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張健Jim

以下是與Henrik Stiesdal對(duì)話的幾個(gè)要點(diǎn)：

• 1978 年，斯蒂斯達(dá)爾在父母的農(nóng)場上建造了丹麥第一臺(tái)三葉上風(fēng)向風(fēng)力渦輪機(jī)，開啟了丹麥風(fēng)能產(chǎn)業(yè)的序幕。他將設(shè)計(jì)授權(quán)給維斯塔斯，后來在西門子公司工作，幫助公司從 80 名員工發(fā)展到 14000 名員工。

• 競爭和產(chǎn)業(yè)化是降低海上風(fēng)電成本的關(guān)鍵。拍賣取代了固定的上網(wǎng)電價(jià)，形成了競爭壓力，而標(biāo)準(zhǔn)化和自動(dòng)化則實(shí)現(xiàn)了規(guī)模經(jīng)濟(jì)。

• Stiesdal 認(rèn)為，漂浮式海上風(fēng)能將風(fēng)能的可利用資源擴(kuò)大了十倍，使世界上更多的地方都能利用風(fēng)能。他的目標(biāo)是將底部固定式海上風(fēng)電的工業(yè)化經(jīng)驗(yàn)用于降低浮動(dòng)基礎(chǔ)的成本。

• 進(jìn)步有坎坷，但成本在下降。太陽能發(fā)電的成本曾達(dá)到 4.5 美元/瓦，后來降至 30 美分。2014 年，海上風(fēng)電成本為 145 歐元/兆瓦時(shí)，現(xiàn)在為 50-60 歐元/兆瓦時(shí)。持續(xù)的創(chuàng)新和工業(yè)化克服了鋼材價(jià)格和利率帶來的暫時(shí)性峰值。

• Stiesdal 并不認(rèn)同丹麥風(fēng)能產(chǎn)業(yè)的唯一功勞，他提到了許多貢獻(xiàn)者以及他在找到合適合作伙伴方面的好運(yùn)氣。但他認(rèn)為，參與該行業(yè)從小眾發(fā)展到主流的過程是一次 "奇妙的經(jīng)歷"。

• Stiesdal 沒有預(yù)見到風(fēng)力渦輪機(jī)會(huì)大規(guī)模升級(jí)為今天的兆瓦級(jí)海上巨型風(fēng)力渦輪機(jī)。他正確地預(yù)測(cè)了海上風(fēng)電將成為該行業(yè)的第三大支柱，但低估了時(shí)間框架，他設(shè)想的時(shí)間是 10 年，而實(shí)際只用了 9 年。

• 第一個(gè)海上風(fēng)電場位于丹麥相對(duì)避風(fēng)的海域，距離海岸僅 5 公里。關(guān)鍵的創(chuàng)新是對(duì)內(nèi)部進(jìn)行隔離和除濕，同時(shí)加固外部以防止腐蝕。

• 安裝的工業(yè)化也至關(guān)重要--標(biāo)準(zhǔn)化流程使經(jīng)驗(yàn)豐富的操作人員能夠在惡劣天氣條件下快速安裝渦輪機(jī)。這種可靠性使海上渦輪機(jī)可以在無人看管的情況下運(yùn)行數(shù)月。

• 風(fēng)能產(chǎn)業(yè)保留了更多的歐洲制造，而不是太陽能產(chǎn)業(yè)，這是因?yàn)轱L(fēng)能產(chǎn)業(yè)的技術(shù)領(lǐng)先性更強(qiáng)，而且依賴于集成供應(yīng)鏈，而太陽能產(chǎn)業(yè)則是獨(dú)立的面板。但 Stiesdal 認(rèn)為，通過自動(dòng)化和創(chuàng)新，歐洲的電池生產(chǎn)可以在競爭中立于不敗之地。

• 雖然較低的成本提高了采用率，但 Stiesdal 質(zhì)疑能源是否必須總是變得更便宜。氣候挑戰(zhàn)可能要求使用零碳能源，即使其成本仍高于化石燃料的歷史成本。

• 斯蒂斯達(dá)爾在 1978 年的一次超速事故中打破了丹麥的葉片拋擲距離(475m)記錄，當(dāng)時(shí)的創(chuàng)新技術(shù)還沒有讓渦輪機(jī)變得更加安全。但是，從失敗中吸取教訓(xùn)始終是進(jìn)步的動(dòng)力。

Henrik Stiesdal 認(rèn)為，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化是實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和降低可再生能源成本的關(guān)鍵因素。以下是他的一些觀點(diǎn)要點(diǎn)：

• 標(biāo)準(zhǔn)化使風(fēng)力渦輪機(jī)能夠像工業(yè)產(chǎn)品一樣批量生產(chǎn)，而不是每次都要定制工程項(xiàng)目。這是擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模和降低成本的關(guān)鍵。

• 他的目標(biāo)是將同樣的經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用于浮動(dòng)風(fēng)力基礎(chǔ)。標(biāo)準(zhǔn)化模塊化組件將取代定制設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)專用工廠的自動(dòng)化生產(chǎn)。

• Stiesdal 以風(fēng)力渦輪機(jī)塔架為例，說明了標(biāo)準(zhǔn)化的成本效益。以工廠為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)使其成為世界上最便宜的鋼結(jié)構(gòu)。

• 對(duì)于海上風(fēng)電而言，標(biāo)準(zhǔn)化安裝至關(guān)重要--讓經(jīng)驗(yàn)豐富的工作人員快速安裝渦輪機(jī)。這有賴于船舶、設(shè)備和流程的標(biāo)準(zhǔn)化。

• 太陽能電池板通過標(biāo)準(zhǔn)化迅速降低了成本。除了效率提高之外，其基本設(shè)計(jì)和制造幾十年來幾乎沒有變化，從而實(shí)現(xiàn)了工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。

總體而言，斯蒂斯達(dá)爾認(rèn)為產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)于可再生能源從精品小眾產(chǎn)品過渡到大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)至關(guān)重要。這將實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和規(guī)模經(jīng)濟(jì)，對(duì)成本競爭至關(guān)重要。

Henrik Stiesdal 認(rèn)為漂浮式海上風(fēng)力渦輪機(jī)有幾大優(yōu)勢(shì)和好處：

• 擴(kuò)大可到達(dá)地點(diǎn)：浮動(dòng)基礎(chǔ)可將風(fēng)電場安裝在離岸更遠(yuǎn)、固定基礎(chǔ)不可行的深水區(qū)。這大大增加了可用資源。

• 獲取更好的風(fēng)力資源：最好的風(fēng)速通常出現(xiàn)在需要浮動(dòng)技術(shù)的離岸更遠(yuǎn)的地方。漂浮風(fēng)能可以利用這些優(yōu)質(zhì)資源。

• 靠近負(fù)荷中心：許多能源需求大的沿海居民中心缺乏適合固定式海上風(fēng)電的淺水區(qū)。漂浮風(fēng)能可在這些負(fù)荷附近提供更清潔的電力。

• 減少視覺影響：將風(fēng)電場建在離岸 40 多公里的地平線上，從岸上看不到風(fēng)電場。這減少了公眾對(duì)美觀和環(huán)境影響的擔(dān)憂。

• 在亞洲推廣海上風(fēng)電：亞洲大部分地區(qū)缺乏淺海，但能源需求巨大。漂浮風(fēng)力發(fā)電對(duì)開發(fā)這些沿海居民附近的近海資源至關(guān)重要。

• 利用大規(guī)模生產(chǎn)：Stiesdal 認(rèn)為，浮動(dòng)風(fēng)能可以效仿固定式海上風(fēng)能，利用大規(guī)模生產(chǎn)和工業(yè)化來降低成本。

總之，Stiesdal 認(rèn)為漂浮式海上風(fēng)能可以讓更多的地區(qū)享受到海上風(fēng)能的好處，并通過制造創(chuàng)新降低成本。這將使世界上更多的地方都能獲得更清潔的風(fēng)能。

Henrik Stiesdal 極力主張將模塊化設(shè)計(jì)作為實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和降低成本的關(guān)鍵因素。

• 他以陸上風(fēng)力渦輪機(jī)塔架為例，這些塔架總是分段建造并在現(xiàn)場組裝，而不是建造成一個(gè)單獨(dú)的高塔。

• 客戶可能會(huì)要求將塔架建成一個(gè)整體，以避免組裝的麻煩。但制造商會(huì)解釋說，這樣成本會(huì)成倍增加，根本無法與模塊化、工廠化方式競爭。

• 因此，模塊化建筑雖然需要組裝，但通過自動(dòng)化制造卻能帶來巨大的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益。這也是 Stiesdal 浮動(dòng)式風(fēng)力發(fā)電基礎(chǔ)的核心主題。

• 他主張應(yīng)用塔架行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，在大批量工廠中建造標(biāo)準(zhǔn)化的地基組件，而不是在現(xiàn)場定制地基。浮動(dòng)平臺(tái)可以由這些批量生產(chǎn)的模塊組裝而成，從而充分利用成本優(yōu)勢(shì)。

Stiesdal 認(rèn)為模塊化是實(shí)現(xiàn)工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)和降低成本的關(guān)鍵，正如陸上風(fēng)塔和造船等其他行業(yè)已經(jīng)證明的那樣。自動(dòng)化設(shè)施中的標(biāo)準(zhǔn)化制造是他實(shí)現(xiàn)可負(fù)擔(dān)得起的浮動(dòng)式海上風(fēng)電愿景的核心。

Henrik Stiesdal 將化工廠和風(fēng)力發(fā)電廠的成本結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比較，以說明工業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化的影響。

• 對(duì)于像化工廠這樣采用知名技術(shù)建造的典型加工廠來說，實(shí)際工作的設(shè)備（反應(yīng)器、管道等）約占資本成本的 100%。

• 但隨后還需要建造工廠本身--土木工程、地基、建筑等。這種 "工廠平衡 "(Balance of Plant) 通常會(huì)在工藝設(shè)備成本的基礎(chǔ)上再增加 200%。因此，全部資本成本是設(shè)備本身的 300%。

• 相比之下，對(duì)于目前美國的陸上風(fēng)電場來說，渦輪機(jī)/發(fā)電機(jī)約占成本的 100%。但地基、電力工程、道路、圍欄等--設(shè)備的其他部分--僅在渦輪機(jī)成本的基礎(chǔ)上再增加 40-50%。因此，全部資本成本僅為風(fēng)機(jī)設(shè)備的 140-150%。

這表明，與傳統(tǒng)的加工廠建設(shè)相比，風(fēng)能產(chǎn)業(yè)的工業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化大大降低了非設(shè)備成本。由于高度優(yōu)化的工廠式安裝和規(guī)模經(jīng)濟(jì)，設(shè)備的平衡成本要低得多。Stiesdal 用這個(gè)比喻來說明工業(yè)化在降低成本方面的力量，他希望將這股力量運(yùn)用到浮式海上風(fēng)電基礎(chǔ)上。通過應(yīng)用陸上風(fēng)塔行業(yè)的自動(dòng)化制造等技術(shù)，他的目標(biāo)是使浮式風(fēng)力發(fā)電在成本上具有競爭力。