近日，針對(duì)3月29日拜登政府宣布美國將建設(shè)30GW海上風(fēng)電，以其作為美國實(shí)現(xiàn)綠色復(fù)蘇和實(shí)現(xiàn)碳中和過程的未來法寶這一事情，美國戰(zhàn)略與國際研究中心（CSIS）發(fā)表評(píng)論文章《拜登押注海上風(fēng)電》（Biden’s Big Bet on Offshore Wind）分析稱，實(shí)現(xiàn)拜登的海上風(fēng)電發(fā)展目標(biāo)，不僅僅是簡(jiǎn)單地將陸上風(fēng)機(jī)移到海上，海上風(fēng)電在技術(shù)上比陸上風(fēng)電來得更復(fù)雜，建設(shè)成本也更高。拜登綠色新政，是否真正拿到了一個(gè)新錦囊？
拜登政府已經(jīng)出臺(tái)一系列措施，在海上風(fēng)電下了很大的賭注，將海上風(fēng)電技術(shù)提升到了國家戰(zhàn)略選項(xiàng)之列。這可降低溫室氣體排放、創(chuàng)造良好就業(yè)機(jī)會(huì)并推動(dòng)相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施投資的潛力，特別是在美國東海岸沿線。
截止目前，美國只有42MW海上風(fēng)電場(chǎng)
到2020年底，美國海上風(fēng)電裝機(jī)容量?jī)H占世界的0.1%（而陸上風(fēng)電裝機(jī)容量占到了全球17%），各種海上風(fēng)電項(xiàng)目在緩慢的監(jiān)管過程中陷入困境，使美國遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于中國和歐洲國家?！?】
2021年3月8日，美國海洋能源管理局（BOEM）發(fā)布了馬薩諸塞州沿海Vineyard Wind 風(fēng)電項(xiàng)目的最終環(huán)境影響報(bào)告書，該項(xiàng)目長期以來被業(yè)界視為美國海上風(fēng)電行業(yè)命運(yùn)的風(fēng)向標(biāo)?！?】
接著，3月29日白宮宣布了更雄心勃勃的目標(biāo)，到2030年部署30吉瓦的海上風(fēng)電裝機(jī)容量——相對(duì)于在2020年的水平上增加1000倍，大致相當(dāng)于2020年全球的總裝機(jī)容量（約34.4 GW）?！?】
為了支持這一目標(biāo)，美國政府將簡(jiǎn)化許可證的頒發(fā)，為港口提供資金，為開發(fā)商提供新的貸款，并在其他相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行投資，以促進(jìn)海上風(fēng)電的研發(fā)、數(shù)據(jù)共享和海上風(fēng)電環(huán)境影響研究等。普林斯頓大學(xué)的一項(xiàng)研究表明，到2050年，美國經(jīng)濟(jì)要實(shí)現(xiàn)凈零溫室氣體排放，可能需要200到400GW的海上風(fēng)電?！?】
全球海上風(fēng)電圖景
世界上大部分風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量都位于陸上。相對(duì)于陸上風(fēng)電而言，海上風(fēng)電容量?jī)H為34.4GW，而陸上風(fēng)電容量約為700GW。海上風(fēng)電在地理分布上也很集中：73%安裝在北歐和西歐，26%在中國（其余在亞洲其他地區(qū)）。美國僅有兩個(gè)運(yùn)營項(xiàng)目，總?cè)萘繛?2MW，可忽略不計(jì)。【5】
（來源：FT 美國海上風(fēng)電項(xiàng)目將考驗(yàn)拜登綠色就業(yè)承諾的力度）
國際能源署（IEA）認(rèn)為，鑒于歐盟和中國的有利政策環(huán)境，它們?cè)?040年的陳述性政策情景中將繼續(xù)主導(dǎo)海上風(fēng)電裝機(jī)容量和資源。美國可能會(huì)排在第三位，盡管值得注意的是，目前美國的計(jì)劃產(chǎn)能是國際能源機(jī)構(gòu)（IEA）提到的2030年預(yù)期產(chǎn)能的幾倍。其他分析師也提到東南亞、南美和大洋洲是有前途的市場(chǎng)?！?】
要實(shí)現(xiàn)拜登的海上風(fēng)電目標(biāo)，需要的不僅僅是將陸上風(fēng)電機(jī)組移到海上。海上風(fēng)電在技術(shù)上要比陸上風(fēng)電更復(fù)雜，因此成本更高。陸上風(fēng)電的全球平均平準(zhǔn)化度電成本為每千瓦時(shí)0.053美元，而海上風(fēng)電為每千瓦時(shí)0.115美元。對(duì)于一個(gè)典型的陸上風(fēng)電場(chǎng)來說，大部分成本都是由風(fēng)機(jī)本身驅(qū)動(dòng)的，而諸如組裝和安裝等活動(dòng)約占平準(zhǔn)化度電成本的16%?！?】
對(duì)于固定基礎(chǔ)近海風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)，這些成本上升到34%，僅下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)就占到了13%。采用更大的風(fēng)電機(jī)組以及更好的運(yùn)行和維護(hù)策略，可望降低海上風(fēng)電的成本，2030年的成本可能低至每千瓦時(shí)0.05美元，2050年的成本可能低至每千瓦時(shí)0.03美元。 風(fēng)電還要考慮選址方面的工作?？紤]到風(fēng)資源潛力，以及海岸能見度的要求等，一般海上風(fēng)電項(xiàng)目要求在起碼距離海岸15英里的地方開發(fā)。大多數(shù)項(xiàng)目都安裝在10至50米深的海底?！?】
未來，采用漂浮式風(fēng)電基礎(chǔ)，可以讓海上風(fēng)電開發(fā)進(jìn)入更深的水域，但漂浮式目前仍處于早期階段。另外，還要考慮將電力輸送到岸上的輸電線路的建設(shè)，通常需要先通過海底電纜連接到海上升壓站，再連接到陸上變電站。來自歐洲的經(jīng)驗(yàn)表明，開發(fā)商通常會(huì)建立一個(gè)輻射狀系統(tǒng)，直接從風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)，或并入一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，從多個(gè)風(fēng)場(chǎng)收集電力再傳輸?shù)疥懮想娋W(wǎng)?！?】
東海岸各州成為發(fā)展中心
盡管美國還沒有什么大型海上風(fēng)電項(xiàng)目在開工建設(shè)，但美國幾個(gè)東部州正爭(zhēng)先恐后地設(shè)定雄心勃勃的目標(biāo)。紐約以2035年安裝9GW海上風(fēng)電目標(biāo)領(lǐng)先【10】，新澤西州以7.5GW的目標(biāo)緊隨其后【11】，馬薩諸塞州的目標(biāo)是5.6GW，再加上馬里蘭州、弗吉尼亞州這些州，總的裝機(jī)目標(biāo)已略高于拜登宣布的2030年30GW的目標(biāo)。
雖然到目前為止大部分海上風(fēng)電開發(fā)活動(dòng)都發(fā)生在東海岸，但美國的潛力遠(yuǎn)不止這些。美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（National Renewable Energy Laboratory，NREL）在2020年進(jìn)行的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，美國西部光加州海域就可能安裝約200GW的海上風(fēng)電【12】；南部的墨西哥灣也可能達(dá)到508GW?！?3】阿拉斯加州的海上風(fēng)力發(fā)電潛力更大，接近3000GW。【14】夏威夷則希望能發(fā)展漂浮式海上風(fēng)電，雖然BOEM暫未批準(zhǔn)任何一塊區(qū)域。但是，這些區(qū)域的海上風(fēng)電發(fā)展會(huì)有難度——墨西哥灣的極端天氣、加州和夏威夷水深太深，阿拉斯加又太遠(yuǎn)，這些因素使得目前美國海上風(fēng)電活動(dòng)主要在東海岸。
復(fù)雜而漫長的監(jiān)管流程拖延了美國海上風(fēng)電部署的進(jìn)度
在美國聯(lián)邦海域建造海上風(fēng)電場(chǎng)的過程非常復(fù)雜。聯(lián)邦政府要求開發(fā)商取得租賃資格，提交計(jì)劃并記錄環(huán)保措施。BOEM作為內(nèi)政部的一個(gè)部門，負(fù)責(zé)出售租賃區(qū)域并發(fā)放許可。2009年與BOEM達(dá)成協(xié)議后【15】，聯(lián)邦能源管理委員會(huì)沒有主張對(duì)選址或傳輸?shù)墓茌牂?quán)，但負(fù)責(zé)對(duì)海上風(fēng)電場(chǎng)出售電力的的監(jiān)督。
4階段及各主要工作和大致所需時(shí)間
https://www.boem.gov/renewable-energy/regulatory-framework-and-guidelines
為何美國海上風(fēng)電離不開BOEM？它如何決定海上風(fēng)電項(xiàng)目規(guī)劃？
BOEM提供了海上風(fēng)電開發(fā)的具體流程【16】。首先，開發(fā)商必須在BOEM拍賣中獲得租賃權(quán)。接下來，BOEM將批準(zhǔn)開發(fā)人員的現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估計(jì)劃，包括將如何進(jìn)行資源評(píng)估和測(cè)試技術(shù)等。最后，開發(fā)人員必須提交一份施工和運(yùn)營計(jì)劃，詳細(xì)說明了該項(xiàng)目計(jì)劃的所有施工和活動(dòng)，包括退役計(jì)劃。BOEM還會(huì)按照《國家環(huán)境政策法》的要求執(zhí)行環(huán)境影響聲明，只有通過環(huán)境審查后才能得到環(huán)保局的批準(zhǔn)，開發(fā)商才可以開始施工。
在獲得聯(lián)邦許可的同時(shí)，開發(fā)商還必須與公用事業(yè)公司達(dá)成電力供應(yīng)協(xié)議，并從相關(guān)州獲得許可，以便在州水域建造輸電線路并連接到岸上電網(wǎng)?！?7】各州要求開發(fā)企業(yè)擁有BOEM租賃資質(zhì)，盡管這些過程通常在獲得BOEM許可的情況下同時(shí)進(jìn)行。通常，由州或其公用事業(yè)公司發(fā)出提議書，要求從計(jì)劃中的海上風(fēng)電場(chǎng)獲取容量，雙方達(dá)成購電協(xié)議（PPA）。開發(fā)企業(yè)仍須從各州獲得單獨(dú)的許可，以證明他們遵守了管理沿海開發(fā)和陸上道路施工等過程的環(huán)境法規(guī)?！?8】
開發(fā)企業(yè)還必須處理各種利益相關(guān)者的關(guān)注。比如，位于科德角（Cape Cod）的Cape Wind項(xiàng)目提案，經(jīng)過了一場(chǎng)為期16年的官司，圍繞的是海上風(fēng)電會(huì)給海岸帶來視覺沖擊，結(jié)果項(xiàng)目不得不廢除【19】，目前，影響海上風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)的關(guān)鍵，又變成海上風(fēng)電可能會(huì)破壞聯(lián)邦水域中的其他活動(dòng)，比如捕撈業(yè)對(duì)海上風(fēng)電的擔(dān)憂，國家海洋和大氣管理局的漁業(yè)部門就與BOEM發(fā)生了沖突?！?0】另外，還存在一些說法，說太大的風(fēng)電場(chǎng)容量，最終會(huì)影響到海上運(yùn)輸?shù)穆肪€等等。盡管開發(fā)商和BOEM爭(zhēng)辯說已經(jīng)能很好地解決這些問題，但一大堆有關(guān)環(huán)境審查的訴訟，最終依然會(huì)導(dǎo)致項(xiàng)目的進(jìn)一步延遲。
美國海上風(fēng)電競(jìng)爭(zhēng)格局
目前美國只有42MW的海上風(fēng)電在運(yùn)行（包括羅德島30MW和CVOW2臺(tái)6MW實(shí)驗(yàn)機(jī)組），但另有約12GW的項(xiàng)目處于開發(fā)狀態(tài)，下表列出了目前處于計(jì)劃或正在審批中的項(xiàng)目。
美國海上風(fēng)電最重要的參與者是丹麥開發(fā)商沃旭能源rsted，該公司2017年由原丹麥國家石油和天然氣公司DONG改名而來，專注于新能源開發(fā)，已成為全球最大海上風(fēng)電開發(fā)商。另外位于新罕布什爾州的公用事業(yè)公司Eversource Energy也發(fā)力海上。近年來，美國海上風(fēng)電市場(chǎng)成功吸引到殼牌、Equinor和BP等幾家歐洲石油和天然氣超級(jí)巨頭的興趣。這些公司表示，他們相信自己在海上石油和天然氣領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)能夠很好地滿足海上風(fēng)電的需求?！?1】
Vineyard Wind項(xiàng)目渲染圖
有一些項(xiàng)目和租賃區(qū)域正在開發(fā)中，但尚未開始審批過程。在康涅狄格州，Avangrid和哥本哈根基礎(chǔ)設(shè)施合作伙伴的合資公司 Vineyard Wind LLC正在等待州監(jiān)管機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)其804MW項(xiàng)目的PPA?！?2】
EDF可再生能源和殼牌公司則向新澤西州監(jiān)管機(jī)構(gòu)提交了一份投標(biāo)書，想要申請(qǐng)一個(gè)最高可裝機(jī)2300MW的區(qū)域。另外，一些經(jīng)過BOEM許可項(xiàng)目都計(jì)劃在未來進(jìn)行容量擴(kuò)展，例如，Avangrid 的Kitty Hawk風(fēng)電場(chǎng)第一階段只有800MW ，但希望能擴(kuò)展到2500MW。在北部，緬因大學(xué)與三菱以及RWE合作設(shè)計(jì)了該州海岸首個(gè)12MW漂浮式海上風(fēng)電示范項(xiàng)目。
聯(lián)邦和美國州一級(jí)的政策
美國東海岸各州正在尋求利用其基礎(chǔ)設(shè)施和海岸線的優(yōu)勢(shì)來吸引海上風(fēng)電開發(fā)商。有時(shí)，這會(huì)導(dǎo)致一些并不據(jù)惡意的競(jìng)爭(zhēng)——比如新澤西和紐約州似乎都在爭(zhēng)奪海上風(fēng)電的頭把交椅，他們定期提高各自的發(fā)展雄心，并承諾在海上風(fēng)電領(lǐng)域投入更多的資金。但是，低調(diào)一些的州，比如馬里蘭州、北卡羅來納州和弗吉尼亞州，最近則成立了東南和中大西洋海上風(fēng)能資源區(qū)域性轉(zhuǎn)換合作伙伴關(guān)系（SMART-POWER，Southeast and Mid-Atlantic Regional Transformative Partnership for Offshore Wind Energy Resources），以推廣區(qū)域性海上風(fēng)電開發(fā)方法。各州承諾，除其他事項(xiàng)外，將匯集其供應(yīng)鏈，調(diào)整監(jiān)管要求并共享最佳實(shí)踐方案。【23】
基礎(chǔ)設(shè)施（尤其是港口）的開發(fā)和升級(jí)是關(guān)鍵，一些州認(rèn)為他們已有的港口，可為海上風(fēng)電行業(yè)提供跳板。例如，新澤西州的海上風(fēng)電戰(zhàn)略計(jì)劃指出，該州港口的中心位置，使其可成為該行業(yè)供應(yīng)鏈的理想樞紐，既可服務(wù)于新澤西州沿海建造的海上風(fēng)電項(xiàng)目，還可輻射到其他沿海地方建造的項(xiàng)目。在馬里蘭，D-MD公司的荷蘭代表Ruppersberger稱贊最近對(duì)海上風(fēng)電港口進(jìn)行升級(jí)是一個(gè)振興其周邊社區(qū)的大好機(jī)會(huì)，有利于改善該社區(qū)在制造業(yè)中失業(yè)工人的狀況。
關(guān)注風(fēng)能專委會(huì)CWEA公眾號(hào)，后臺(tái)回復(fù)“4月報(bào)告”，可下載CSIS評(píng)論文章全文PDF和相關(guān)圖表數(shù)據(jù)。
參考來源：CSIS、國際能源小數(shù)據(jù)
https://www.csis.org/analysis/bidens-big-bet-offshore-wind
編譯：風(fēng)能專委會(huì)CWEA公眾號(hào)、產(chǎn)業(yè)研究部
注釋鏈接：
1、https://www.irena.org/publications/2021/march/renewable-capacity-statistics-2021
2、https://www.boem.gov/vineyard-wind
3、https://www.whitehouse.gov/briefing-room/statements-releases/2021/03/29/fact-sheet-biden-administration-jumpstarts-offshore-wind-energy-projects-to-create-jobs/
4、、https://netzeroamerica.princeton.edu/img/Princeton_NZA_Interim_Report_15_Dec_2020_FINAL.pdf
5、https://www.irena.org/publications/2021/March/Renewable-Capacity-Statistics-2021
6、https://www.iea.org/reports/offshore-wind-outlook-2019
7、https://www.nrel.gov/docs/fy21osti/78471.pdf
8、https://www.boem.gov/sites/default/files/renewable-energy-program/What-Does-an-Offshore-Wind-Energy-Facility-Look-Like.pdf
9、https://www.nypa.gov/-/media/nypa/documents/document-library/news/offshore-wind.pdf
10、https://cleantechnica.com/2019/01/16/new-york-governor-cuomo-announces-mammoth-offshore-wind-solar-increases/
11、https://www.greentechmedia.com/articles/read/new-jersey-governor-more-than-doubles-offshore-wind-target-to-7-5gw
12、https://www.nrel.gov/docs/fy21osti/77642.pdf
13、https://espis.boem.gov/final%20reports/BOEM_2020-017.pdf
14、https://www.nrel.gov/docs/fy18osti/70553.pdf
15、https://www.boem.gov/environment/environmental-studies/partnering-federal-energy-regulatorycommission
16、https://www.boem.gov/sites/default/files/renewable-energy-program/kw-cgbroch.pdf
17、https://www.nrel.gov/docs/fy20osti/76079.pdf
18、https://www.nyserda.ny.gov/All-Programs/Programs/Offshore-Wind/Focus-Areas/Permitting
19、https://www.nytimes.com/2017/12/19/us/offshore-cape-wind-farm.html
20、https://www.eenews.net/climatewire/stories/1061111175
21、https://www.offshore-mag.com/field-development/article/16763948/shell-leverages-offshore-experience-to-tap-growing-wind-energy-market
22、https://renewablesnow.com/news/ppas-for-804-mw-park-city-offshore-wind-farm-reach-connecticut-pura-700028/
23、https://www.governor.virginia.gov/media/governorvirginiagov/governor-of-virginia/pdf/SMART-POWER-MOU_FINAL.pdf
