編者按
2009年美國提出了發展海上風電的想法，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業發展的三大特點，最后總結了美國海上風電產業發展緩慢的原因以及未來發展面臨的挑戰。
美國擁有優良的海上風電資源，潛力巨大，海上風電資源主要集中在五大湖區、東海岸、西海岸和海灣區、夏威夷以及阿拉斯加。根據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，具備發展海上風電產業的資源基礎。
1、海上風電的提出
2009 年，奧巴馬政府和時任內政部部長的Salazar 提出開發美國沿海大陸架可再生能源項目。2011年10月1日，美國內政部在聯邦政府授權下成立海洋能源管理、法規和實施局（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海上風電資源的承諾，系統推進美國海上風電的發展。除海上風電項目外，該機構還推動了海上潮汐能和海上太陽能發展項目，并開展了一些與海洋開發相關的環境評價等工作。
美國提出大力發展海上風電的原因：
第一，相對于陸路風電場，海上風電場受地域、風速、傳輸入網和距離的限制較小；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，可以減少其對社區產生的噪聲污染。
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，而海上風電場多位于人口密集的東部沿海地區，減少了長距離電線的搭建，也避免了現有電線的增容。
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階段，尚未進入商業化大開發階段。
（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、場址評估和規劃）。示范性項目的展開，有助于促進商業規模海上風力發電機組的建立，解決海上風機并網發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工作，力爭2017年實現商業化運行（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 獲得了州或者聯邦水域臨時有限租約或者商業租約；
② 完成了候選場址的基準線或者地球物理學研究，采用氣象塔收集數據，或者地質和地球物理學數據采集系統；
③ 與電力承購商簽署了購電協議（PPA）。
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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)：國家電網已經同意簽署20年購電協議。項目建設工作已于2016年8月18日全部結束，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電，發電量比同代風機高出15%。
Cape wind Offshore：與國家電網和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，根據國稅局（IRS）相關規定，該項目符合投資稅收抵免（ITC）資格要求。
Ocean Offshore energy (Saint Thomas)：開發商計劃在美國Virgin島Saint Thomas海岸建設小型商業項目。開發商已完成水下調研，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4700萬美元的額外聯邦資金。但是，2014年5月新澤西州公用事業委員會（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出租區域的試驗設施，已于2013年9月中標。項目組目前正在開展環境研究，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，對租賃區域開展環境評估。
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，采集風能資源數據。2014年，項目組建造了非并網式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年開始進行基礎調研。2014年，Deepwater和其他開發商建議海洋能源局推遲新澤西州的租賃銷售計劃，直至州公共事業委員會（BPU）明確哪些開發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在佛吉尼亞風能區域（WEA）獲得了商業租賃，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仍保留其開發權利。
3、產業發展特點分析
（一）通過政府引導，形成國家戰略促進海上風電發展
2011年，美國能源部和內政部共同發布了《國家海上風電戰略：創建美國海上風電產業》，這是美國史上首個關于海上風電的機構間合作規劃。該規劃聚焦于解決三個問題：海上風電的相對高成本，安裝、運營和并網方面的技術挑戰，以及現場數據和項目審批程序經驗的匱乏。
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為支持戰略實施，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，5年內投入2500萬美元，支持創新型風機設計工具和硬件的開發。
（2）消除市場障礙，3年內投入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、能源規劃等。
（3）下一代傳動系統，3年內投入750萬美元，資助下一代風機傳動系統的開發和改良。
此外，內政部還確認了4個位于中大西洋沿岸的風能區域，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，而美國聯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邦海域范圍內。盡管目前各州政府仍傾向于在本州海域范圍內建設海上風電，但美國海洋能源管理局要求所有海上風電項目要在聯邦海域范圍內建設。根據能源政策議案2005，海洋能源管理局擁有開發聯邦海域的權利，并且可以通過租賃聯邦海域開發權等方式對海域的可再生能源進行開發。
聯邦租賃制更有利于構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的地區命名為風能蘊藏區（Call Area）。如果該地區引起了開發商濃厚的興趣，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命名為海上風電場待開發區，未來可租賃給開發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，美國聯邦海域共有11個商業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展階段，風機發電享有稅費減免政策，但隨著風電產業步入成熟穩定期，政府對于風機發電的征稅又將是一筆不菲的收入。
（三）支持開展大規模海上風電聯網研究
美國能源部一直致力于支持開展大規模海上風電聯網研究。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種不同機構組成的新能源開發領導小組提供資金，支持開展大規模海上風電聯網研究。新能源開發領導小組由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域海上風電開發的步驟、預期的風電規模、并網特性評估、發電設備及外送技術的評估、技術選擇和系統實施的監管問題等。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濟數據。
4、小結
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展緩慢，還未真正實現零的突破。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模商業化開發階段，海上風電開發成本較高，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的生產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，利益相關者和環保人士的反對。美國海上風電發展經歷了多場訴訟，其中涉及船運干擾、威脅鳥類和海洋生物、損害傳統漁業等方面。
再次，美國本土風電企業不具備開發能力，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力的分離。海上風電項目的發展需要兩個基本的配套要素：一是獲得建設場地的使用權；另一個是與電網簽訂合同，從而將電力在一定時期內以固定價格出售給電網。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邦內政部管理。因此，項目開發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，還是實現能源戰略目標看，發展海上風電都具有廣闊的前景。從長期來看，美國海上風電發展仍面臨三大戰略挑戰，一是如何降低國內海上風電開發成本和技術風險；二是如何就海上風電對環境產生的負面影響進行監控和管理；三是如何提高投資者對海上風電收益和成本的認知。美國能否實現國家海上風電戰略中所確定的目標，還存在諸多的不確定性。（作者：國家海洋信息中心 海洋經濟研究室 林香紅）
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