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海上风电能否成为拜登绿色新政的新锦囊？

风能专委会CWEA 2022-08-01

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近日，针对3月29日拜登政府宣布美国将建设30GW海上风电，以其作为美国实现绿色复苏和实现碳中和过程的未来法宝这一事情，美国战略与国际研究中心（CSIS）发表评论文章《拜登押注海上风电》（Biden’s Big Bet on Offshore Wind）分析称，实现拜登的海上风电发展目标，不仅仅是简单地将陆上风机移到海上，海上风电在技术上比陆上风电来得更复杂，建设成本也更高。拜登绿色新政，是否真正拿到了一个新锦囊？

参考：美国海上风电项目将考验拜登绿色就业承诺的力度

拜登政府已经出台一系列措施，在海上风电下了很大的赌注，将海上风电技术提升到了国家战略选项之列。这可降低温室气体排放、创造良好就业机会并推动相关基础设施投资的潜力，特别是在美国东海岸沿线。

截止目前，美国只有42MW海上风电场

到2020年底，美国海上风电装机容量仅占世界的0.1%（而陆上风电装机容量占到了全球17%），各种海上风电项目在缓慢的监管过程中陷入困境，使美国远远落后于中国和欧洲国家。【1】

2021年3月8日，美国海洋能源管理局（BOEM）发布了马萨诸塞州沿海Vineyard Wind 风电项目的最终环境影响报告书，该项目长期以来被业界视为美国海上风电行业命运的风向标。【2】

接着，3月29日白宫宣布了更雄心勃勃的目标，到2030年部署30吉瓦的海上风电装机容量——相对于在2020年的水平上增加1000倍，大致相当于2020年全球的总装机容量（约34.4 GW）。【3】


为了支持这一目标，美国政府将简化许可证的颁发，为港口提供资金，为开发商提供新的贷款，并在其他相关领域进行投资，以促进海上风电的研发、数据共享和海上风电环境影响研究等。普林斯顿大学的一项研究表明，到2050年，美国经济要实现净零温室气体排放，可能需要200到400GW的海上风电。【4】


全球海上风电图景


世界上大部分风力发电装机容量都位于陆上。相对于陆上风电而言，海上风电容量仅为34.4GW，而陆上风电容量约为700GW。海上风电在地理分布上也很集中：73%安装在北欧和西欧，26%在中国（其余在亚洲其他地区）。美国仅有两个运营项目，总容量为42MW，可忽略不计。【5】


（来源：FT 美国海上风电项目将考验拜登绿色就业承诺的力度）

国际能源署（IEA）认为，鉴于欧盟和中国的有利政策环境，它们在2040年的陈述性政策情景中将继续主导海上风电装机容量和资源。 美国可能会排在第三位，尽管值得注意的是，目前美国的计划产能是国际能源机构（IEA）提到的2030年预期产能的几倍。 其他分析师也提到东南亚、南美和大洋洲是有前途的市场。【6】

要实现拜登的海上风电目标，需要的不仅仅是将陆上风电机组移到海上。海上风电在技术上要比陆上风电更复杂，因此成本更高。陆上风电的全球平均平准化度电成本为每千瓦时0.053美元，而海上风电为每千瓦时0.115美元。对于一个典型的陆上风电场来说，大部分成本都是由风机本身驱动的，而诸如组装和安装等活动约占平准化度电成本的16%。【7】

对于固定基础近海风力发电场，这些成本上升到34%，仅下部结构和基础就占到了13%。采用更大的风电机组以及更好的运行和维护策略，可望降低海上风电的成本，2030年的成本可能低至每千瓦时0.05美元，2050年的成本可能低至每千瓦时0.03美元。

风电还要考虑选址方面的工作。考虑到风资源潜力，以及海岸能见度的要求等，一般海上风电项目要求在起码距离海岸15英里的地方开发。大多数项目都安装在10至50米深的海底。【8】

未来，采用漂浮式风电基础，可以让海上风电开发进入更深的水域，但漂浮式目前仍处于早期阶段。另外，还要考虑将电力输送到岸上的输电线路的建设，通常需要先通过海底电缆连接到海上升压站，再连接到陆上变电站。来自欧洲的经验表明，开发商通常会建立一个辐射状系统，直接从风电场接入电网，或并入一个网络系统，从多个风场收集电力再传输到陆上电网。【9】


东海岸各州成为发展中心

尽管美国还没有什么大型海上风电项目在开工建设，但美国几个东部州正争先恐后地设定雄心勃勃的目标。纽约以2035年安装9GW海上风电目标领先【10】，新泽西州以7.5GW的目标紧随其后【11】，马萨诸塞州的目标是5.6GW，再加上马里兰州、弗吉尼亚州这些州，总的装机目标已略高于拜登宣布的2030年30GW的目标。


虽然到目前为止大部分海上风电开发活动都发生在东海岸，但美国的潜力远不止这些。美国国家可再生能源实验室（National Renewable Energy Laboratory，NREL）在2020年进行的一项研究发现，美国西部光加州海域就可能安装约200GW的海上风电【12】；南部的墨西哥湾也可能达到508GW。【13】阿拉斯加州的海上风力发电潜力更大，接近3000GW。【14】夏威夷则希望能发展漂浮式海上风电，虽然BOEM暂未批准任何一块区域。但是，这些区域的海上风电发展会有难度——墨西哥湾的极端天气、加州和夏威夷水深太深，阿拉斯加又太远，这些因素使得目前美国海上风电活动主要在东海岸。

复杂而漫长的监管流程拖延了美国海上风电部署的进度

在美国联邦海域建造海上风电场的过程非常复杂。联邦政府要求开发商取得租赁资格，提交计划并记录环保措施。BOEM作为内政部的一个部门，负责出售租赁区域并发放许可。2009年与BOEM达成协议后【15】，联邦能源管理委员会没有主张对选址或传输的管辖权，但负责对海上风电场出售电力的的监督。

4阶段及各主要工作和大致所需时间
https://www.boem.gov/renewable-energy/regulatory-framework-and-guidelines
为何美国海上风电离不开BOEM？它如何决定海上风电项目规划？

BOEM提供了海上风电开发的具体流程【16】。首先，开发商必须在BOEM拍卖中获得租赁权。接下来，BOEM将批准开发人员的现场评估计划，包括将如何进行资源评估和测试技术等。最后，开发人员必须提交一份施工和运营计划，详细说明了该项目计划的所有施工和活动，包括退役计划。BOEM还会按照《国家环境政策法》的要求执行环境影响声明，只有通过环境审查后才能得到环保局的批准，开发商才可以开始施工。

在获得联邦许可的同时，开发商还必须与公用事业公司达成电力供应协议，并从相关州获得许可，以便在州水域建造输电线路并连接到岸上电网。【17】各州要求开发企业拥有BOEM租赁资质，尽管这些过程通常在获得BOEM许可的情况下同时进行。通常，由州或其公用事业公司发出提议书，要求从计划中的海上风电场获取容量，双方达成购电协议（PPA）。开发企业仍须从各州获得单独的许可，以证明他们遵守了管理沿海开发和陆上道路施工等过程的环境法规。【18】

开发企业还必须处理各种利益相关者的关注。比如，位于科德角（Cape Cod）的Cape Wind项目提案，经过了一场为期16年的官司，围绕的是海上风电会给海岸带来视觉冲击，结果项目不得不废除【19】，目前，影响海上风电项目开发的关键，又变成海上风电可能会破坏联邦水域中的其他活动，比如捕捞业对海上风电的担忧，国家海洋和大气管理局的渔业部门就与BOEM发生了冲突。【20】另外，还存在一些说法，说太大的风电场容量，最终会影响到海上运输的路线等等。尽管开发商和BOEM争辩说已经能很好地解决这些问题，但一大堆有关环境审查的诉讼，最终依然会导致项目的进一步延迟。

美国海上风电竞争格局

目前美国只有42MW的海上风电在运行（包括罗德岛30MW和CVOW2台6MW实验机组），但另有约12GW的项目处于开发状态，下表列出了目前处于计划或正在审批中的项目。


美国海上风电最重要的参与者是丹麦开发商沃旭能源Ørsted，该公司2017年由原丹麦国家石油和天然气公司DONG改名而来，专注于新能源开发，已成为全球最大海上风电开发商。另外位于新罕布什尔州的公用事业公司Eversource Energy也发力海上。近年来，美国海上风电市场成功吸引到壳牌、Equinor和BP等几家欧洲石油和天然气超级巨头的兴趣。这些公司表示，他们相信自己在海上石油和天然气领域的专业知识能够很好地满足海上风电的需求。【21】

Vineyard Wind项目渲染图

有一些项目和租赁区域正在开发中，但尚未开始审批过程。在康涅狄格州，Avangrid和哥本哈根基础设施合作伙伴的合资公司 Vineyard Wind LLC正在等待州监管机构批准其804MW项目的PPA。【22】

EDF可再生能源和壳牌公司则向新泽西州监管机构提交了一份投标书，想要申请一个最高可装机2300MW的区域。另外，一些经过BOEM许可项目都计划在未来进行容量扩展，例如，Avangrid 的Kitty Hawk风电场第一阶段只有800MW ，但希望能扩展到2500MW。在北部，缅因大学与三菱以及RWE合作设计了该州海岸首个12MW漂浮式海上风电示范项目。

联邦和美国州一级的政策

美国东海岸各州正在寻求利用其基础设施和海岸线的优势来吸引海上风电开发商。有时，这会导致一些并不据恶意的竞争——比如新泽西和纽约州似乎都在争夺海上风电的头把交椅，他们定期提高各自的发展雄心，并承诺在海上风电领域投入更多的资金。 但是，低调一些的州，比如马里兰州、北卡罗来纳州和弗吉尼亚州，最近则成立了东南和中大西洋海上风能资源区域性转换合作伙伴关系（SMART-POWER，Southeast and Mid-Atlantic Regional Transformative Partnership for Offshore Wind Energy Resources），以推广区域性海上风电开发方法。各州承诺，除其他事项外，将汇集其供应链，调整监管要求并共享最佳实践方案。【23】

基础设施（尤其是港口）的开发和升级是关键，一些州认为他们已有的港口，可为海上风电行业提供跳板。 例如，新泽西州的海上风电战略计划指出，该州港口的中心位置，使其可成为该行业供应链的理想枢纽，既可服务于新泽西州沿海建造的海上风电项目，还可辐射到其他沿海地方建造的项目。在马里兰，D-MD公司的荷兰代表Ruppersberger称赞最近对海上风电港口进行升级是一个振兴其周边社区的大好机会，有利于改善该社区在制造业中失业工人的状况。

关注风能专委会CWEA公众号，后台回复“4月报告”，可下载CSIS评论文章全文PDF和相关图表数据。

参考来源：CSIS、国际能源小数据
https://www.csis.org/analysis/bidens-big-bet-offshore-wind
编译：风能专委会CWEA公众号、产业研究部
注释链接：1、https://www.irena.org/publications/2021/march/renewable-capacity-statistics-20212、https://www.boem.gov/vineyard-wind3、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.pdf5、https://www.irena.org/publications/2021/March/Renewable-Capacity-Statistics-20216、https://www.iea.org/reports/offshore-wind-outlook-20197、https://www.nrel.gov/docs/fy21osti/78471.pdf8、https://www.boem.gov/sites/default/files/renewable-energy-program/What-Does-an-Offshore-Wind-Energy-Facility-Look-Like.pdf9、https://www.nypa.gov/-/media/nypa/documents/document-library/news/offshore-wind.pdf10、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-7-5gw12、https://www.nrel.gov/docs/fy21osti/77642.pdf13、https://espis.boem.gov/final%20reports/BOEM_2020-017.pdf14、https://www.nrel.gov/docs/fy18osti/70553.pdf15、https://www.boem.gov/environment/environmental-studies/partnering-federal-energy-regulatorycommission16、https://www.boem.gov/sites/default/files/renewable-energy-program/kw-cgbroch.pdf17、https://www.nrel.gov/docs/fy20osti/76079.pdf18、https://www.nyserda.ny.gov/All-Programs/Programs/Offshore-Wind/Focus-Areas/Permitting19、https://www.nytimes.com/2017/12/19/us/offshore-cape-wind-farm.html20、https://www.eenews.net/climatewire/stories/106111117521、https://www.offshore-mag.com/field-development/article/16763948/shell-leverages-offshore-experience-to-tap-growing-wind-energy-market22、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
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美国海上风电项目将考验拜登绿色就业承诺的力度

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欧盟碳边境调节税和拜登的清洁能源计划：对发展中国家的双重威胁

《经济学人》：拜登的能源革命前路艰难，美国需增加60%的输电能力

拜登：投资2万亿美元，力推美国2050年实现碳中和

《美国国家地理》：控制气候危机，拜登需要牢记的6个关键数字


美国海上风电相关资料参考

视频 | 行家一出手，就知有没有！SG 8MW海上风机吊装视频，细节多多
视频 | 美国联邦海域首个海上风电场CVOW风电机组安装视频

美国NREL实验室：漂浮式海上风电成本优化构想

上篇 | 美国海上风电发展概述（政策篇）

 《风能》专题 | 美国海上风电发展概述（市场篇）
下载 | 2020北美海上风电项目地图https://www.gustomsc.com/download/north-america-offshore-wind-map如访问有故障，欢迎关注“风能专委会CWEA”公众号后台回复 osm714 或 北美海风地图下载地图pdf版本。

 截至2019 年年底，美国东部沿海各州处于规划阶段的海上风电装机容量达到2286.8万千瓦。其中，681.6 万千瓦项目的建设申请已提交。

 

 美国海洋能源管理局（BOEM）外大陆架可再生能源规划情况

Atlantic Ocean海岸线风电项目分布
 
 美国大西洋沿岸外大陆架公共事业规模风能项目开发的租赁流程及具体周期    参考：美国海上风电战略报告（82页）
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