2009年美國提出了發(fā)展海上風電的想法，并開展了一批海上風電項目的建設工作。本期動態(tài)介紹了近年來美國海上風電項目的建設情況，分析了美國海上風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的三大特點，最后總結(jié)了美國海上風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢的原因以及未來發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)。

美國擁有優(yōu)良的海上風電資源，潛力巨大，海上風電資源主要集中在五大湖區(qū)、東海岸、西海岸和海灣區(qū)、夏威夷以及阿拉斯加。根據(jù)美國國家可再生能源實驗室的估算，美國海上風電的儲量大約為4000吉瓦，具備發(fā)展海上風電產(chǎn)業(yè)的資源基礎。

1、海上風電的提出

2009 年，奧巴馬政府和時任內(nèi)政部部長的Salazar 提出開發(fā)美國沿海大陸架可再生能源項目。2011年10月1日，美國內(nèi)政部在聯(lián)邦政府授權(quán)下成立海洋能源管理、法規(guī)和實施局（Bureau of Ocean Energy Management, Regulation and Enforcement，BOEM，以下簡稱海洋能源管理局），其重要工作任務之一是服務于奧巴馬政府關于開發(fā)海上風電資源的承諾，系統(tǒng)推進美國海上風電的發(fā)展。除海上風電項目外，該機構(gòu)還推動了海上潮汐能和海上太陽能發(fā)展項目，并開展了一些與海洋開發(fā)相關的環(huán)境評價等工作。

美國提出大力發(fā)展海上風電的原因：

第一，相對于陸路風電場，海上風電場受地域、風速、傳輸入網(wǎng)和距離的限制較??；同時，海上風電比陸路風電能效高20%－40%。

第二，風電機組運行過程中會輻射噪聲，海上風電場遠離居民社區(qū)，可以減少其對社區(qū)產(chǎn)生的噪聲污染。

第三，美國最好的陸路風電場坐落在人跡罕至的大平原地區(qū)，而海上風電場多位于人口密集的東部沿海地區(qū)，減少了長距離電線的搭建，也避免了現(xiàn)有電線的增容。

第四，海上風力大小與城市用電波段比較吻合，一般下午和晚上海上風力開始變得強勁，正契合了東海岸城市電力負荷高的時段。最后，海上風電機往往比陸路風電機大，這也提高了海上風電的發(fā)電能力。一臺陸路風電機裝機容量在2.5-3兆瓦間，可滿足1500戶家庭的用電量；而一臺海上風電機裝機容量均值為3.6兆瓦，能保證3300多戶家庭的用電量。

2、海上風電項目建設情況

海上風能作為一種重要的可再生能源，現(xiàn)已被納入美國國家清潔能源計劃。但美國海上風電項目總體進展緩慢，目前尚處于前期的示范研究和開發(fā)階段，尚未進入商業(yè)化大開發(fā)階段。

（一）先進技術示范項目

2012年，美國能源部選擇了4個海上風能先進技術示范性項目，每個項目投入400萬美元資助其完成項目第一階段（包括工程、場址評估和規(guī)劃）。示范性項目的展開，有助于促進商業(yè)規(guī)模海上風力發(fā)電機組的建立，解決海上風機并網(wǎng)發(fā)電以及審批程序等相關問題。2014年5月，能源部風能計劃將其中3個項目推進到第二階段（即高級階段，包括后續(xù)設計、制造和部署），由國會額外撥付約4700萬美元助其開展后續(xù)工作，力爭2017年實現(xiàn)商業(yè)化運行（見表1）。

（二）高級階段項目

具備以下三個條件之一的海上風電項目即為“高級階段”項目

① 獲得了州或者聯(lián)邦水域臨時有限租約或者商業(yè)租約；

② 完成了候選場址的基準線或者地球物理學研究，采用氣象塔收集數(shù)據(jù)，或者地質(zhì)和地球物理學數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；

③ 與電力承購商簽署了購電協(xié)議（PPA）。

截止目前，美國共有14個海上風電“高級階段”項目（見表2），基本情況如下：

Block Island Offshore Wind Farm (Deepwater)：國家電網(wǎng)已經(jīng)同意簽署20年購電協(xié)議。項目建設工作已于2016年8月18日全部結(jié)束，項目總耗資高達3億美元，建成后可保證1.7萬戶家庭用電。項目采用Haliade型風機，高650英尺，葉片長240英尺，可在6英里/小時的低風速情況下發(fā)電，發(fā)電量比同代風機高出15%。

Cape wind Offshore：與國家電網(wǎng)和NStar簽署了77.5%的購電合同。2014年2月獲得6億美元貸款融資承諾，確保了預期最終成本26億美元中至少10億美元的資金能夠得到落實。2014年7月，項目從能源部獲得了1.5億美元的貸款擔保。另外，根據(jù)國稅局（IRS）相關規(guī)定，該項目符合投資稅收抵免（ITC）資格要求。

Ocean Offshore energy (Saint Thomas)：開發(fā)商計劃在美國Virgin島Saint Thomas海岸建設小型商業(yè)項目。開發(fā)商已完成水下調(diào)研，并形成相關報告，待美國陸軍工程部隊（USACE）批準即可施工。

Fishermen"s Energy (Phase I)：項目已完成全部審批，2014年5月，該項目獲選三個先進技術示范項目之一，并獲得4700萬美元的額外聯(lián)邦資金。但是，2014年5月新澤西州公用事業(yè)委員會（BPU）考慮到地方納稅人承擔的成本過高（以及存在不確定性），拒絕同意項目使用新澤西州海上可再生能源許可證（ORECs），同年8月，新澤西州高等法院裁決，BPU必須重新考慮Fishermen的再次申請。

Virginia Offshore Wind：三個先進技術示范項目之一，該項目作為較大型商業(yè)出租區(qū)域的試驗設施，已于2013年9月中標。項目組目前正在開展環(huán)境研究，以求獲得相關認證。

Principle Power-Wind Float Pacific：能源部三個先進技術示范項目之一。Principle電力公司向海洋能源管理局提出主動租賃請求，并對請求租賃區(qū)域和電纜線路進行了地理勘探。2014年5月下旬，海洋能源管理局開始聽取公眾意見，對租賃區(qū)域開展環(huán)境評估。

Fishermen"s Energy (Phase II)：獲得風電場可行性初步評估的臨時有限租約，該租約截至2014年11月到期。

Galveston Offshore Wind：從德克薩斯州土地辦公室獲得了租用權(quán)，采集風能資源數(shù)據(jù)。2014年，項目組建造了非并網(wǎng)式200kW試驗性風機。

Lake Erie：與俄亥俄州簽訂了租賃合同，完成了地理勘探。但獲得初期批準后，未能入選能源部先進技術示范項目，無法獲得全額部署資金。但同時，能源部提出將提供幾百萬美元資金支持，推動項目進入“部署準備期”。

University of Maine：該大學得到能源部先進技術示范項目的初期資助，建造了兩臺6MW風機。2014年，該項目落選先進技術示范項目最終名單，但是能源部提出其將以單獨獎勵名義提供300萬美元經(jīng)費，幫助其完成設計。

Garden State：獲得了臨時有限租約，并于2009年開始進行基礎調(diào)研。2014年，Deepwater和其他開發(fā)商建議海洋能源局推遲新澤西州的租賃銷售計劃，直至州公共事業(yè)委員會（BPU）明確哪些開發(fā)商可以使用海上可再生能源許可證（ORECs）幫助海上風電項目融資。項目臨時租約截至2014年期滿。

Deepwater ONE：2013年8月，Deepwater是美國海上風電租賃銷售的第一個中標者，其在中大西洋沿岸向承購商銷售的價格為13-14美分/kWh。

Dominion Virginia Power-Virginia WEA：Dominion在佛吉尼亞風能區(qū)域（WEA）獲得了商業(yè)租賃，其裝機容量為2000MW。

NRG Bluewater"s：2012年10月，該項目是獲得海洋能源管理局首批海上租約的項目之一。2014年，NRG公布了其場址評估計劃，但項目尚未正式成立，NRG仍保留其開發(fā)權(quán)利。

3、產(chǎn)業(yè)發(fā)展特點分析

（一）通過政府引導，形成國家戰(zhàn)略促進海上風電發(fā)展

2011年，美國能源部和內(nèi)政部共同發(fā)布了《國家海上風電戰(zhàn)略：創(chuàng)建美國海上風電產(chǎn)業(yè)》，這是美國史上首個關于海上風電的機構(gòu)間合作規(guī)劃。該規(guī)劃聚焦于解決三個問題：海上風電的相對高成本，安裝、運營和并網(wǎng)方面的技術挑戰(zhàn)，以及現(xiàn)場數(shù)據(jù)和項目審批程序經(jīng)驗的匱乏。

為支持戰(zhàn)略實施，兩大部門表示將投入5050萬美元資助海上風電項目投資，重點支持三大領域：

（1）技術開發(fā) ，5年內(nèi)投入2500萬美元，支持創(chuàng)新型風機設計工具和硬件的開發(fā)。

（2）消除市場障礙 ，3年內(nèi)投入1800萬美元，支持海上風電部署限制性因素的基礎研究，主要聚焦于選址和準入、補充基礎設施、能源規(guī)劃等。

（3）下一代傳動系統(tǒng) ，3年內(nèi)投入750萬美元，資助下一代風機傳動系統(tǒng)的開發(fā)和改良。

此外，內(nèi)政部還確認了4個位于中大西洋沿岸的風能區(qū)域，分別在特拉華州外大陸架近海 （122平方海里）、馬里蘭（207平方海里）、新澤西州 （417平方海里）和弗吉尼亞州 （165平方海里）。在國家海上風電戰(zhàn)略之下，美國能源部計劃到2020年海上風電容量達到1000萬千瓦，到2030年達到5400萬千瓦。

（二）租賃模式為美國海上風電發(fā)展提速

通常狀況下，各個州的管轄海域只是距離各州三海里的范圍內(nèi)，而美國聯(lián)邦則是距離美國本土200海里的范圍，大部分潛在風能在美國聯(lián)邦海域范圍內(nèi)。盡管目前各州政府仍傾向于在本州海域范圍內(nèi)建設海上風電，但美國海洋能源管理局要求所有海上風電項目要在聯(lián)邦海域范圍內(nèi)建設。根據(jù)能源政策議案2005，海洋能源管理局擁有開發(fā)聯(lián)邦海域的權(quán)利，并且可以通過租賃聯(lián)邦海域開發(fā)權(quán)等方式對海域的可再生能源進行開發(fā)。

聯(lián)邦租賃制更有利于構(gòu)建海上風電場建設的競標機制。海洋能源管理局會將有潛在風能開發(fā)的地區(qū)命名為風能蘊藏區(qū)（Call Area）。如果該地區(qū)引起了開發(fā)商濃厚的興趣，且公眾不反對進行風電建設，海洋能源管理局即將這些地區(qū)命名為海上風電場待開發(fā)區(qū)，未來可租賃給開發(fā)商進行海上風電場建設。早在2013年，美國海洋能源管理局首次舉行了海上風電場建設用地出租的商業(yè)化競標，并在收益方面，通過出租海域直接獲利1600萬美金。截至2017年1月，美國聯(lián)邦海域共有11個商業(yè)化租賃模式的海上風電場項目，租賃海域面積達118.1萬英畝。由于海上風電建設目前正處于發(fā)展階段，風機發(fā)電享有稅費減免政策，但隨著風電產(chǎn)業(yè)步入成熟穩(wěn)定期，政府對于風機發(fā)電的征稅又將是一筆不菲的收入。

（三）支持開展大規(guī)模海上風電聯(lián)網(wǎng)研究

美國能源部一直致力于支持開展大規(guī)模海上風電聯(lián)網(wǎng)研究。2011年12月，美國能源部計劃向一個由能源、制造、咨詢、供電和研究5種不同機構(gòu)組成的新能源開發(fā)領導小組提供資金，支持開展大規(guī)模海上風電聯(lián)網(wǎng)研究。新能源開發(fā)領導小組由ABB公司牽頭，專家主要來自ABB公司、AWS Truepower制造商、Duke能源公司、美國國家可再生能源實驗室和匹斯堡大學。該小組將研究確定每個沿海區(qū)域海上風電開發(fā)的步驟、預期的風電規(guī)模、并網(wǎng)特性評估、發(fā)電設備及外送技術的評估、技術選擇和系統(tǒng)實施的監(jiān)管問題等。該研究還將提供能源部制定“2030年風電20%”計劃所需的技術和經(jīng)濟數(shù)據(jù)。

4、小結(jié)

與歐洲在全球海上風電市場的領先地位，以及中國快速增長的海上風電部署相比，過去幾年間美國的海上風電一直發(fā)展緩慢，還未真正實現(xiàn)零的突破。截至2016年底，美國才建成了第一座海上風電站。

美國海上風電建設進展緩慢的原因

首先，風電成本較高。相比于水資源和頁巖氣已進入大規(guī)模商業(yè)化開發(fā)階段，海上風電開發(fā)成本較高，進展相對較慢。為了降低成本，2016年美國再次加大了對風電開發(fā)的生產(chǎn)稅稅收抵免支持力度，1千瓦時風電將獲得0.022美元的稅收抵免，這相當于風電項目建設成本的30%。

其次，利益相關者和環(huán)保人士的反對。美國海上風電發(fā)展經(jīng)歷了多場訴訟，其中涉及船運干擾、威脅鳥類和海洋生物、損害傳統(tǒng)漁業(yè)等方面。

再次，美國本土風電企業(yè)不具備開發(fā)能力，大部分已招標項目使用的風電機組都來自歐洲和中國。同時，本土銀行和機構(gòu)投資者對海上風電的認識不足，還未能成為海上風電建設的主要投資主體。

最后，美國海上風電項目建設場地審批與合同簽訂權(quán)力的分離。海上風電項目的發(fā)展需要兩個基本的配套要素：一是獲得建設場地的使用權(quán)；另一個是與電網(wǎng)簽訂合同，從而將電力在一定時期內(nèi)以固定價格出售給電網(wǎng)。在歐洲，這兩項是捆綁操作的，即政府直接將建設場地和合同捆綁后進行拍賣。但在美國，海上風電項目的合同簽訂是與州政府，而建設場地的審批則由聯(lián)邦內(nèi)政部管理。因此，項目開發(fā)方常常是全力以赴解決了建設場地問題，但卻疏忽了合同問題。

無論從應對氣候變化，還是實現(xiàn)能源戰(zhàn)略目標看，發(fā)展海上風電都具有廣闊的前景。從長期來看，美國海上風電發(fā)展仍面臨三大戰(zhàn)略挑戰(zhàn)，一是如何降低國內(nèi)海上風電開發(fā)成本和技術風險；二是如何就海上風電對環(huán)境產(chǎn)生的負面影響進行監(jiān)控和管理；三是如何提高投資者對海上風電收益和成本的認知。美國能否實現(xiàn)國家海上風電戰(zhàn)略中所確定的目標，還存在諸多的不確定性。（作者：國家海洋信息中心 海洋經(jīng)濟研究室 林香紅）