欧洲海洋可再生能源发展现状

近年来，欧洲通过政策工具和促进技术发展，特别是根据2015年《巴黎协定》，保持了成为可再生能源世界领导者的承诺。本章介绍了欧盟关于海上可再生能源的愿景，以及欧洲水域不同海上可再生能源装置的当前和计划状态。

3.1欧洲的政策和目标

欧盟海上可再生技术政策是由欧洲绿色协议及其到2050年实现碳中和的目标推动的。非欧盟国家，如挪威、英国和瑞士，在遵守绿色协议要求和/或情感的程度上有不同的做法。然而，为了确保可持续发展，该部门的发展需要符合碳和生物多样性目标，还将受到管理海洋空间规划、电网连接和其他部门的政策的影响和塑造。欧洲联盟有若干政策文书专门涉及人类活动对沿海和海洋环境状况的影响。欧盟关于海上可再生能源（ORE）的相关指令和立法如图3.1所示。

3.1.1海洋战略框架指令

最全面的欧洲海洋相关指令是海洋战略框架指示（简称MSFD，欧洲议会和欧盟理事会，2008年）。MSFD列出了11个良好环境状况描述符（GES），并采用生态系统方法，认识到生物多样性和生态系统功能的至关重要性。描述符1规定维持生物多样性。描述符2-11考虑了人类活动产生的一系列影响，并要求它们不会对生态系统功能造成重大损害。因此，ORE的安装和操作必须遵守这些规定。

3.1.2生物多样性战略和自然恢复法

2020年5月，欧盟委员会（EC）发布了一份关于2030年生物多样性策略的通信（欧盟委员会，2020c）。该战略概述了解决过去四十年中出现的重大生物多样性损失的必要性。《信息通报》承认，“更可持续的可再生能源来源对应对气候变化和生物多样性丧失至关重要”。它还表示，“欧盟将优先考虑海洋能源、海上风电等解决方案，这也允许鱼类种群再生”。然而，《通信》也呼吁保护30%的海域，并严格保护至少10%的欧盟海域。目前，19%的欧盟水域受到保护，只有1%受到严格保护。成员国必须在2023年底之前证明在合法指定新的保护区和整合生态走廊方面取得了重大进展。会员国还应有效管理所有保护区，确定明确的保护目标和措施，并对其进行适当监测。这些要求将增加对海洋空间的竞争，并影响ORE装置的可行位置选择。然而，也有潜在的机会需要考虑，例如，海洋保护区（MPA）和ORE的场地。2022年，欧盟委员会提出了一项新的《自然恢复法》，旨在恢复生态系统，作为生物多样性战略的关键组成部分。这项法律如果获得批准，将要求成员国制定自然恢复计划，“到2030年覆盖欧盟至少20%的陆地和海域，并最终到2050年覆盖所有需要恢复的生态系统。”关于海洋资源，欧盟委员会强调了考虑其他相关指令（本节概述）的目标和要求（包括海洋空间）的重要性，并建议绘制适合海洋资源设施的区域地图，同时确保其影响较小，避免指定保护或恢复的区域。

3.1.3海洋空间规划

空间规划已作为管理海洋空间使用的一种工具，在不同活动之间产生协同作用。通常使用两种不同的术语：海洋空间规划和涉海空间规划（Marine Spatial Planning and Maritime Spatial Planning均缩写为MSP）。根据联合国教科文组织的方法，海洋空间规划主要考虑海洋生物多样性和生态系统功能的发展、保护和促进。欧洲委员会使用的涉海空间规划涉及所有人类对海洋的使用，如捕鱼、水产养殖、采矿、运输（从船舶到管道）、旅游和休闲以及ORE平台等基础设施的安装（Ehler等人，2019）。我们使用EC方法，该方法将海洋和涉海的（Marine 和 Maritime）视为同义词，因为涉海空间规划概念EC将自然方面与人类用途相结合。这应该导致一种将海洋活动融入自然世界的整体方法，在这种情况下，MSP一词用于涵盖这两个方面。

欧盟MSP指令（欧洲议会和理事会，2014年）于2014年通过，以应对不同用途（包括ORE装置）对海洋空间的高需求和快速增长。支持成员国制定其水域的国家计划（例如通过提供咨询的专家组和跨境合作），其中应包括所有ORE的布局和海洋环境的其他空间用途，并且必须至少每10年审查一次。

3.1.4欧洲绿色协议和海上可再生能源战略

能源的生产和使用占欧盟温室气体排放量的75%以上（欧盟委员会，2019）。因此，欧盟能源系统的脱碳至关重要。欧盟绿色协议侧重于清洁能源转型的三个关键原则：

1.确保安全和负担得起的欧盟能源供应；

2.发展一个完全一体化、互联互通和数字化的欧盟能源市场；

3.优先考虑能源效率，提高建筑的能源性能，发展主要基于可再生能源的电力部门。

2021年，欧洲海上风电装机容量为28.33GW（见图3.2），其中15.59GW位于欧盟成员国水域（WindEurope，2022b）。欧洲水域的海洋能装机容量为11.5MW（波浪）和1.4MW（潮流）（OEE，2022）。作为绿色协议的一部分，《海上可再生能源战略》（欧盟委员会，2020b）概述了欧盟认为现实和可实现的目标，以促进其气候中和愿景。这包括要求将欧洲水域的容量增加到：

·2030年至少安装60GW的海上风电和1GW的海洋能源；

·2050年至少安装300GW的海上风电和40GW的海洋能源。

这需要到2050年海洋可再生能源装机容量增加约30倍，分为风能处理能力增加25倍和海洋能源处理能力增加3000倍以上。成员国国家能源和气候计划（NECP）中表达的当前国家目标表明，这是可以实现的。然而，如第2章所述，可再生能源资源的分布并不均衡，因此需要采取区域方法，考虑到每个欧洲海盆的可用潜力和具体能力。单独的技术也需要适应不同的地区，并考虑支持基础设施（例如电网连接）。

在其海上可再生能源战略中，欧共体还解决了更广泛的问题，如：

·进入海洋空间；

·工业和就业层面；

·区域和国际合作；

·将研究项目从实验室技术转移到实践中。

各国政府和当局必须为欧洲的长期发展做出规划，评估成员国的环境、社会和经济可持续性，确保与其他海洋活动共存，同时与其他欧盟政策、战略和指令保持一致。为了确保在2050年实现欧盟气候中立，正在围绕2021年首次发布的拟议中的‘Fit for 55’一揽子措施进行谈判，该措施旨在到2030年将排放量至少减少55%。该方案包括到2030年进一步提高欧洲可再生能源份额的计划。它还修订了气候和能源立法，以减少对化石燃料的依赖，并扩大可再生能源的使用（除其他外）。在这方面，欧盟委员会提出了一个更雄心勃勃的目标，即到2030年可再生能源份额从32%提高到40%。为了应对欧洲的经济和地缘政治挑战，欧盟委员会于2022年通过了REPowerEU计划。该计划旨在减少欧洲对俄罗斯化石燃料的依赖，并应对气候变化。对于可再生能源，该计划呼吁加快能源转型，进一步提高Fit For 55一揽子计划中提出的雄心。2022年9月，欧洲议会投票决定将可再生能源份额目标提高到45%，并增加了一个次级目标，要求欧洲所有新增可再生能源装机容量的5%应来自创新来源，包括海洋能源。在撰写本文时，欧洲机构正在就这些目标进行谈判。

3.1.5欧洲治理举措

欧洲还有一些其他的治理举措与可再生能源的开发有关。2007年欧洲战略能源技术计划（SET计划）是一项欧洲举措，旨在通过欧盟国家、公司、研究机构和欧盟委员会之间的合作，加快低碳技术的开发和部署。关于可再生能源，已经制定了海上风电、海洋能源、综合能源系统和高压直流（HVDC）的实施计划。自2019年以来，已经发布了关于实施计划进展的年度报告，最近的报告是2021年的报告。在启动SET计划的同时，成立了欧洲能源研究联盟（EERA），以使各个研究组织的研发活动与SET计划的优先事项保持一致，并在欧盟层面建立联合规划框架。EERA利用技术和跨领域问题的联合方案开展业务，包括海洋和风能以及能源储存。欧洲技术创新平台（ETIP）是行业主导的利益相关者平台，被欧盟委员会认定为推动其行业创新、知识转移和欧洲竞争力的关键参与者。ETIP制定了研究和创新议程，以及欧盟和国家层面的行动路线图，并得到私人和公共资金的支持。他们动员利益相关者积极为商定的优先事项做出贡献，并在整个欧盟范围内共享信息。有专门用于风能和海洋能源的欧洲技术创新平台（ETIP），它们致力于支持SET计划，并确定了这些技术的研究重点和路线图。

3.2欧洲海上可再生能源实施和能力概述

本节将概述欧洲水域现有的和计划的装机能力。第6章讨论了相关的促进因素和基础设施（如电网连接）。

3.2.1成熟技术

成熟的ORE技术装置是TRL 6-9的装置（Technical Readiness Level，简称TRL技术成熟程度），包括海上风电、潮汐能以及波浪能。

海上风电

根据WindEurope（2022a）的数据，截至2022年年中，欧洲海上风电装机容量为28363MW（2022年初安装了30MW），相当于123个海上风电场，拥有5795台并网风力涡轮机。只有103MW（0.36%）的总装机容量涉及浮式海上风电场。然而，这占全球浮式风电装机容量的83%，表明该行业相对不成熟，以及欧洲在海上可再生能源安装（包括浮式风电安装）方面的持续主导地位。

截至2022年6月（WindEurope，2022a），英国在海上风电生产方面处于领先地位，累计装机容量为12739MW（即在某个时候已经安装的所有发电量的总和，包括一些已经从水中移除的设备），以及2542台并网风机。紧随英国其后的是德国（7713MW和1501台涡轮机）、荷兰（2986MW和599台涡轮机），丹麦（2308MW和631台涡轮机，以及比利时（2261MW和399台涡轮机。这些国家占欧洲总装机容量的99%。北海拥有近20GW（占欧洲海上风电总容量的79%），其次是爱尔兰海（12%）、波罗的海（9%）和大西洋(<1%）。北欧海域在离岸能源生产中的主导地位是由于多种因素的综合作用，包括风能资源的可用性，以及这些地区的水域较浅，便于安装。

尽管地中海的海洋和大气条件以及海底地貌与北欧海域有很大不同，但可用的风力潜力非常大。地中海第一个运行中的海上风电场（自2022年4月以来）位于意大利普利亚海岸附近，包括10台风力涡轮机，每台容量（在最佳风力条件下）为3MW，总容量为30MW。然而，地中海的海洋可再生能源开发正面临着环境和社会经济方面的反对（例如，见Lloret等人，2022）。

在接下来的三年里，预计将调试几个浮式海上风电项目，包括法国的四个项目（总容量113.5MW）、挪威的一个项目（88MW）和英国的一个（50MW）。法国的三个浮式项目将位于地中海，总容量为85MW。

潮汐能以及波浪能

根据欧洲海洋能源组织（OEE，2021）的数据，自2010年以来，欧洲安装的累计潮汐能潜能（即所有已安装的潮流设备的总容量，即使其中一些设备现在已经拆除，在理想条件下以最大值运行）为27.9MW，这几乎是全球累计装机潜力36.3MW的77%，显示出欧洲的领先地位。截至2020年底，欧洲水域仍部署了10.1MW，其他设施已退役。波浪能的相应数字是欧洲12MW的累计能源潜力（占全球累计装机潜力23.3MW的51%），2020年仍装机容量1.1MW。这些数字表明潮流和波浪能的成熟度较低，大多数设备安装的时间有限，以便于测试和原型设计，而不是在永久的商业发电场。2021年，Orbital Marine Power公司在英国奥克尼群岛部署了O2，这是世界上最大的潮汐涡轮机（2MW容量），从而在潮流能方面取得了重大进展。在欧盟地平线2020资助的FORWARD2030项目范围内，另一台Orbital 公司的涡轮机计划与制氢设施和电池系统一起部署在同一地区。在另一个由欧盟地平线2020资助的相关项目EnFAIT（在潮汐中实现未来阵列）中，Nova Innovation安装了一台商用涡轮机，作为部署在设得兰的潮汐阵列的一部分，如第2.2.3节所述。目前，欧洲只有两个正在运行的潮汐发电厂：法国的兰斯潮汐发电站和荷兰Oostershelde的一个较小规模的电厂（容量为1.2MW）（见图3.3）

关于波浪能，欧洲两个开创性的振荡水柱型（OWC，见第2.2.2节）波浪发电厂是亚速尔群岛的400kW Pico发电厂，该发电厂于1999年作为试点项目的一部分建造，并于2018年关闭，以及2011年在巴斯克地区建造的296kW Mutriku发电厂，目前仍在运行。2018年，在西班牙大加那利岛还安装了一个200千瓦的Wavepistone波能转换器（WEC）振荡体装置作为示范装置。2023年，第二个装置预计将安装在同一区域，用于海水淡化和发电。然而，除了Wello于2021年7月在比斯开海洋能源平台部署并连接到电网的600kW振荡体WEC外，大多数部署的设备容量有限，其中许多是正在开发的小规模原型。设备正在进行两年的实际测试，以更好地评估其可靠性和稳健性。