英國海上風(fēng)電40 GW目標(biāo)的困境與破局

大規(guī)模海上風(fēng)電送出是一個(gè)系統(tǒng)性問題，不僅依靠電力交易市場(chǎng)化機(jī)制，更重要的是配套適應(yīng)性的輸電網(wǎng)絡(luò)，使規(guī)劃、投資、接入、傳輸、交易各環(huán)節(jié)聯(lián)通互動(dòng)。

1 阻礙英國實(shí)現(xiàn)2030年海上風(fēng)電目標(biāo)的7個(gè)問題

在英國，自首相鮑里斯承諾“到2030年將海上風(fēng)電裝機(jī)容量提升至40 GW”的目標(biāo)后，幾家風(fēng)電開發(fā)商與地方議員對(duì)現(xiàn)有英國輸電系統(tǒng)應(yīng)對(duì)能力表示擔(dān)憂，稱其“綠色工業(yè)革命”計(jì)劃脫離現(xiàn)實(shí)，一切都不樂觀。

他們從能源政策、監(jiān)管漏洞，到天然氣和電網(wǎng)應(yīng)對(duì)等細(xì)節(jié)，提出了一系列懸而未決的問題，總結(jié)如下：英國政府仍未發(fā)布期待已久的《能源白皮書》，未在更實(shí)質(zhì)性的能源政策和立法意圖聲明中概述優(yōu)先事項(xiàng)的細(xì)節(jié)；將氫氣引入燃?xì)饩W(wǎng)絡(luò)、將氣網(wǎng)與電網(wǎng)結(jié)合、如何協(xié)同發(fā)展，是關(guān)注的焦點(diǎn)也是實(shí)現(xiàn)的難點(diǎn)；鑒于目前電網(wǎng)現(xiàn)狀，英格蘭、威爾士與蘇格蘭的電網(wǎng)需要進(jìn)行極為復(fù)雜的數(shù)字化升級(jí)；目前的海上輸電網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)支撐不了大規(guī)模海上風(fēng)電的傳輸，需要電網(wǎng)規(guī)劃和體系的改革；需要采取更具戰(zhàn)略性和協(xié)調(diào)性的方法，重新規(guī)劃、設(shè)計(jì)和交付輸配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；最遲在2023年之前建立新的離岸監(jiān)管制度，且與所需的在岸投資進(jìn)行協(xié)調(diào)，允許對(duì)陸上電網(wǎng)進(jìn)行“預(yù)期投資”，與規(guī)劃建設(shè)的海上風(fēng)電場(chǎng)和電纜登陸位置對(duì)應(yīng)；海上風(fēng)電基礎(chǔ)設(shè)施集群中心，如東英吉利亞的諾?？丝?，應(yīng)高度關(guān)注其并網(wǎng)電能質(zhì)量，發(fā)展多種方案，以減小對(duì)國家電網(wǎng)的危險(xiǎn)，避免類似2019年倫敦大停電的破壞性案例。

2 輸電網(wǎng)絡(luò)是核心，是關(guān)鍵

眾多問題的核心仍是離岸電力網(wǎng)絡(luò)，包括海上升壓站、換流站、海纜傳輸和能源島等。歐洲海上風(fēng)電經(jīng)過30年的發(fā)展，在北海區(qū)域已形成了多個(gè)集群離岸電力網(wǎng)絡(luò)，“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”連接陸上環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)。而陸上電網(wǎng)系統(tǒng)是高壓輸送線路和設(shè)備不足、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商多樣化的輸電網(wǎng)絡(luò)，未來十年能否承受大規(guī)模并網(wǎng)的能源，是個(gè)系統(tǒng)性難題。

RWE、Iberdrola兩家海上風(fēng)電投資企業(yè)曾對(duì)過時(shí)的行業(yè)法規(guī)表示不安，輸電網(wǎng)可能成為阻礙英國快速發(fā)展海上風(fēng)電的最大投資風(fēng)險(xiǎn)。解決如何將40 GW的海上風(fēng)電引入現(xiàn)有未能匹配的電網(wǎng)系統(tǒng)，正考驗(yàn)著當(dāng)局和監(jiān)管者。

3 多方案齊頭并進(jìn)

英國能源部長Kwasi Kwarteng親自帶隊(duì)開展了海上輸電系統(tǒng)的研究，表明了鮑里斯政府對(duì)離岸電力一體化環(huán)網(wǎng)的支持和重視。該研究?jī)?nèi)容包括當(dāng)前的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接規(guī)劃、海上輸電設(shè)施OFTO制度、現(xiàn)有海上輸電制度中需要變更的法規(guī)、能夠支持共享連接的全新HVDC方案、與周邊國家實(shí)現(xiàn)更多功能的電力市場(chǎng)互聯(lián)，最終在年底前提出處理海上輸電問題的新方法。其中，最受人關(guān)注的是支持共享連接的全新HVDC方案。

英國最大的電力系統(tǒng)運(yùn)營商N(yùn)ational Grid ESO的一份研究表明，到2050年，通過使用共享的輸電基礎(chǔ)設(shè)施將海上風(fēng)電場(chǎng)連接到英國陸上電網(wǎng)，可以節(jié)省約60億英鎊。

這種共享接入方案通過建立集中式的大型海上換流平臺(tái)，同時(shí)連接多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)，使用HVDC系統(tǒng)將電力傳輸?shù)桨渡希蓽p少50%基礎(chǔ)設(shè)施投入。這種海上風(fēng)電共享接入方案在國際上比較少見，英國仍需投入資金進(jìn)行開發(fā)。而對(duì)于風(fēng)電開發(fā)商，其投資的關(guān)鍵因素則是到2023年能否建立新的輸電網(wǎng)規(guī)劃制度，這將影響未來投產(chǎn)項(xiàng)目的規(guī)劃批準(zhǔn)。

4 借海上風(fēng)電之東風(fēng)，HVDC或迎來黃金時(shí)代

為解決陸上高壓直流輸電的 困 局，SSE、ScottishPower和NationalGrid UK于去年底達(dá)成”蘇電英送”計(jì)劃，規(guī)劃了一條HVDC海底輸電線路?？偼顿Y高達(dá)數(shù)十億英鎊，起點(diǎn)位于蘇格蘭的Peterhead和Torness，終點(diǎn)在英格蘭東北部的Selby和HawthornPoint。輸送容量4 GW，最遠(yuǎn)輸送距離達(dá)到440 km。

目前英國國家電網(wǎng)系統(tǒng)包含約7 200公里的架空線、1 400公里的地下電纜和約330個(gè)變電站。在英格蘭和威爾士有高壓輸電系統(tǒng)，系統(tǒng)電壓為275 kV和400 kV。擁有 2 000 MW英 法 輸 電 系 統(tǒng)、 1 000 MW BritNed英荷輸電系統(tǒng)兩條典型HVDC線路。

高壓直流輸電HVDC（High Voltage Direct Current）即整流側(cè)將高壓的交流電變成高壓的直流電，通過高壓直流線路傳輸，逆變側(cè)將高壓的直流再變成高壓的交流電。

盡管HVDC有一些缺點(diǎn)，但在遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，成本上較交流方案有一定優(yōu)勢(shì)，還具備以下能力：互連異步或以不同頻率運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)的能力；不受技術(shù)限制的長距離傳輸功率的能力；在所有系統(tǒng)背景下控制HVDC連接上的潮流的能力；根據(jù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的要求，具備雙向傳輸功率的能力；在某些情況下，提高交流系統(tǒng)穩(wěn)定性的能力。