前段時間，丹麥公布了多個“能源島” 的計劃，每個島至少支持10GW的海上風(fēng)電裝機(jī)容量，可以滿足1000多萬戶歐洲家庭的電力需求。預(yù)計項(xiàng)目總耗資高達(dá) 3000億丹麥克朗(約合3057億元人民幣)，這是迄今為止全球最大的可再生能源計劃。
據(jù)悉，目前丹麥政府已撥款6500萬丹麥克朗(約合6623.5萬元人民幣)用于前期的調(diào)研準(zhǔn)備工作。調(diào)研區(qū)域包括卡特加特海峽、波羅的海和北海海域。主要工作是確定計劃的可行性，尋找適合建立能源島的位置，為2019年簽訂的能源協(xié)議中規(guī)定的第二個海上風(fēng)電場選址，以及開展海上風(fēng)電場項(xiàng)目與能源島項(xiàng)目結(jié)合的研究。
丹麥氣候、能源和公用事業(yè)部(Climate，Energy and Utilities)部長Dan Jrgensen表示：“這是一個巨大的工程，我們的裝機(jī)規(guī)模需要擴(kuò)大至目前的5倍以上。所以，必須制定一個嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的計劃。”
能源島的概念
能源島是一個自然島嶼或人工平臺，充當(dāng)周圍海上風(fēng)電場發(fā)電的樞紐，并將其輸送到北海區(qū)域的各個國家。
能源島可以提高深遠(yuǎn)海域海上風(fēng)電的利用率，從而為歐洲能源系統(tǒng)中的海上風(fēng)電發(fā)展創(chuàng)造更大空間。此外，它還能夠相對減少陸上傳輸電纜和電力系統(tǒng)加固方面的投資。
歐洲風(fēng)能協(xié)會曾發(fā)布《我們的能源，我們的未來》(Our Energy，Our Future)報告，由10個來自北海區(qū)域負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)歐洲海上風(fēng)電的國家共同提交。報告提出到2050年歐洲海上風(fēng)電裝機(jī)容量要達(dá)到450GW，北海被認(rèn)為是歐洲能源供應(yīng)最重要的支柱之一。但是，這需要新的技術(shù)突破，特別是在電力傳輸方面。
這也正是能源島計劃最有意義之處。諸如儲能設(shè)施、制氫系統(tǒng)、電解系統(tǒng)或其他電氣轉(zhuǎn)換技術(shù)也包含于能源島的計劃內(nèi)。這個島嶼不單單是一 個簡單的“中介”，它在電力輸送中可以發(fā)揮更大的作用。
政府主導(dǎo)的前期調(diào)研需要在自然環(huán)境、項(xiàng)目規(guī)劃和投資風(fēng)險等方面確定能源島計劃的可行性。第一步就是通過大量分析找出能源島的潛在位置，隨后就其潛力進(jìn)行深入的技術(shù)研究，確定可行性之后制定預(yù)算。這些都是之后就此計劃展開合作的依據(jù)。
在政府資助相關(guān)技術(shù)的研究和項(xiàng)目前期調(diào)研的基礎(chǔ)上，預(yù)計未來項(xiàng)目的絕大部分資金將來自私人投資。
北海風(fēng)電樞紐
歐洲北海風(fēng)電樞紐是目前啟動最早、設(shè)計最完善的能源島項(xiàng)目。
早在2017年，輸電系統(tǒng)運(yùn)營商TenneT就提出建設(shè)能源島的設(shè)想，總規(guī)劃支持目標(biāo)約為100GW。選址定在距離英國東約克郡海岸100多公里處的北海多格海岸。此處風(fēng)能資源良好，風(fēng)電利用小時數(shù)較高，而且該地區(qū)水深相對較淺，工程成本較其他地區(qū)更低。
該公司表示，島嶼用于接納海上風(fēng)電，多國開發(fā)的風(fēng)電場可以接入這個能源島。由于島嶼與風(fēng)電機(jī)組的距離較短，可以采取成本更低的交流電方式先把電力送到島上，再以高壓或特高壓直流電的形式統(tǒng)一配送到用電的歐洲大陸或英國。
與此同時，由于距離減小，通過飛機(jī)、船舶等交通工具往返于能源島至海上風(fēng)電機(jī)組的成本也將降低。
借助能源島的建設(shè)，海上風(fēng)電場可充分發(fā)揮規(guī)模效應(yīng)，提高資產(chǎn)利用率。最初計劃建設(shè)3座島嶼，每座島嶼設(shè)計面積約6平方公里，設(shè)有港口、機(jī)場等交通設(shè)施和簡易的設(shè)備生產(chǎn)裝配線以及大型備品備件倉庫。島上還配備辦公室和人員住宿場所以滿足專業(yè)團(tuán)隊(duì)的日常需求。在島上，人員和備品備件都將做到統(tǒng)一調(diào)配，運(yùn)維工作可以實(shí)現(xiàn)規(guī)模化和集中化。
計劃得到了多方支持。此前已陸續(xù)有企業(yè)加入由TenneT公司牽頭的聯(lián)合體北海風(fēng)電樞紐(the North Sea Wind Power Hub，簡稱NSWPH)，包括輸電系統(tǒng)運(yùn)營商(TSO)Energinet. DK、荷蘭天然氣網(wǎng)運(yùn)營商Gasunie和鹿特丹港等。
丹麥電力和能源中心(the Center for Electricity and Energy)聯(lián)合來自丹麥 技術(shù)大學(xué)(Technical University of Denmark)的科研團(tuán)隊(duì)以及丹麥工業(yè)聯(lián)合 會(the Confederation of Danish Industry)將共同為該項(xiàng)目提供技術(shù)研發(fā)支 持，Vestas、Siemens Gamesa、ABB、NKT、rsted和Energy Innovation Cluster等企業(yè)也參與其中。據(jù)悉，研發(fā)團(tuán)隊(duì)已獲得220萬丹麥克朗(約合 224.13萬元人民幣)的資金支持。
2019年，NSWPH公布了一項(xiàng)初步評估結(jié)果，宣布在北海區(qū)域建立能源島，作為海上風(fēng)電變流器、傳輸器和制氫樞紐的計劃，在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上都是可行的。通過研究進(jìn)一步完善北海風(fēng)電樞紐的設(shè)計，總規(guī)劃支持容量增加至180GW(島嶼建設(shè)數(shù)量尚未公布)。
NSWPH計劃推進(jìn)“ 軸 輻 式 ”(hub-and-spoke)發(fā)展模式，建設(shè)多個樞紐島嶼以降低電力輸送成本，并通過分散設(shè)置盡可能提高海上風(fēng)電場的風(fēng)能捕捉效率。
基于海床和水深決定島嶼的形式，可選用的形式有人工砂基島嶼(sand-based islands)、吸力式多桶組合基礎(chǔ)平臺(suction-bucket-based platforms)，或者是一種沉箱基礎(chǔ)(caissons)。
在輸電方式上主要采用三種模式，一是機(jī)組所發(fā)電力直接通過電纜傳輸?shù)桨渡?二是機(jī)組所發(fā)電力在島上制氫，隨后以氫氣的方式傳輸?shù)桨渡?三是電氫混合傳輸。
預(yù)計該項(xiàng)目將于2030―2050年間建設(shè)完成。
面臨的挑戰(zhàn)
根據(jù)研究，歐洲現(xiàn)行的監(jiān)管框架和市場機(jī)制可以支持少量能源島的建設(shè)，但為了充分發(fā)揮其作用，擴(kuò)大海上風(fēng)電的集群效應(yīng)，各國在政策法規(guī)、計劃等方面需要實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步兼容。
回顧歐洲的歷史不難看出，能源轉(zhuǎn)型一向是歐洲一體化的重要推動力，能源市場和基礎(chǔ)設(shè)施的互通互聯(lián)是歐洲實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型的有利條件。
北歐電力市場是國際上第一個真正意義的跨國電力市場。2000年，隨著丹麥東部的正式加入，包括挪威、丹麥、瑞典和芬蘭在內(nèi)的北歐四國全部加入同一電力市場中，最終形成一個以北部電力池(Nord Pool)為主的電力市場交易體系。波羅的海沿岸國家拉脫維亞、立陶宛、愛沙尼亞也先后加入。同時，北歐四國與英國、德國、波蘭等周邊歐洲國家也存在交易，形成大型的跨國電力交易市場。
歐盟委員會同樣試圖在北海區(qū)域建立一個“超級電網(wǎng)”(meshed super-grid)，即高壓直流海上輸電網(wǎng)計劃(Progress on Meshed HVDC Offshore Transmission Networks，簡稱PROMOTioN)，該計劃已聯(lián)合了來自11個國家的33家公司和組織。
因此，能源島計劃對歐洲各國來說更是一個難得的機(jī)遇，不僅能使歐洲人民用上綠色能源，也將成為世界綠色發(fā)展的引領(lǐng)者。
評論