深度分析丨德国海上风电发展现状

 

　　——DeutscheWindGuard公司代表下述机构完成

 

　　˙ AGOW: 海上风电场工作组(北海及波罗的海)

 

　　˙ BWE: 德国风能协会

 

　　˙ Stiftung Offshore WindEnergie: 德国海上风电基金会

 

　　˙ VDMA Power Systems: VDMA电力系统协会

 

　　˙ Wab windenergie agentur: 德国风能署(德国北部)

 

　　来源：微信公众号“WindGuard”  ID：windguardchina

 

　　并网的风机

 

　　2017年，222个海上风机(OWT)开始并入电网。他们的装机容量为1250MW。这些风机中的大多数在2017年安装(201台海上风机，发电容量1128MW)，其余21台海上风机(123MW)在前一年完成。除新建工程外，152台既有海上风机(这些海上风机中的13台在2017年首次并网)在2017年进行了性能升级，进而增加容量29MW。因此，当年新增总计1279MW，使得2017年成为自德国海上风电开发开始以来的第二个增速强劲的年份，超过了上一年的55%。表1列出了新建工程的年发展情况和累计产能情况。

 

表1：截至2017年12月31日海上风电开发情况

 

　　随着时间的推移如图1所示。截至2017年12月31日，德国安装且并网的所有1169台海上风机的累计容量为5387MW。这相当于比前一年的累计产能增加了31%。

 

图1：德国海上风能发展情况(并网的OWT容量)截至2017年12月31日

 

　　已安装的风机和基础

 

　　2017年，201台海上风机建成，发电容量1128MW。所有这些风机在当年并入电网。此外，截至2016年底，还没有开始并网的风机在2017年年底之前也完成并网。因此，到2017年底，所有安装在德国的海上风机都将投入电网。

 

　　然而，自2017年1月1日起安装的129个基础中，只有三个基础上的风机并入电网。由于前一年的基础上风机均已安装风机，截至2017年12月底，共有126个基础完成准备以便安装各自的风机。

 

 

　　关于2017年安装的基础类型，使用单桩作为基础类型的趋势继续保持。当年新增基础的98%(129个基础中的126个)中，都选用了单桩类型。只有三个新建的基础结构是导管架类型。随后，分析海上风机累计装机中，单桩基础占比最大，达71%，其次是导管架基础结构，占13%。另有10%是三脚架类型，最后的6%是三脚状类型。目前在德国还没有其他基础类型的大规模的应用。图2显示了每年安装的基础类型的占比情况。

 

图2：截至2017年12月31日的基础类型

 

　　风机配置

 

　　平均而言，2017年安装且并网的海上风机的单机额定容量为5644kW。这相比前一年的安装且并网的海上风机的平均额定容量增加了6%。2017年的转子直径平均为138米。2017年投入使用的风机机的平均轮毂高度为96米。与2016年相比，转子直径和轮毂高度分别下降5%和8%。由于额定容量的增加和转子直径的减小，首次并网海上风机的平均特定单位面积功率较之前一年增加了21%，达387W/ m²。

 

　　平均而言，在所有并入德国电网的海上风机中，2017年底的累计的平均额定容量为4609 kW，平均转子直径为126米，轮毂高度为92米，特定单位面积功率为369W /m^22。

 

表2：截至2017年12月31日的OWT(进场)平均涡轮机配置

 

　　水深和离岸距离

 

　　2017年首次并网的海上风机平均水深为33米。这相当于比前一年平均增长10%。这些风机机的平均岸距离为74公里。因此，这些相同的风机比2016年首次接入电网的风电机组的离岸距离增加了9%。

 

　　在德国，所有并网的海上风机的平均距离为64公里。海上风机平均安装水深为29米。图3显示了现有项目的水深和沿岸距离，2017年实施的项目(已实施或正在建设中)以及最终通过投资决策的项目。

 

图3：截至2017年12月31日的水深和离岸距离

 

 

　　表3显示了北海和波罗的海的调试和安装活动的分布以及累计数量。在2017年首次并网的222台海上风机中，152个位于北海，70个位于波罗的海。这相当于新的容量分别为897MW和354MW。前一年在波罗的海的海上风机开始并网，北海新建工程的进展一直比较稳定。只有北海的海上风机进行了性能升级，增加了29MW 的容量。到2017年底，北海完成66个基础，在波罗的海完成60个基础，以便安装风机，

 

　　在2017年底之前并网的所有海上风机中，87%位于北海，13%位于波罗的海。

 

表3：截至2017年12月31日，北海和波罗的海的海上风机分布情况

 

　　在德国各州的分布情况

 

　　德国北部海边的三个联邦州有海上风电项目的电网接入点。图4显示了截至2017年开始并网的海上风机在这些州的容量分布情况。拥有2922MW的下萨克森州占主要份额达54%，其次是石荷州的并网容量为1778MW，占比33%。梅克伦堡 - 西波莫尼亚州在2017年12月31日之前已经并网并运行了692MW，其总容量的占全国的13%是三个联邦州中最小的。

 

图4：截至2017年12月31日，海上风机累计容量在德国各州的分布

 

　　在2017年期间，五个海上风电场已全面投入使用并与电网连接。海上风电场 Sandbank(部分在2016年调试)以及海上风电场Veja Mate在2017年上半年全面投入运营，海上风电场NorthSea One，Nordergruende和Wikinger在下半年紧接着投运。到2017年底，德国20个海上风电场已进入其运营阶段。两个海上风电场，MerkurOffshore和Arkona目前正处于建设阶段。这两个项目上2017年期间完成基础建设，目前在安装过渡件。

 

　　五座海上风电场已经完成了最终的投资决策：BorkumRiffgrund 2，Trianel BorkumII，Deutsche Bucht，EnBW Hohe See和Albatros。计划在2018年开始基础的建设。此外，三个额外的海上风机(北海的GICONSOF和两台样机)目前已取得并网的确认，但仍未获得最终投资决定。在2017年4月的第一轮招标中，额外4座海上风电场被批准并锁定了他们各自的并网容量：海上风电场BorkumRiffgrund West II，Gode Wind 3，OWP West和EnBW He Dreiht。但是，预计在2024/25之前不会开始实施。图5给出所述海上风电场的地理位置。

 

图5：完全/部分并网的海上风电场，正在建设中的海上风电场，以及获得最终投资决策或投标已接受的海上风电场，截至2017年12月31日

 

　　额外的并网容量

 

　　2017年底，为北海和波罗的海的海上风电项目提供的并网容量为5.7GW。此外，处于建设准备阶段或正在建设中的项目，将新增2.6GW容量并计划于2019年底前完工。对计划于2021年至2025年投入运行的海上风电场，还规划了额外的4.4GW的并网容量，但由于在过渡性体系中进行招标的海上风电场容量，该并网容量将不会完全由海上风电场占满。2025年后实现的额外的并网容量将用于来自中央招标体系的项目。

 

　　电网连接容量已部分授予了在在引入招标体系之前已获得电网连接许可的海上风电场，或者授予在首轮招标中的海上风电场。剩余空闲容量与第二轮招标相关，并在表1中给出，以及有关既有和规划电网连接的更多详细信息。

 

表4：北海和波罗的海已完成和规划的电网连接 (到换流站或汇集点) [来源：O-NEP 2030(第二稿和确认)，补充研究]

 

 

　　目前正在进行过渡体系的招标。在第一轮招标中获得批准的四个项目位于北海，计划于2024/25年投入运行，并总计产生1490MW：Borkum Riffgrund West II，OWP West，Gode Wind 3和EnBWHe Dreiht。在当年4月的第二轮招标中，再次授予1610MW的容量，其中至少500MW的容量必须位于波罗的海。只允许参加本次招标活动的是位于沿海水域内的项目，以及2016年8月1日前已批准或讨论的1区和2区的集群。

 

　　表5列出了有资格参与第二轮招标的4个获批准的海上风电场和19个其他项目。表中还列出了可用的，未分配的电网容量，除了总体容量限制以外，在各集群中的符合条件的项目将要竞争的电网容量。

 

表5：在北部和波罗的海批准和讨论的项目 [来源：BSH，BNetzA，补充研究]

 

 

　　图6显示了自2017年12月31日至2025年的容量增加发展状况。截止日期之前，并网风电场容量增加了5.4GW，另外还有0.8GW正在建设中。额外1.5GW的容量已经获得投资决策。另有0.02GW已收到电网连接的确认。预计到2020年总运营能力将达到7.7GW。这等于在引入招标体系之前分配给项目的总容量。

 

　　在第一轮招标中，海上风电项目获得了容量为1.5GW的容量。预计2018年4月第二轮招标将获得另外1.6GW的电力。计划这些项目将在2021年和2025年之间增加容量3.1GW。总的来说，预计2025年累计容量将达到 10.8GW。

 

图6：自2017年12月31日，具有较高确定性的海上风电场及其所分配的电网连接份额

 

 

　　Deutsche WindGuardGmbH

 

　　Silke Lüers

 

　　Anna-KathrinWallasch

 

　　Kerstin Vogelsang