歐洲正處于海上風能革命的邊緣，國際能源署（IEA）預測，到2040年海上風電裝機容量將達到130GW―180GW。海上風電和潛在的海上風電電網技術都已準備就緒。因此，歐洲大陸現(xiàn)在必須緊急部署這些技術，不光需要追求部署的速度和規(guī)模，還需要確保有協(xié)調和整體性的實施辦法。
歐洲風能產業(yè)已經走過40多年的歷史，首個風電場于1982年在希臘的一個小島上投入使用。1991年，在歐洲首個陸上風電場運營近10年后，歐洲的首個海上風電場才開始在丹麥投入使用，該風電場只有11臺風電機組，總裝機容量僅為5MW。
同時，高壓直流（HVDC）電力傳輸這一允許大規(guī)模電力遠距離傳輸?shù)募夹g，自1954年取得突破性創(chuàng)新之后，也開始擴大應用規(guī)模。到了1997年，一種全新的電壓源轉換器（VSC）高壓直流輸電解決方案開始引入到全球市場，該種技術，可以通過地底下、水面下或通過架空線路傳輸大量的電力。這一新技術并可用于城市輸電、互聯(lián)電纜連接和連通海上風電場等應用場景。值得一提的是，該項技術也是混合交直流輸電系統(tǒng)（hybrid AC-DC transmission systems）的一個組成部分。
當前，歐盟海上風電目標是到2050年有300GW的海上風電投入運行，英國的目標是到2030年有50GW的海上風電投入運行。海上風電產業(yè)正在快速增長，被認為是到2050年實現(xiàn)溫室氣體凈零排放的關鍵。隨著海上風電裝機的增長，亟需發(fā)展用于將海上電力傳輸?shù)疥懮系墓ど虡I(yè)和家庭的傳輸方法。
直至最近，海上風電電網基礎設施的發(fā)展相對是不夠協(xié)調的。也即風電場雖然已通過點對點的連接單獨連接到了陸上，但對電網未來的發(fā)展還缺乏有協(xié)調的規(guī)劃。
同樣，海底電網互連電纜系統(tǒng)也主要用于連接兩個獨立的傳輸系統(tǒng)。現(xiàn)在需要開始采用更全面的方法，這有助于推動海上混合電網連接項目的發(fā)展，這些項目可將多個風電場連接到多個市場，從而將海上風電和傳輸資產結合到一個單一的多用途資產上。這些海上混合電網項目（offshore hybridprojects）的自然發(fā)展，將推動電網系統(tǒng)以更協(xié)調的方式相互連接，從而在歐洲海洋盆地形成一個網狀的海上電網系統(tǒng)。
歐洲風能協(xié)會和日立能源合作編寫的《海上風電電網：下一個前沿陣地》報告，描述了整個歐洲海上基礎設施發(fā)展的現(xiàn)狀、機遇和挑戰(zhàn)，以及為實現(xiàn)歐洲海上風電目標的推動因素。為此，報告確定了推動海上風電產業(yè)增長和創(chuàng)建網狀海上風電電網的短期至中期行動計劃：
――為了實現(xiàn)2030年海上風電雄心，歐洲各國必須作出規(guī)定，以確保新的海上風電項目與電網連接的進度加快。根據(jù)歐洲風能協(xié)會的數(shù)據(jù)，2022年歐洲共有2.5GW的海上風電（306臺風電機組）接入電網。這是自2016年以來歐洲單一年度并網容量最低的一年，比預測的還要少30%。因此，歐洲各國家必須簡化和加快許可和批準程序，激活正確的市場信號以促進投資，并鞏固歐洲各地的制造基地，以實現(xiàn)歐洲頗具雄心的氣候和能源目標。
――電力正在成為不斷推進的能源系統(tǒng)的支柱，海上風能作為能源組合的一部分，將在2050年溫升控制在1.5攝氏度的目標方面發(fā)揮關鍵作用。釋放海上風能作為各國清潔能源發(fā)展的全部潛力，需要為海上風能及其電網系統(tǒng)分配足夠多的海洋空間。因此需要明確如何在海洋中可持續(xù)地建設大型能源基礎設施，實現(xiàn)社會、經濟、環(huán)境和技術收益，另外，需明確海上風電基礎設施如何與海洋生態(tài)系統(tǒng)及其他海洋活動共存。
――從點對點的海上連接轉向海上混合電網項目并實現(xiàn)終極海上電網系統(tǒng)，將帶來多種社會和經濟效益。歐洲海洋盆地的海上混合電網項目和海上電網將帶來諸多好處，比如優(yōu)化基礎設施建設，包括陸上和海上電纜的穿越、提高基礎設施的利用率、改善電力系統(tǒng)的供需匹配能力等等。然而，在整個歐洲層面上，尚需要提供更多的明確性以減少投資風險，從而加快此類海上項目的部署速度。
――雖然各種已有的技術可滿足各種近期和中期目標，但現(xiàn)在必加快部署的速度和規(guī)模。目前已有的清潔能源電網傳輸技術，包括從點對點連接到海上混合電網項目，到最后的網狀海上電網的技術等實際都已經存在。雖然行業(yè)提高效率和降低成本的關鍵必須強調“創(chuàng)新”，但目前強調"速度"和"規(guī)模"，這有助于協(xié)調部署這些技術。大規(guī)模的海上電網項目的部署，再加上對現(xiàn)有電網規(guī)范的調整，以使其適合這種部署，則現(xiàn)有有必要分別啟動并強調網狀海上電網的好處。此外，歐洲陸上電網的持續(xù)高效發(fā)展和現(xiàn)代化改造同樣至關重要，這樣才可以確保海上風電和輸出的電力能夠到達其最終目的地――家庭、工業(yè)和企業(yè)。
――雖然技術已經準備就緒，但仍需努力開發(fā)出網狀海上電網規(guī)劃、建設、運營和維護所需的各種框架和規(guī)范。除了創(chuàng)建新的功能規(guī)范，還有必要對現(xiàn)有的網絡規(guī)范進行修訂。此外，還需要設計出采購和合同框架并在利益相關者之間達成一致。商業(yè)模式的創(chuàng)新對于開發(fā)可行的項目同樣至關重要?；ゲ僮餍?，則不僅是一個技術問題，在區(qū)域層面的框架和規(guī)范下也需要考慮到。
――網狀海上電網的關鍵高壓直流組件的互操作性潛力已通過創(chuàng)新項目得到證明，下一步需要的是全面規(guī)模（full-scale）的高壓海上電網項目的部署。管理多終端高壓直流輸電網絡發(fā)展的互操作性的例子已經得到了證明，歐盟地平線2020（EU Horizon 2020）資助的項目PROMOTioN等項目已證明了這一點。下一步需要做的是，在一個全面規(guī)模的高壓項目中實施網狀海上電網。歐盟資助的InterOPERA項目和英國資助的Aquila項目都提出到2030年實現(xiàn)全面規(guī)模的高壓直流多終端、多廠商、多用途的實際應用。
――即使歐洲強調了要加強本地產能，但利用全球供應鏈仍然很重要。最近，全球范圍內公布的各種政策表明，制造業(yè)有可能重新回流到本地。然而，為了努力確保能源轉型的發(fā)展勢頭，一個有彈性的全球供應鏈至關重要。目前，很多對項目進度和成本造成很大影響的供應鏈的中斷也在提醒我們，需要一個健康的全球供應鏈，以及開放和公平的貿易市場，使制造商能夠利用全球各地的資源，從而確?？焖俳ㄔO可再生能源和電網使能源系統(tǒng)能達到新的水平。這同樣要求歐洲可再生能源的進口來源能實現(xiàn)多樣化，并能更有效地管理其原材料來源。
――技術供應商只有在較長的時間框架內看到項目的發(fā)展可能，才有可能加強對有彈性的供應鏈的管理和發(fā)展。新的政策和監(jiān)管方法，以及新的和創(chuàng)新的商業(yè)模式，是實現(xiàn)整體前瞻性規(guī)劃的重要推動因素。近來全球出現(xiàn)的供應鏈中斷現(xiàn)象，凸顯了政策制定者和監(jiān)管者從單一項目批準轉向多個項目批準的重要性，在涉及到陸上和海上電網的發(fā)展時或對現(xiàn)有電網進行翻新和現(xiàn)代化改造時，需要制定整體的前瞻性和綜合的方法。此外，在項目開發(fā)商進行采購時，需要能反映出一種長期的方法。項目開發(fā)商必須接受基于長期整合計劃，包括可復制性的新的商業(yè)模式。這種長期規(guī)劃可以為制造商提供確保供應鏈所需的長期可見性，包括證明對增加額外容量的投資是合理的，并能夠為額外裝機容量或海上電網技術改進的預期性投資提供理由。
――在持續(xù)建設能源轉型所需的基礎設施時，還必須擁有一個健康的技能/人才供應鏈。供應鏈破壞的最復雜和持久的因素之一是人才的挑戰(zhàn)。為了規(guī)劃、建設、運營和維護網狀海上電網，電力部門需要吸引和留住技術工人，同時還要管理不斷變化的人員構成以及員工的期望。非常有必要從最基層的人才開始將"能源轉型"作為學術課程的一部分，同時在大學和職業(yè)學院推廣更多的專門課程。
――能源島（Energy islands）有望成為有史以來最大的能源基礎設施，并成為網狀海上風電電網的一個關鍵基礎。能源島不僅可作為樞紐從周圍的海上風電場匯集電力并將其傳輸?shù)洁徑碾娋W，還可將風電融合為區(qū)域合作的燈塔。按計劃完成并管理這些能源島，如北海能源島、伊麗莎白公主能源島，對實現(xiàn)歐洲的氣候和能源目標至關重要。
――開發(fā)網狀海上風電電網的挑戰(zhàn)還需要下一代具有雄心的利益相關者進行合作。這些利益相關者需要在地域和部門內以及不同的利益相關者群體間進行合作?？绲赜蚝涂绮块T的協(xié)調與合作，是保證網狀海上電網擁有全部社會、環(huán)境、經濟和技術價值的關鍵。諸如政府間成立的北海能源合作協(xié)議等倡議將成為促進和培養(yǎng)所需類型的合作的關鍵，從而確保從規(guī)劃到運營階段的有效協(xié)調。未來這種合作可確保歐洲網狀海上風電電網的建立由歐洲整體電網規(guī)劃所確定，而不是像今天這樣由不同國家的電網協(xié)調規(guī)劃所確定。
――在包括政策和法規(guī)、融資、可持續(xù)性、設計、建設、運營和維護在內的各個領域，一個明確的治理框架將成為重要的推動因素。雖然目前歐洲的點對點電網連接方式相對清晰，但轉向網狀海上電網后，不光有多個終端和多個供應商，還將連接多個風電場集群并連接多個國家或市場，系統(tǒng)將帶來巨大的復雜性。比如，電網將從專用的基礎設施，轉向到共享的基礎設施，多個風電場或互連電網未來將依賴共同的基礎設施，從而出現(xiàn)利益和成本分擔等問題。一個有效的治理框架，應明確列出所有相關利益方的角色和責任（以及這些責任之間的限制等）。雖然可能需要建立新的協(xié)議，但歐洲現(xiàn)有的陸上電網框架和方法應盡可能地被重新利用，當然，也需要進行必要的修正以反映海上電網的特點。
來源：風能專委會
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