近日，針對3月29日拜登政府宣布美國將建設30GW海上風電，以其作為美國實現(xiàn)綠色復蘇和實現(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)表評論文章《拜登押注海上風電》（Biden’s Big Bet on Offshore Wind）分析稱，實現(xiàn)拜登的海上風電發(fā)展目標，不僅僅是簡單地將陸上風機移到海上，海上風電在技術上比陸上風電來得更復雜，建設成本也更高。拜登綠色新政，是否真正拿到了一個新錦囊？
拜登政府已經(jīng)出臺一系列措施，在海上風電下了很大的賭注，將海上風電技術提升到了國家戰(zhàn)略選項之列。這可降低溫室氣體排放、創(chuàng)造良好就業(yè)機會并推動相關基礎設施投資的潛力，特別是在美國東海岸沿線。
截止目前，美國只有42MW海上風電場
到2020年底，美國海上風電裝機容量僅占世界的0.1%（而陸上風電裝機容量占到了全球17%），各種海上風電項目在緩慢的監(jiān)管過程中陷入困境，使美國遠遠落后于中國和歐洲國家。【1】
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 風電項目的最終環(huán)境影響報告書，該項目長期以來被業(yè)界視為美國海上風電行業(yè)命運的風向標?！?】
接著，3月29日白宮宣布了更雄心勃勃的目標，到2030年部署30吉瓦的海上風電裝機容量——相對于在2020年的水平上增加1000倍，大致相當于2020年全球的總裝機容量（約34.4 GW）?！?】
為了支持這一目標，美國政府將簡化許可證的頒發(fā)，為港口提供資金，為開發(fā)商提供新的貸款，并在其他相關領域進行投資，以促進海上風電的研發(fā)、數(shù)據(jù)共享和海上風電環(huán)境影響研究等。普林斯頓大學的一項研究表明，到2050年，美國經(jīng)濟要實現(xiàn)凈零溫室氣體排放，可能需要200到400GW的海上風電?！?】
全球海上風電圖景
世界上大部分風力發(fā)電裝機容量都位于陸上。相對于陸上風電而言，海上風電容量僅為34.4GW，而陸上風電容量約為700GW。海上風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)）。美國僅有兩個運營項目，總容量為42MW，可忽略不計。【5】
（來源：FT 美國海上風電項目將考驗拜登綠色就業(yè)承諾的力度）
國際能源署（IEA）認為，鑒于歐盟和中國的有利政策環(huán)境，它們在2040年的陳述性政策情景中將繼續(xù)主導海上風電裝機容量和資源。美國可能會排在第三位，盡管值得注意的是，目前美國的計劃產(chǎn)能是國際能源機構（IEA）提到的2030年預期產(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。【6】
要實現(xiàn)拜登的海上風電目標，需要的不僅僅是將陸上風電機組移到海上。海上風電在技術上要比陸上風電更復雜，因此成本更高。陸上風電的全球平均平準化度電成本為每千瓦時0.053美元，而海上風電為每千瓦時0.115美元。對于一個典型的陸上風電場來說，大部分成本都是由風機本身驅(qū)動的，而諸如組裝和安裝等活動約占平準化度電成本的16%?！?】
對于固定基礎近海風力發(fā)電場，這些成本上升到34%，僅下部結構和基礎就占到了13%。采用更大的風電機組以及更好的運行和維護策略，可望降低海上風電的成本，2030年的成本可能低至每千瓦時0.05美元，2050年的成本可能低至每千瓦時0.03美元。 風電還要考慮選址方面的工作?？紤]到風資源潛力，以及海岸能見度的要求等，一般海上風電項目要求在起碼距離海岸15英里的地方開發(fā)。大多數(shù)項目都安裝在10至50米深的海底?！?】
未來，采用漂浮式風電基礎，可以讓海上風電開發(fā)進入更深的水域，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，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)驗表明，開發(fā)商通常會建立一個輻射狀系統(tǒng)，直接從風電場接入電網(wǎng)，或并入一個網(wǎng)絡系統(tǒng)，從多個風場收集電力再傳輸?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電項目在開工建設，但美國幾個東部州正爭先恐后地設定雄心勃勃的目標。紐約以2035年安裝9GW海上風電目標領先【10】，新澤西州以7.5GW的目標緊隨其后【11】，馬薩諸塞州的目標是5.6GW，再加上馬里蘭州、弗吉尼亞州這些州，總的裝機目標已略高于拜登宣布的2030年30GW的目標。
雖然到目前為止大部分海上風電開發(fā)活動都發(fā)生在東海岸，但美國的潛力遠不止這些。美國國家可再生能源實驗室（National Renewable Energy Laboratory，NREL）在2020年進行的一項研究發(fā)現(xiàn)，美國西部光加州海域就可能安裝約200GW的海上風電【12】；南部的墨西哥灣也可能達到508GW。【13】阿拉斯加州的海上風力發(fā)電潛力更大，接近3000GW?！?4】夏威夷則希望能發(fā)展漂浮式海上風電，雖然BOEM暫未批準任何一塊區(qū)域。但是，這些區(qū)域的海上風電發(fā)展會有難度——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，這些因素使得目前美國海上風電活動主要在東海岸。
復雜而漫長的監(jiān)管流程拖延了美國海上風電部署的進度
在美國聯(lián)邦海域建造海上風電場的過程非常復雜。聯(lián)邦政府要求開發(fā)商取得租賃資格，提交計劃并記錄環(huán)保措施。BOEM作為內(nèi)政部的一個部門，負責出售租賃區(qū)域并發(fā)放許可。2009年與BOEM達成協(xié)議后【15】，聯(lián)邦能源管理委員會沒有主張對選址或傳輸?shù)墓茌牂啵撠煂Ｉ巷L電場出售電力的的監(jiān)督。
4階段及各主要工作和大致所需時間
https://www.boem.gov/renewable-energy/regulatory-framework-and-guidelines
為何美國海上風電離不開BOEM？它如何決定海上風電項目規(guī)劃？
BOEM提供了海上風電開發(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。接下來，BOEM將批準開發(fā)人員的現(xiàn)場評估計劃，包括將如何進行資源評估和測試技術等。最后，開發(fā)人員必須提交一份施工和運營計劃，詳細說明了該項目計劃的所有施工和活動，包括退役計劃。BOEM還會按照《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，開發(fā)商才可以開始施工。
在獲得聯(lián)邦許可的同時，開發(fā)商還必須與公用事業(yè)公司達成電力供應協(xié)議，并從相關州獲得許可，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許可的情況下同時進行。通常，由州或其公用事業(yè)公司發(fā)出提議書，要求從計劃中的海上風電場獲取容量，雙方達成購電協(xié)議（PPA）。開發(fā)企業(yè)仍須從各州獲得單獨的許可，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者的關注。比如，位于科德角（Cape Cod）的Cape Wind項目提案，經(jīng)過了一場為期16年的官司，圍繞的是海上風電會給海岸帶來視覺沖擊，結果項目不得不廢除【19】，目前，影響海上風電項目開發(fā)的關鍵，又變成海上風電可能會破壞聯(lián)邦水域中的其他活動，比如捕撈業(yè)對海上風電的擔憂，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。【20】另外，還存在一些說法，說太大的風電場容量，最終會影響到海上運輸?shù)穆肪€等等。盡管開發(fā)商和BOEM爭辯說已經(jīng)能很好地解決這些問題，但一大堆有關環(huán)境審查的訴訟，最終依然會導致項目的進一步延遲。
美國海上風電競爭格局
目前美國只有42MW的海上風電在運行（包括羅德島30MW和CVOW2臺6MW實驗機組），但另有約12GW的項目處于開發(fā)狀態(tài)，下表列出了目前處于計劃或正在審批中的項目。
美國海上風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，美國海上風電市場成功吸引到殼牌、Equinor和BP等幾家歐洲石油和天然氣超級巨頭的興趣。這些公司表示，他們相信自己在海上石油和天然氣領域的專業(yè)知識能夠很好地滿足海上風電的需求?！?1】
Vineyard Wind項目渲染圖
有一些項目和租賃區(qū)域正在開發(fā)中，但尚未開始審批過程。在康涅狄格州，Avangrid和哥本哈根基礎設施合作伙伴的合資公司 Vineyard Wind LLC正在等待州監(jiān)管機構批準其804MW項目的PPA。【22】
EDF可再生能源和殼牌公司則向新澤西州監(jiān)管機構提交了一份投標書，想要申請一個最高可裝機2300MW的區(qū)域。另外，一些經(jīng)過BOEM許可項目都計劃在未來進行容量擴展，例如，Avangrid 的Kitty Hawk風電場第一階段只有800MW ，但希望能擴展到2500MW。在北部，緬因大學與三菱以及RWE合作設計了該州海岸首個12MW漂浮式海上風電示范項目。
聯(lián)邦和美國州一級的政策
美國東海岸各州正在尋求利用其基礎設施和海岸線的優(yōu)勢來吸引海上風電開發(fā)商。有時，這會導致一些并不據(jù)惡意的競爭——比如新澤西和紐約州似乎都在爭奪海上風電的頭把交椅，他們定期提高各自的發(fā)展雄心，并承諾在海上風電領域投入更多的資金。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能資源區(qū)域性轉(zhuǎn)換合作伙伴關系（SMART-POWER，Southeast and Mid-Atlantic Regional Transformative Partnership for Offshore Wind Energy Resources），以推廣區(qū)域性海上風電開發(fā)方法。各州承諾，除其他事項外，將匯集其供應鏈，調(diào)整監(jiān)管要求并共享最佳實踐方案?！?3】
基礎設施（尤其是港口）的開發(fā)和升級是關鍵，一些州認為他們已有的港口，可為海上風電行業(yè)提供跳板。例如，新澤西州的海上風電戰(zhàn)略計劃指出，該州港口的中心位置，使其可成為該行業(yè)供應鏈的理想樞紐，既可服務于新澤西州沿海建造的海上風電項目，還可輻射到其他沿海地方建造的項目。在馬里蘭，D-MD公司的荷蘭代表Ruppersberger稱贊最近對海上風電港口進行升級是一個振興其周邊社區(qū)的大好機會，有利于改善該社區(qū)在制造業(yè)中失業(yè)工人的狀況。
關注風能專委會CWEA公眾號，后臺回復“4月報告”，可下載CSIS評論文章全文PDF和相關圖表數(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：風能專委會CWEA公眾號、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
