示。
歐洲海上風電規(guī)劃機制因國家而異,做法不盡相同,下文從關(guān)鍵責任方及其職責、規(guī)劃流程2個方面對英國、丹麥和德國3個國家的海上風電規(guī)劃機制進行了總結(jié)分析,從開發(fā)商的角度對比分析各國規(guī)劃機制的主要優(yōu)缺點。
1.1.1 關(guān)鍵責任方及其職責
開發(fā)商主要負責海上風電項目的開發(fā)與規(guī)劃工作。開發(fā)商負責獲得規(guī)劃許可的關(guān)鍵之一是與利益相關(guān)方正式協(xié)商后,進行廣泛的環(huán)境影響評估。評估必須審查項目的壽命,并考慮一系列潛在影響,包括但不限于視覺景觀、噪音、野生動物以及航運航行等。國務(wù)大臣或地方規(guī)劃機關(guān)將根據(jù)評估、詳細的項目計劃、利益相關(guān)者的回應(yīng)決定是否給予規(guī)劃許可[8-9]。
海底權(quán)利是英國規(guī)劃獨有特點,英國的海底由英國皇家財產(chǎn)局負責管理,其職責之一就是負責海底執(zhí)照的招標程序,包括:評估海上風電最合適的地點,確定競標區(qū)域;確定總可用容量;確定單個項目的容量限制;根據(jù)技術(shù)、法律和財務(wù)標準對開發(fā)商進行評估;利用開發(fā)商期權(quán)費進行投標;實施項目生物棲息地法規(guī)評估;授予租賃協(xié)議。在征詢利益相關(guān)者和社區(qū)的意見后,英國皇家財產(chǎn)局將確定海底招標區(qū)域,以便開發(fā)商獲得海底許可證來建造海上風電項目。
根據(jù)項目規(guī)模的不同,英國的海上風電規(guī)劃遵循以下2條截然不同的路線。
(1)容量超過100 MW的海上風電項目。遵循一個獨特的集中規(guī)劃流程—由規(guī)劃督察署領(lǐng)導的國家重大基礎(chǔ)設(shè)施項目(Nationally Significant Infrastructure Projects,NSIP)流程,規(guī)劃決定權(quán)在國務(wù)大臣手中。該流程程序涉及范圍較廣,包括以下各方:規(guī)劃督察署、審查機構(gòu)、國務(wù)大臣、利益相關(guān)者意見征詢和開發(fā)商。其中,開發(fā)商是流程背后的推動者,負責與所有相關(guān)方接觸;規(guī)劃督察署負責評估項目技術(shù)計劃以及擬開發(fā)項目對下列各方面的影響;規(guī)劃督察署根據(jù)評估結(jié)果和利益相關(guān)者的回應(yīng),向國務(wù)大臣提出建議,國務(wù)大臣最終決定是否授予規(guī)劃許可。
(2)容量在100 MW以下的海上風電項目。遵循英國的標準規(guī)劃流程,該流程涉及以下各方:地方規(guī)劃機關(guān)、開發(fā)商和利益相關(guān)者意見咨詢。同樣,開發(fā)商將負責推動這個流程,但是規(guī)劃角度非常本地化,而不是全國性的;開發(fā)商負責在規(guī)劃過程中正式征詢所有利益相關(guān)者的意見,并聽取他們對發(fā)展項目的意見,采取緩和措施;最終規(guī)劃許可由相關(guān)的地方規(guī)劃機關(guān)根據(jù)規(guī)劃法規(guī)和《電力法》第36節(jié)審批。
1.1.2 規(guī)劃流程
(1)海上風電潛力與區(qū)域資格預(yù)審。
在征詢利益相關(guān)者和社區(qū)的意見后,英國皇家財產(chǎn)局將確定海底招標區(qū)域,以便開發(fā)商獲得海底許可證來建造海上風電項目。除了皇家財產(chǎn)局進行的大量分析外,開發(fā)商亦須評估可能的地點,確保開發(fā)項目的合適性。
皇家財產(chǎn)局和開發(fā)商的環(huán)境影響評估采用了大量的位置標準,確保在海上風電項目開發(fā)過程中遵循環(huán)境規(guī)劃框架。
(2)空間規(guī)劃。
針對之前對主要基礎(chǔ)設(shè)施項目規(guī)劃體系的批評(主要是時間和成本),英國政府為NSIP制定了一個專門的規(guī)劃流程—開發(fā)許可制度,由規(guī)劃督察署負責。
容量超過100 MW的海上風電項目須遵循以下規(guī)劃程序。
①預(yù)申。開發(fā)商應(yīng)與關(guān)鍵利益相關(guān)者(相關(guān)方、地方政府和社區(qū))溝通,收集國家重大基礎(chǔ)設(shè)施項目申請所需的信息;開發(fā)商的提議必須考慮到關(guān)鍵利益相關(guān)者的回應(yīng)。
②受理。開發(fā)商正式向規(guī)劃督察署提出國家重大基礎(chǔ)設(shè)施項目申請;該申請中要附上環(huán)境影響評估等所有相關(guān)的環(huán)境報告;規(guī)劃督察署要求地方政府作出書面聲明,說明意見咨詢是否充分,從而評估開發(fā)商是否有效地與關(guān)鍵利益相關(guān)者溝通;規(guī)劃督察署評估文件是否合格,從而確定是否能進入下一階段。
③預(yù)審。有意利益相關(guān)者必須登記才能正式參與規(guī)劃咨詢流程;在此期間會成立一個由主要規(guī)劃成員組成的“審查機構(gòu)”。
④審查階段。審查機構(gòu)審查開發(fā)商提供的證據(jù)和利益相關(guān)者的回復(fù)。
⑤建議和決定。審查機構(gòu)編寫一份報告,向國務(wù)大臣提出最后的規(guī)劃建議;國務(wù)大臣批準或拒絕簽發(fā)開發(fā)許可證。
⑥決定后。開發(fā)商或主要利益相關(guān)者可在6周內(nèi)提出任何合法性質(zhì)疑。
(3)最終選址。
海上風電項目的最終選址由開發(fā)商根據(jù)皇家財產(chǎn)局提供的投標區(qū)域完成。開發(fā)商負責取得所有相關(guān)許可、電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和試運行。
1.2.1 關(guān)鍵責任方及其職責
丹麥能源署(Denmark Energy Agency,DEA)是負責海上風電規(guī)劃和許可的主要行政管理機構(gòu)。丹麥將風電場遷往海上的主要驅(qū)動因素是陸上站點的土地資源稀缺以及淺水海域(水深<50 m)的風力資源豐富(平均風速>10 m/s)。DEA成立于1997年,目的是讓一個國家主管的中央部門負責實施丹麥的可再生能源政策。由于丹麥政府奉行“一站式服務(wù)點”原則,因此DEA是所有許可的統(tǒng)一聯(lián)絡(luò)處負責發(fā)放相關(guān)許可證,并負責與丹麥自然局、丹麥海事局、丹麥海岸管理局、丹麥文化局、國防部等其他機構(gòu)協(xié)調(diào)相關(guān)事宜。丹麥海上風電規(guī)劃中的容量和時間表是由丹麥的能源政策確定的,而DEA則是適應(yīng)這一進程的一站式服務(wù)政府機構(gòu)[10-11]。
丹麥有2種建立海上風電場的程序[10],即政府招標程序和開放式程序,由開發(fā)商選擇遵循哪一個程序。這2個程序都要求辦理3個許可證:用于開展初步調(diào)查的許可證、用于建立海上風力發(fā)電機的許可證和在一定年限內(nèi)開發(fā)風能的許可證以及電力生產(chǎn)許可證,此外還需要進行環(huán)境影響評估。
(1)政府招標程序。DEA宣布了一個特定規(guī)模、特定場地的海上風電投標項目,其中風電場需要建立在一個規(guī)定的地理區(qū)域內(nèi)。丹麥能源署邀請申請人以kW·h為單位進行報價(以固定價格的形式)。在該固定價格下,投標人愿意按照規(guī)定的滿負荷小時數(shù)生產(chǎn)一定數(shù)量的電力。為了以盡可能低的成本建造新的海上風電場,丹麥大多數(shù)新的海上風電場都是在招標程序之后才建造。
(2)開放式程序。開發(fā)商將主動建立海上風電場。開發(fā)商必須向DEA申請用于在選定區(qū)域內(nèi)開展初步調(diào)查的許可證。所述申請必須包含以下內(nèi)容:項目描述、初步調(diào)查的范圍、風機的尺寸和數(shù)量以及場地的地理信息。在啟動海上風電許可程序之前,DEA將在受理申請之前發(fā)起一次對其他政府機構(gòu)的聽證會,以明確是否存在其他相互沖突的重大公共利益。到目前為止,在這種體制下還沒有完成任何海上項目,但是當前近岸風電場的發(fā)展遵循這一程序。
1.2.2 規(guī)劃流程
(1)海上風電潛力與區(qū)域資格預(yù)審。
分為空間規(guī)劃(涉及整體潛在區(qū)域的指定)以及專門項目的項目規(guī)劃。當需要尋找新的場地來容納未來由新能源政策推動的海上風電場的擴建時,將啟動整體場地選擇與規(guī)劃流程。
2007年海洋空間規(guī)劃(已于2011年更新)提供了總?cè)萘繛?.2 GW的潛在海上區(qū)域。2012年開展了另一項針對近岸風電場的空間規(guī)劃工作,結(jié)果規(guī)劃了15個區(qū)域,每個區(qū)域的潛在容量為200 MW。自20世紀80年代以來,已經(jīng)完成了對丹麥整個近海區(qū)域的風力資源測繪,這些測繪資料已在規(guī)劃流程中得到了使用。
(2)空間規(guī)劃。
《海洋空間規(guī)劃法》為丹麥海上設(shè)施和海事活動(包括海上風電場)的規(guī)劃制定了一個總體框架,并且該法案是對歐盟指令的執(zhí)行。該法案規(guī)定:第一份丹麥海洋空間規(guī)劃必須在2021年3月31日前獲得通過,并且該規(guī)劃應(yīng)當由丹麥商業(yè)和經(jīng)濟增長部部長進行編制。空間規(guī)劃目前暫時由丹麥能源署負責實施,空間規(guī)劃涵蓋對丹麥風電能力的空間規(guī)劃框架、海上示范和試點項目的推廣以及基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃。
DEA領(lǐng)導的海上風電空間規(guī)劃委員會負責根據(jù)其他海上利益和海洋用途找到建立海上風電場的適當位置。該委員會采用地理信息系統(tǒng)(GIS)進行測繪,根據(jù)海上風電場的預(yù)期建設(shè)與運營成本,對所有被確定為有用和可用的場地進行評估。該委員會非常注重風電與輸電的規(guī)劃和協(xié)調(diào)擴建方法,以便對社會經(jīng)濟效益進行優(yōu)化。
(3)最終選址。
海上風電空間規(guī)劃委員會將與其他海事主管部門和受影響的陸上市政當局討論該委員會所建議的地點。在所有公共主管部門同意風力發(fā)電機的確切位置之后,所選定的地點將被提交給公開聽證會以及在適當時提交給鄰國。在選定最終地點之前,這可能會導致對計劃進行進一步細化。最終地點將被提交給潛在投資者,用于擴建海上風電場。
1.3.1 關(guān)鍵責任方及其職責
德國聯(lián)邦海洋和水文局(Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie,BSH)[12]作為單一責任點,負責海上風電規(guī)劃流程和海上風電許可的授予。BSH以“場地開發(fā)規(guī)劃”的形式對海上風電規(guī)劃進行集中規(guī)劃,其中涵蓋海上風電區(qū)域的空間和時間分配方面的不同因素:海上風力發(fā)電機區(qū)域和擬招標區(qū)域的場地;預(yù)計裝機容量;擬招標場地的時間表和年份,以及擬招標的風電場開始投入運行的時間表和年份;海上并網(wǎng)、跨境并網(wǎng)以及海上設(shè)施之間潛在并網(wǎng)的路線或廊道;海上并網(wǎng)跨越專屬經(jīng)濟區(qū)與領(lǐng)海之間邊界的關(guān)口;標準技術(shù)與規(guī)劃原則。
目前,德國海上風電規(guī)劃方案已從一個過渡時期(海上風電場在2021年至2025年投入運行期間)的有保證并網(wǎng)(保證海上風電場2020年之前投入運行)的上網(wǎng)電價補貼計劃演變?yōu)橐粋€中央競標模式(海上風電場在2026年以后開始投入運行)[13-15]。
(1)上網(wǎng)電價補貼模式。海上風力規(guī)劃并不是集中進行的,由BSH制定的空間海上電網(wǎng)規(guī)劃考慮了海上風電規(guī)劃的位置因素。海上并網(wǎng)的時間因素是根據(jù)海上電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃來加以考慮的,該規(guī)劃由四家德國輸電系統(tǒng)運營商制定并且對這些運營商具有約束力。
(2)過渡期。為了確保海上風電能力的持續(xù)擴大并與所規(guī)劃的容量增加保持一致,在2種競標模式之間引入了一個過渡期。在此期間,將考慮使用那些處于高級規(guī)劃階段的風電場。海上并網(wǎng)將根據(jù)海上網(wǎng)絡(luò)發(fā)展規(guī)劃進行規(guī)劃。
(3)中央競標模式。中央競標模式結(jié)合了海上風電規(guī)劃的位置和時間方面的因素。這意味著空間海上電網(wǎng)規(guī)劃和海上網(wǎng)絡(luò)發(fā)展規(guī)劃將在一個單一的規(guī)劃機制中進行合并。該規(guī)劃機制將由德國聯(lián)邦海洋和水文局根據(jù)場地開發(fā)規(guī)劃集中制定。場地開發(fā)規(guī)劃是海上風電規(guī)劃所有因素中的中央規(guī)劃工具。
1.3.2 規(guī)劃流程
(1)海上風電潛力與區(qū)域資格預(yù)審。
在BSH制定“場地開發(fā)規(guī)劃”期間,將由BSH進行集中規(guī)劃。該規(guī)劃為中央規(guī)劃工具,分多個步驟進行制定。首先,BSH將起草“場地開發(fā)規(guī)劃”草案。該草案將包含關(guān)于海上風電場空間與時間規(guī)劃方面的初步建議。在確定競標地點和順序時,將采用不同的標準。最重要的標準是輸電容量的可用性,這就是為什么需要一個“波羅的海配額”來分配北海和波羅的海海上風電容量以盡量減輕電網(wǎng)擁塞的原因。
將在征詢利益相關(guān)者(包括4家德國輸電系統(tǒng)運營商、公眾以及國家和國際機構(gòu))的意見后對該規(guī)劃草案進行審查。根據(jù)此次意見征詢中所收到的反饋,德國聯(lián)邦海洋和水文局將對場地開發(fā)規(guī)劃進行修訂。隨后,將對擬競標的海上地點進行評估,并且將允許投標人訪問資格預(yù)審過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。此外,BSH將進行第一次環(huán)境評估,此次評估與風電場的實際設(shè)計無關(guān)。
(2)空間規(guī)劃。
2019年,德國聯(lián)邦內(nèi)政、建設(shè)和家園部受命修訂了對德國專屬經(jīng)濟區(qū)的海洋空間規(guī)劃,并請求BSH給予支持。因此,BSH將代表德國聯(lián)邦內(nèi)政、建設(shè)和家園部進行空間規(guī)劃。修訂步驟如下。
①利益相關(guān)者意見征詢。德國聯(lián)邦內(nèi)政、建設(shè)和家園部將通知所有有關(guān)的公共利益相關(guān)者并請求他們提供可用于規(guī)劃及其他措施的信息。這些信息將在規(guī)劃流程中加以考慮。
②草稿制定。根據(jù)所提供的這些信息以及研習會和其他咨詢意見,德國聯(lián)邦海洋和水文局將制定一個最新的海洋空間規(guī)劃概念。
③環(huán)境分析。將進行戰(zhàn)略環(huán)境評估。戰(zhàn)略環(huán)境評估需在影響環(huán)境的每個項目的規(guī)劃流程中進行,并且其中涵蓋環(huán)境主管部門和公眾。戰(zhàn)略環(huán)境評估的核心內(nèi)容是環(huán)境報告,該報告將對項目的預(yù)期環(huán)境影響進行論述和評估,并且還將對合理的規(guī)劃備選方案進行討論。
④提交和討論。將提交初步海洋空間規(guī)劃,并與利益相關(guān)者一起進行討論。在討論過程中,德國聯(lián)邦海洋和水文局和德國聯(lián)邦內(nèi)政、建設(shè)和家園部將收集對初步規(guī)劃的反饋意見和不同看法。
⑤定稿。將在討論的基礎(chǔ)上對初步海洋空間規(guī)劃進行修訂。將在2021年之前完成制定最終計劃。
(3)最終選址。
最終選址將作為定“場地開發(fā)規(guī)劃”的一部分完成。
1.4.1 英國
國家重大基礎(chǔ)設(shè)施項目流程是英國獨有的,提供了簡化的中央規(guī)劃流程,加快了主要海上風電開發(fā)項目的規(guī)劃進度。在這一流程下,海上風電項目能夠根據(jù)國家需要而不是由地方議會來進行,這顯著降低了因地方反對意見而導致規(guī)劃被延誤的風險。英國成熟的海上風電技術(shù)中以及差價合約計劃帶來的大幅降低的電價(從2015年的114英鎊/(MW·h)降至2019年的40英鎊/(MW·h)都是規(guī)劃流程成功的體現(xiàn)。
國家重大基礎(chǔ)設(shè)施項目流程將國務(wù)大臣納入規(guī)劃決策,可能意味著某些規(guī)劃決策的做出是出于政治動機,而非出于項目本身的價值。此外,由于國家重大基礎(chǔ)設(shè)施項目流程需要開發(fā)商提供大量的計劃才能正式啟動,因此,它是否確實加快了規(guī)劃流程也存在爭論。
1.4.2 丹麥
丹麥能源署目前作為所有許可的“一站式服務(wù)點”,最大限度地簡化繁文縟節(jié)的許可申請程序,所有許可責任均由丹麥能源署承擔;丹麥能源署在早期階段提供關(guān)于地理位置、時間表、容量需求和潛在支持的明確信息,提高了整個規(guī)劃流程的效率;丹麥能源署將公布初步調(diào)查結(jié)果和許可證草案,為開發(fā)商降低了選址風險;除了提供所有必要的支持之外,丹麥能源署保持技術(shù)中立,這為開發(fā)商提供了充分的靈活性來設(shè)計風電場(包括海上升壓站和出口電纜),同時丹麥能源署也為輸電系統(tǒng)運營商提供了有保證的并網(wǎng),并網(wǎng)將從運營的第一天起就將得到保證。
政府和丹麥能源署將承擔巨大的責任,政府在為開發(fā)商的環(huán)境影響評估提供調(diào)查和研究服務(wù)方面的巨大作用要求有關(guān)主管部門和責任部門具有扎實和廣泛的知識,雖然這是相關(guān)部門應(yīng)具備的一個條件。
1.4.3 德國
作為一個“一站式服務(wù)點”,德國聯(lián)邦海洋和水文局將進行集中規(guī)劃,這將最大限度地消除官僚主義壁壘,并為責任以及數(shù)據(jù)來源建立確定性;作為一個中央規(guī)劃工具,“場地開發(fā)規(guī)劃”將提供地理位置、時間表、容量要求以及并網(wǎng)程序等方面的信息,因此它將為所有利益相關(guān)者提供關(guān)于海上風電開發(fā)規(guī)劃的明確信息,競標地點所附帶的有保證并網(wǎng)將為競標風電場開發(fā)商提供更多確定性;集中式規(guī)劃流程還將為海上風電集成的網(wǎng)絡(luò)相關(guān)方面提供優(yōu)勢;“場地開發(fā)規(guī)劃”將確保在早期階段就考慮電網(wǎng)擁塞問題,然后可以通過“波羅的海配額”等措施來解決這些問題;最后,由于競標價格低于之前的上網(wǎng)電價補貼,這將導致海上風電價格下降。
但是,對最終消費者來說,中央競標模式被認為比差價合約計劃更為昂貴,批評者們認為德國本可以從這方面的國際經(jīng)驗中吸取教訓。
目前海上風電的激勵策略多種多樣,歐盟最常見的大型設(shè)施(特別是海上風電場)激勵策略主要包括上網(wǎng)電價補貼(Feed-in-tariff,F(xiàn)IT)、溢價補貼(Feed-in-premium,F(xiàn)IP)、差價合約(Contract for Difference,CFD)和競標計劃[16-18]。
2.1.1 上網(wǎng)電價補貼
根據(jù)上網(wǎng)電價補貼計劃,可再生能源設(shè)施的運營商每向電網(wǎng)輸送1 kW·h的電力,就可獲得固定的補償。通常情況下,F(xiàn)IT付款是由輸電系統(tǒng)運營商或公用事業(yè)公司通過購買義務(wù)授予的。補償由行政部門根據(jù)政府估計確定,通常因技術(shù)和電廠規(guī)模而異。由于收入流的確定性,F(xiàn)IT計劃為可再生資源投資者提供了高安全級別,從而防范市場風險(不受批發(fā)市場價格波動的影響)。
2.1.2 溢價補貼
根據(jù)溢價補貼計劃,可再生能源設(shè)施的運營商在各自的批發(fā)市場銷售能源,并按每千瓦時輸入電網(wǎng)的電量收取固定(或可變)溢價。電廠運營商直接在市場上銷售電量,并可以根據(jù)價格信號調(diào)整其調(diào)度。在市場價格高的時期,可再生資源發(fā)電商更有動力以更具成本效益的方式運營其電廠。有2種類型的溢價補貼計劃,標準和浮動溢價補貼,其優(yōu)缺點對比詳見下文。
2.1.3 差價合約
根據(jù)差價合約,可再生能源設(shè)施的運營商獲得“參考價格”(電力的平均市場價格)和既定“履約價”(反映特定低碳技術(shù)投資成本的電力價格)之間的差額。也就是說,開發(fā)商在特定時期(如15年)內(nèi)的發(fā)電量按統(tǒng)一(指數(shù))費率支付。差價合約的基本原理描述如下。
(1) 履約價由開發(fā)商和政府(通過拍賣)商定。
(2) 如果批發(fā)電價低于約定的履約價,政府將向開發(fā)商支付履約價和批發(fā)電價之間的差額。
(3) 當批發(fā)電價高于履約價時,風電場會補償政府。
(4) 投資者的風險最小化,因為溢價涵蓋了每小時的價格偏差,并允許項目吸引廉價融資。
2.1.4 競標計劃
在競標制度下,對可再生能源投資的公共支持被競標給之后的發(fā)電商。該制度允許投標人競爭特定的補償水平(上網(wǎng)電價補貼、溢價補貼或差價合約),并達到既定的限額。該限額可按容量(MW)、預(yù)算(歐元)或電量(MW·h)設(shè)定。競標參與者被激勵選擇最成熟的技術(shù)和最佳位置,以獲得反映在投標價格中的競爭優(yōu)勢。透明的選擇過程選擇最具成本效益的投標。競標的成功很大程度上取決于它的設(shè)計。競標設(shè)計元素提供了多種可能性,使競標適應(yīng)國家特點和目標。
2.1.5 典型激勵策略的優(yōu)缺點分析
表1對上述4種典型激勵策略的優(yōu)缺點進行了對比分析。
表1 典型激勵策略的優(yōu)缺點Table 1 Advantages and disadvantages of typical incentive strategies
上網(wǎng)電價補貼是在可再生技術(shù)不成熟、技術(shù)進步需要強大的價格信號支持的時候推出的。在可再生能源和傳統(tǒng)能源之間的差距仍然很大的時候,上網(wǎng)電價補貼引發(fā)了可再生能源的快速增長。正是在這一時期,給予不成熟技術(shù)的高支持水平導致了總支持成本的快速增加,這一點體現(xiàn)在電費上。上網(wǎng)電價補貼為可再生能源提供補償,不管價格和實際需求(缺乏市場整合),導致供應(yīng)扭曲,并產(chǎn)生不必要的失衡風險??稍偕茉醇夹g(shù)成本的下降和效率的提高,以及降低支持成本的需要,促使各國政府轉(zhuǎn)向其他激勵機制。
標準溢價補貼由行政部門設(shè)定的溢價組成,該溢價隨著時間的推移而固定,并根據(jù)生產(chǎn)能源的市場價格支付??傆嬔a償取決于電力接入期間的市場價格,這使得運營商面臨更大的市場風險(價格風險)。浮動溢價補貼其補償基于特定技術(shù)的可再生資源發(fā)電機的平均性能,這為電廠設(shè)置了相同的溢價補貼,從而激勵選擇最佳資源位置和高效運營。浮動溢價補貼的范例在德國。為了避免不希望的結(jié)果,溢價補貼系統(tǒng)通常輔以價格下限和價格上限,這是差價合約計劃的基本結(jié)構(gòu)。
差價合約的履約價(或價格上限)迫使可再生資源發(fā)電商向社會返還過多的收入,有了這一制度,電廠運營商受到激勵,對價格信號做出反應(yīng),有助于可再生資源與電力市場的整合,從而導致更有效的電力供需平衡。差價合約計劃運行良好的一個例子是在英國實施的。
在過去幾年里,競標作為競爭性市場機制,已成為促進可再生能源投資的一個有吸引力的選擇。自2017年《環(huán)境和能源會員國援助指引》發(fā)布以來,許多歐盟成員國引入了標志性可再生能源競標,該指引要求使用可再生能源競標試點。丹麥早在2005年就推出了海上風電競標。近年來,德國、英國、荷蘭、法國和波蘭也推出了海上風電競標。
2.2.1 英國
英國的海上風電歷來得到政府廣泛支持。過去30年英國對海上風電行業(yè)的支持發(fā)生了顯著變化。
(1)1990年《電力法》以非化石燃料義務(wù)的形式提出了第一個可再生能源支持計劃。然而,直到2001年,第一個海上風電項目才得以開發(fā)。
(2)可再生能源義務(wù)(The Renewables Obligation,RO):一個旨在支持和促進大規(guī)??稍偕茉窗l(fā)展的計劃。天然氣和電力市場辦公室設(shè)定了每年的可再生能源義務(wù)水平,規(guī)定發(fā)電量必須來源于可再生能源。2017年的新項目結(jié)合了可再生義務(wù)。
(3)上網(wǎng)電價補貼:旨在鼓勵小規(guī)??稍偕茉窗l(fā)電的項目,僅適用于5 MW以下項目。
(4)2014:差價合約計劃的早期形式,即最終投資決定項目發(fā)布了海上風力發(fā)電項目投資合同。
(5)2015:首次差價合約拍賣。該計劃旨在鼓勵消費者以負擔得起的方式發(fā)展可再生能源。
(6)從2017年開始,差價合約是唯一支持5 MW以上可再生能源發(fā)電的計劃。
(7)2017:第二輪差價合約拍賣。授予3個海上風力發(fā)電項目長期合同。
(8)2019:第三輪差價合約拍賣。授予6個海上風力發(fā)電項目長期合同。
差價合約是英國鼓勵低碳發(fā)電的主要計劃。該計劃授予可再生能源項目15年的合同,這些合同包括發(fā)電的固定履約價。這一價格高于市場平均價格,反映了開發(fā)可再生能源所需的較高投資成本。這一舉措通過提供長期財務(wù)保障降低了項目風險,同時保護消費者免受高電價的影響。差價合約計劃總共授予了11個海上風力發(fā)電項目合同,總?cè)萘?.8 GW。
英國的海上風電激勵策略最初是可再生能源義務(wù),然后替換為較小項目的“上網(wǎng)電價補貼”和較大項目的“差價合約”計劃。未來,英國將繼續(xù)鼓勵差價合約這一激勵策略。
2.2.2 丹麥
1993年,丹麥對陸上風力發(fā)電實行了固定上網(wǎng)電價補貼,并在此后的一段時間內(nèi),制定了五個海上風力發(fā)電站的上網(wǎng)電價補貼計劃。但到了1999年,新任政府通過了一項在2002年前開放丹麥電力市場的決議。計劃的5個海上風力發(fā)電站中有2個被取消,上網(wǎng)電價補貼也發(fā)生了很大變化。2004年廢棄了上網(wǎng)電價補貼,導致2004年至2008年期間沒有新增的海上風力發(fā)電項目。
如前文所述,丹麥有2種建立海上風力發(fā)電場的程序,即政府招標程序和開放式程序,由開發(fā)商選擇遵循哪一個程序。政府招標包括2009年至2019年的海上風力發(fā)電上網(wǎng)電價補貼招標,2020年改為差價合約招標;丹麥大多數(shù)海上風力發(fā)電場都是通過政府投標程序興建的。開放式程序是一個技術(shù)中立招標系統(tǒng),開放式海上風電場有權(quán)享受與陸上風力發(fā)電場相同的補貼計劃,該計劃遵循的是溢價補貼制度。
丹麥的海上風電激勵策略最初也是上網(wǎng)電價補貼,目前正從上網(wǎng)電價補貼轉(zhuǎn)變?yōu)椴顑r合約。丹麥采用的差價合約是雙向的,意味著特許權(quán)所有者獲得的溢價是投標價格和參考價格之間的差額。溢價是雙向的,所以可正可負。在投標報價高于參考價格的年份,風力發(fā)電場將在即時價的基礎(chǔ)上獲得價格補償。但相應(yīng)地,在參考價格高于投標報價的年份,則會向丹麥政府付款。
2.2.3 德國
德國法規(guī)將海上風電場定義為離海岸距離超過3海里(約5.6 km)的設(shè)施。為支持部署海上風電,自2004年以來采用了特定的補償計劃。該計劃隨著時間的推移有所演化。以下列出了最相關(guān)的法規(guī)修訂。
(1)《德國可再生能源法》(2009年):到2020年可再生資源產(chǎn)量達到35%的目標。由于無海上風力發(fā)電實施,所以顯著提升了補償力度。
(2)《德國可再生能源法》(2012年):引入8年內(nèi)19.4歐分/(kW·h)的可選初始補償。(銀行可貼現(xiàn)性衡量標準)。初始補償?shù)钠谙薷鶕?jù)與大陸的距離和水深情況延長。
(3)《德國可再生能源法》(2017年):用具有確定容量的拍賣制度取代了補償計劃。
(4)《海上風電法》修訂(2020年):到2020年將海上風力發(fā)電目標擴大到20 GW,到2040年擴大到40 GW。
德國的激勵策略經(jīng)過多年的發(fā)展,具有長遠的愿景,但激勵政策的存在并不總能促使項目部署。例如,盡管有激勵政策但到2009年也沒有一個項目落成,因此2009年修訂的《德國可再生能源法》提高了補償率,從2010年到2011年,平均補償約為15歐分/(kW·h),從2012年至2014年通過附加管理溢價再次提高。2014年實施了一個更加以市場為導向的制度,即溢價補貼計劃,該計劃旨在支持能源生產(chǎn)、技術(shù)開發(fā)和市場整合。2017年,德國政府推出了第一部專門的海上風力發(fā)電法,隨之推出了競爭性拍賣制度,德國政府的目標是利用這一計劃降低可再生能源支持成本,提高透明度,并遵循歐盟指令。2020年后投入運營的海上風力發(fā)電場的補償通過競爭性拍賣確定,旨在以經(jīng)濟高效的方式實現(xiàn)既定的部署目標。
德國的海上風電激勵策略最初也是上網(wǎng)電價補貼,然后是管理性的固定溢價補貼,目前為拍賣固定溢價補貼。2020年修訂的《海上風電法》變更了拍賣分配規(guī)則。為管理對進一步零投標的預(yù)期,德國政府提出了第二個投標部分。根據(jù)新條例,如果出現(xiàn)多個零投標,將進行第二輪投標,允許投標人以“負補貼”(即固定的年度特許權(quán)付款)進行投標。2020年6月,因擔心會造成電價上漲和海上風力發(fā)電部署放緩,所以德國北部五個州的能源部長和參議員要求變更招標程序。他們認為,類似英國的固定差價合約不論對項目開發(fā)商還是決策者而言,都是更好的解決方案。
2.2.4 各國海上風電激勵策略總結(jié)
最初的海上風電激勵策略:英國是可再生能源義務(wù),然后替換為較小項目的“上網(wǎng)電價補貼”和較大項目的“差價合約”;丹麥采用的上網(wǎng)電價補貼;德國最初也是上網(wǎng)電價補貼,然后是管理性的固定溢價補貼。
目前和未來海上風電激勵策略:英國將繼續(xù)鼓勵差價合約激勵策略;丹麥目前正從上網(wǎng)電價補貼轉(zhuǎn)變?yōu)椴顑r合約;德國目前為拍賣固定溢價補貼,但相關(guān)決策者認為類似英國的固定差價合約不論對項目開發(fā)商還是決策者而言,都是更好的解決方案。
中國海上風電的發(fā)展由國家和地方統(tǒng)一協(xié)調(diào)規(guī)劃開發(fā)建設(shè)和管理。2016年國家能源局、國家海洋局聯(lián)合印發(fā)了《海上風電開發(fā)建設(shè)管理辦法》(國能新能〔2016〕394號),其中第四條規(guī)定:“國家能源局負責全國海上風電開發(fā)建設(shè)管理。各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市)能源主管部門在國家能源局指導下,負責本地區(qū)海上風電開發(fā)建設(shè)管理。可再生能源技術(shù)支撐單位做好海上風電技術(shù)服務(wù)。”
海上風電開發(fā)建設(shè)管理包括海上風電發(fā)展規(guī)劃、項目核準、海域海島使用、環(huán)境保護、施工及運行等環(huán)節(jié)的行政組織管理和技術(shù)質(zhì)量管理。海上風電的前期規(guī)劃建設(shè)流程主要包括:海上風電規(guī)劃、項目可行性研究、申請項目核準(參與競爭性配置)、開工前手續(xù)辦理等階段。表2匯總了中國海上風電規(guī)劃建設(shè)相關(guān)政策。
表2 中國海上風電規(guī)劃建設(shè)相關(guān)政策Table 2 Policies related to the planning and construction of China's offshore wind power
海上風電產(chǎn)業(yè)的起步和發(fā)展離不開各項有關(guān)激勵政策的引導、政策的有效實施和推動。從2006年國家《可再生能源法》頒布以來,中國的海上風電逐步進入快速發(fā)展期。根據(jù)激勵策略的不同,中國的海上風電基本上可以劃分為如下4個階段。
第一階段為2010年之前的起始階段。海上風電發(fā)展處于示范階段,相關(guān)的法規(guī)制度制定出臺,主要法規(guī)政策包括2006年《可再生能源法》、2009年《海上風電場工程規(guī)劃工作大綱》。
第二階段為2010—2014年。海上風電進入特許權(quán)招標階段,這個時期的主要政策包括2012年發(fā)布的《風電發(fā)展“十二五”規(guī)劃》、2014年的《國家發(fā)改委關(guān)于海上風電上網(wǎng)電價政策的通知》。
第三階段為2014—2018年。海上風電處于有補貼的固定上網(wǎng)電價階段,這個階段的主要政策包括2015年發(fā)布的《國家能源局關(guān)于海上風電項目進展有關(guān)情況的通報》、2016年的《風電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》、2016年《可再生能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》,以及2017年發(fā)布的《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案的通知》。
第四階段為2019年起的競爭配置階段。根據(jù)2018年5月國家能源局下發(fā)的《關(guān)于2018年度風電建設(shè)管理有關(guān)要求的通知》,自2019年起新增核準海上風電項目全面通過競爭方式配置和確定上網(wǎng)電價。2019年5月,國家發(fā)展改革委公布《關(guān)于完善風電上網(wǎng)電價政策的通知》(發(fā)改價格〔2019〕882號),進一步明確了海上風電電價及相關(guān)要求,規(guī)定自2019年起新增核準海上風電項目全面通過競爭方式配置和確定上網(wǎng)電價,標志著中國海上風電開始邁入競爭配置模式的新階段。按照要求,海上風電標桿電價改為指導價,并作為該資源區(qū)內(nèi)新核準項目通過競爭方式確定上網(wǎng)電價的上限。這也是自2014年海上風電實行固定上網(wǎng)電價政策后,首次對該產(chǎn)業(yè)的電價確定方式進行調(diào)整。有關(guān)的改革在繼續(xù),到了2020年初,財政部、國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于促進非水可再生能源發(fā)電健康發(fā)展的若干意見》,中國海上風電的電價和補貼政策有了較大調(diào)整。新增海上風電不再納入中央財政補貼范圍,由地方按照實際情況予以支持。
中國部分省市的海上風電項目競爭性配置辦法如表3所列。
表3 中國部分省市的海上風電競爭性配置辦法Table 3 Competitive allocation policies of offshore wind power in some provinces and cities of China
歐洲國家在海上風電開發(fā)之初就提出了各自國家海上風電發(fā)展的宏偉藍圖,但卻比較少出臺指導實施的開發(fā)規(guī)劃以及有效的并網(wǎng)規(guī)劃。在進入大規(guī)模海上風電開發(fā)階段后,規(guī)劃不足的負面影響日益凸顯,主要體現(xiàn)為:陸上電網(wǎng)容量不足;并網(wǎng)接入點布局不合理;并網(wǎng)工程存在部分重復(fù)建設(shè),經(jīng)濟性不高;電網(wǎng)調(diào)度運行安全可靠性降低;并網(wǎng)工程與選址、環(huán)境保護、航運等協(xié)調(diào)不足。目前歐洲國家已經(jīng)加強海上風電發(fā)展和并網(wǎng)規(guī)劃。英國、德國和丹麥的海上風電規(guī)劃機制發(fā)展經(jīng)驗表明,采取集中規(guī)劃流程和“一站式服務(wù)點”,有助于降低因地方反對意見而導致規(guī)劃被延誤的風險,最大限度地消除官僚主義壁壘,為責任以及數(shù)據(jù)來源建立確定性,還將為海上風電集成的網(wǎng)絡(luò)相關(guān)方面提供優(yōu)勢,有助于加快海上風電開發(fā)項目規(guī)劃進度、降低海上風電價格。
過去的幾十年里,全球海上風力發(fā)電行業(yè)經(jīng)歷了快速的發(fā)展和創(chuàng)新,為更好地將海上風電融入市場,歐洲各國的海上風電激勵策略隨著時間的推移、技術(shù)的成熟不斷進行調(diào)整,其激勵策略已從固定電價(上網(wǎng)電價補貼)轉(zhuǎn)變?yōu)榛谑袌龅挠媱潱ㄒ鐑r補貼、差價合約、競標計劃)。英國、丹麥和德國三個國家均允許海上風力發(fā)電參與批發(fā)市場;英國還允許參與其他一些平衡和適當機制,并尋求推動海上風電電力參與其他市場,增加海上風力發(fā)電場的收入疊加;德國開發(fā)了直接市場和溢價補貼,提供基于市場的激勵措施—浮動溢價補貼,旨在建立一個更加以市場為導向的制度,扶持能源生產(chǎn)、技術(shù)開發(fā)和可再生技術(shù)的市場整合。目前和未來海上風電激勵策略:英國將繼續(xù)鼓勵差價合約這一激勵策略;丹麥目前正從上網(wǎng)電價補貼轉(zhuǎn)變?yōu)椴顑r合約;德國目前為拍賣固定溢價補貼,但相關(guān)決策者認為類似英國的固定差價合約不論對項目開發(fā)商還是決策者而言,都是更好的解決方案。
中國已進入新能源規(guī)?;l(fā)展階段,海上風電是其中的重要領(lǐng)域。但與歐洲相比,中國海上風電發(fā)展起步較晚,相關(guān)的配套政策和措施還需要進一步完善。根據(jù)歐洲的經(jīng)驗,建議中國海上風電需要做好如下幾個方面的加強和完善工作。
(1)明確主要機構(gòu)的責任。包括政府部門(能源主管和海洋行政主管)、開發(fā)商、電網(wǎng)企業(yè)等,利用集中和統(tǒng)一規(guī)劃的優(yōu)勢,有效促進有關(guān)行業(yè)和部門之間的協(xié)同操作,進行宏觀統(tǒng)籌與整體規(guī)劃??梢詤⒖嫉満偷聡慕?jīng)驗,組織具有單一責任點的一站式服務(wù)體系的方法。對于電網(wǎng)的建設(shè),根據(jù)海上風電發(fā)展規(guī)劃,及早分析和考慮可能的電網(wǎng)阻塞問題,以提出有效的電網(wǎng)補強方案。
(2)簡化大型海上風力發(fā)電項目的中央規(guī)劃流程,提供充分準確的位置信息,有關(guān)的開發(fā)時間表,裝機容量需求等信息。幫助開發(fā)商降低與場地選擇有關(guān)的風險。有關(guān)部門可以盡量早地公布初步風電資源調(diào)查結(jié)果和有關(guān)許可的草案。規(guī)劃過程中主管部門應(yīng)該保持技術(shù)中立,由開發(fā)商根據(jù)具體情況設(shè)計風電場(包括海上升壓站和電纜的選擇等),這樣有利于實現(xiàn)有關(guān)技術(shù)的最優(yōu)選擇。
(3)從分散并網(wǎng)向統(tǒng)一規(guī)劃、集中并網(wǎng)方向發(fā)展。由于法規(guī)政策對海上風電場并網(wǎng)工程投資主體規(guī)定的變化,德國海上風電并網(wǎng)方案由原先的各風電場分散并網(wǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)橐燥L電場群為單位的集中并網(wǎng)模式。并網(wǎng)工程統(tǒng)一規(guī)劃、集中并網(wǎng),既可以有助于先進技術(shù)的采用,降低項目的工程成本,又可提高電網(wǎng)對并網(wǎng)海上風電機組的控制能力,經(jīng)濟、技術(shù)性優(yōu)勢明顯。
(4)明確規(guī)劃指引,統(tǒng)籌海上輸電系統(tǒng)建設(shè)。目前我國負荷中心的輸電通道資源普遍較為緊張,沿海區(qū)域遠景目標網(wǎng)架還沒有充分考慮大規(guī)模海上風電發(fā)展對電網(wǎng)的影響。應(yīng)及早研究明確發(fā)展規(guī)劃,避免陸上輸電通道工程滯后于海上風電場投產(chǎn)進度,應(yīng)從國家能源總體規(guī)劃的高度實施海上風電輸電系統(tǒng)規(guī)劃和建設(shè),避免重復(fù)建設(shè)和資源浪費。
(5)建立健全并利用好電力市場體系。相比于歐洲開展的拍賣、差價合約等機制,中國的電力市場機制仍存在不足,需要加快完善可再生能源電力消納、電力市場化交易等機制,理順海上風電等新能源電力參與電力市場化交易的機制;建立標準統(tǒng)一的電力市場交易技術(shù)支持系統(tǒng),積極培育合格市場主體,完善交易機制,豐富交易品種;充分利用市場機制降低隱形成本,這些方面可以借鑒英國等歐洲國家的做法進行有關(guān)的嘗試和探索。
(6)開展有關(guān)主管部門的能力建設(shè)。與陸上風電相比,海上風電的技術(shù)相對比較新,而且有關(guān)的技術(shù)發(fā)展很快,有關(guān)主管部門在規(guī)劃和審批過程中承擔這非常大的責任,這也要求主管部門和責任部門具有廣泛的知識,所以有必要的能力建設(shè)應(yīng)該實時加強和提高。