国外海上风力发电的发展现状

早在20世纪80～90年代，欧洲就开始大范围开展海上风能资源评估及相关技术研究工作，随后，一批不同规模的海上风电场项目陆续建成。

1990年，世界上第一台海上风电机组（Wind World 25）安装于瑞典Noger-sund海上风电场，容量为220kW。

1991年，Vindeby海上风电场建于丹麦波罗的海洛兰岛西北沿海，安装了11台风电机组（BONUS机组），装机容量为5MW。随后，荷兰、丹麦和瑞典等国家陆续建成了一批海上风电场示范工程项目，装机规模为2～10MW，风电机组的单机容量为500～600kW。这些早期的风电场多建于浅水海域或带有保护设施的水域。

自2000年起，兆瓦级风电机组开始用于海上风电项目，例如，瑞典Ut-grunden风电场安装了单机容量为1.5MW的海上风电机组；英国Blyth风电场安装了2台单机容量为2MW的海上风电机组。

2001年，全球第一个具有商业化应用价值的Middelgrunden海上风电场在丹麦哥本哈根附近的海域建成，总装机容量为40MW，共安装了20台单机容量为2MW的风电机组，年发电量为1.04亿kWh。

2002年，世界上第一个大型海上风电场Horns Rev在丹麦北海海域建成，总装机容量为160MW，共安装了80台单机容量为2MW的海上风电机组，占用海域面积约为20km²，年发电量为6亿kWh。随后，丹麦的Frederikshaven、Ron-land和Samso等大中型海上风电场相继建成。

2003年，迄今为止世界上规模最大的Nysted海上风电场在丹麦建成，总装机容量为165.6MW，共安装了72台单机容量为2.3MW的海上风电机组。

2007年，苏格兰东海岸的Beatrice海上示范风电场成功地安装了单机容量为5MW的海上风电机组，装机规模为10MW。

2008年，海上风力发电的装机总容量为1485.2MW，丹麦、英国、瑞典、德国、爱尔兰、荷兰、中国、日本和比利时等9个国家发展较快，其中，英国累计装机容量达到598.4MW，超过丹麦的415.7MW，成为海上风电装机容量最大的国家。

2009年，欧洲建成38个海上风电场，总共安装了828套风电机组，海上风电总装机容量为2056MW，占全球海上风电装机总量的95％以上。欧洲是海上风电发展最快的地区，根据欧洲风能协会的最新统计，2009年欧洲水域的8个海上风电场总计安装了205台海上风电机组，总容量为607MW，较2008年增幅超过58％。其中，西门子机组（2.3MW和3.6MW两种机型）146台，维斯塔斯机组（3MW）37台，Winwind机组（3MW）10台，Multibrid机组（5MW）6台，REpower机组（5MW）6台，最小装机容量为2.3MW（挪威的Hywind），最大装机容量为209MW（Horns rev 2）。另外，欧盟15个成员国和其他欧洲国家，有超过100GW的海上风电项目正在规划中。

德国海上风电发展在全球居领先地位，德国可以生产5MW以上风电机组的厂家有4家，即REpower、Multibrid、Bard和Enercon。海上风电机组研发示范基地位于德国不莱梅港，不莱梅港是德国北海沿线最大的港口城市，目前，不莱梅风电场已安装12台不同类型的5MW海上风电机组进行对比研究。为鼓励海上风电发展，德国制定了较优惠的风电上网电价（15欧分/kWh），该试验风电场已并网发电。最大试验风电机组单机功率可以达到7.5MW，采用复合材料加铝合金的两节叶片结构，叶片长约60m。德国首个海上风电场（阿尔法·文图斯海上风电场）（ALPHAVENUS）由德国政府和德国能源供应商联合投资，1999年项目获批准，2006年开工建设，并于2010年并网发电。该海上风电场建在离海岸超过40km的北海海域，12台5MW机组，总容量为60MW，风电机组高度分为148m、150m两类，每个叶片长56m、重16.5t，基础都打在超过30m深的海水中。到2030年，德国海上风电装机容量将达到25GW。

英国是最早进行海上风电开发的国家之一，目前已建成12个海上风电场，累计装机280余台，装机容量接近900MW，已超过丹麦成为全球海上风电装机容量最大的国家。英国从事海上风电开发，在海上风电场设计、基础施工、机组运输、安装、海底电缆铺设等方面积累了较为成熟的经验。

2010年，美国Deepwater Wind公司在美国海岸建造全球最大的海上风电场，装机容量为1000MW，200台5MW风电机组安装在深海，风力机叶片仅高出海平面150m。如表1-1所示，截至2010年底，全球已建成43个海上风电场，安装了1339台风电机组，风电装机，总容量达到3554MW。全球海上风电主要分布在欧洲的英国、丹麦、比利时和德国，其中，英国2010年海上新增装机容量为925MW，成为海上风电的全球领跑者；德国近两年采用5MW和6MW大型风电机组建设海上风电场，成为海上风电的后起之秀。表1-2所示为部分已建成且运行的海上风电场情况。

截至2011年，全球累计装机容量达到4954MW，新增装机容量超过1400MW，建有80个海上风电场。其中，欧洲新增并网海上风电机组235台，新增容量为866MW（英国新增装机容量为752.45MW，占比87％；其次为德国，新增装机容量为108.3MW；丹麦新增为3.6MW；葡萄牙新增为2MW）。

预计到2015年，全球海上风电装机容量达到26GW。如图1-2所示，欧洲风能协会公布的正在建设和已经确定了场址的近海风电场到2015年已达到37441.83MW，其中，德国10927.5MW、英国8755.8MW、瑞典3312 MW、荷兰2833.8MW、西班牙1976.4MW，此外，挪威、比利时、芬兰、丹麦、法国等国家海上风电规划容量都已超过了百万千瓦。

表1-1 2009～2010年海上风电场装机容量 （单位：MW）

表1-2 已建成且运行的海上风电场情况

（续）

(www.xing528.com)

图1-2 欧洲规划的2015年的海上风电场计划

到2020年，为了实现欧盟确定的2020年可再生能源发电20％的发展目标，欧洲海上风电装机容量将达到70GW，仅英国就计划在海上装机超过7000台。与此同时世界上其他国家如美国、加拿大等也都开始了近海风电开发的前期准备工作。

根据欧洲海上风电技术发展情况，可以将海上风力发电归纳为两个发展阶段：

1）第一阶段，1990～2001年，为小规模项目，多数为500～700kW风电机组的研究及示范阶段。1991～1997年，丹麦、荷兰和瑞典完成了样机的试制，通过对样机的试验，积累了海上风电机组的工作经验；至2000年底，全球仅建有8个小型海上风电场，装机容量为10.5MW，风电机组的单机容量为220kW～2MW。

2）第二阶段，2001年至今，为兆瓦级以上风电机组商业化应用阶段。2002年，欧洲新建5个海上风电场，单机容量为1.5～2MW的风电机组向公共电网输送电力，开始了兆瓦级海上风电机组发展的新阶段。兆瓦级风电机组的应用，体现了风电机组向大型化发展的方向。新一代风电机组的容量一般在3～5MW，叶轮直径为90～115m，技术已基本成熟并商业化应用。到2007年底，欧洲共新建了18个海上风电场，其中，以大中型海上风电场居多。据统计，欧洲已有8个国家（丹麦、英国、荷兰、爱尔兰、瑞典、德国、西班牙和比利时）建有海上风电场，其中，英国总装机容量位居世界第一，丹麦位居第二。

目前，欧洲在海上风电领域一枝独秀，这不仅得益于欧洲没有台风的优越气候条件，更为重要的是欧盟各国对于风电的政策扶持与巨大资金投入。欧盟在《战略能源技术计划》（SET）草案中提出，欧盟要在2020年前努力实现风力发电占所有供电的比例达到20％左右。虽然现在海上风电提供的电力尚不足欧洲用电总量的0.3％，但是根据欧盟规划与在建海上风电项目，估计在未来数年中，海上风电装机容量将大幅增加。

图1-3所示为到2020年欧洲海上风电规划，其中，英国海上风电装机位居榜首。欧洲大力发展海上风电的原因如下：

1）欧盟制订了更长远的可再生能源利用目标；

2）海上风资源丰富、稳定、受干扰小；

3）选址通常在电力需求大的中心城市附近，因而无需更改现有基础设施；

4）陆上风电实施远距离输送，需要进行电网改造；

5）可在人口密集地区建设大规模风电项目，如建设500MW以上海上风电场；

6）与陆上风电项目相比，减少了视觉干扰；

7）陆上风电场场址选择受到限制；

8）出于能源安全考虑，不受全球市场因素制约。

对此，苏格兰制定了一系列可再生能源与气候变化应对政策。2011年可再生能源发电量占31％，2020年前预计达到50％。应对气候变化，预期目标为2020年前排放减少43％，2050年前排放减少80％。

苏格兰有风电王国之称，拥有欧洲25％的海上风力资源，平均风速为8m/s以上，利用率达40％以上，上述大部分资源均在水深逾30m的水域，苏格兰已在大型陆上风电场开发方面走在了欧洲的前列，如Whitelee风电场（322MW），已计划再建更大的风电场，如Viking风电场（540MW）和Clyde风电场（548MW）。表1-3所示为苏格兰规划建设的海上风电场项目。

图1-3 到2020年欧洲海上风电规划

表1-3 苏格兰规划建设的海上风电场项目