海上“风”潮：看丹麦如何成为全球风电巨头

摘要：应对全球气候变化的严峻挑战和确保能源供应的稳定与安全，已成为当今世界各国面临的共同课题。在此背景下，可再生能源的结构转型正以前所未有的速度推进。海上风电凭借风力资源丰富、发电潜力巨大等优势，正日益凸显其在全球能源脱碳路径中的战略价值。回顾历史，丹麦作为全球海上

本文来源：“海洋与湿地”（OceanWetlands）

应对全球气候变化的严峻挑战和确保能源供应的稳定与安全，已成为当今世界各国面临的共同课题。在此背景下，可再生能源的结构转型正以前所未有的速度推进。海上风电凭借风力资源丰富、发电潜力巨大等优势，正日益凸显其在全球能源脱碳路径中的战略价值。回顾历史，丹麦作为全球海上风电的先行者，早在1991年就建成了世界上第一座海上风电场，其发展历程、政策支持体系、区域产业协同机制以及在空间规划方面的经验，已然成为国际社会广泛借鉴的典范。本文旨在深入剖析丹麦在海上风电领域取得成功的关键因素，探讨当前全球海上风电规模化发展所面临的多维度挑战，并分析丹麦模式在不同国家和地区，特别是发展中国家背景下的适应性与潜在推广价值。

图 1 丹麦风电价值链示例（Wong, 2024）| 此图可视化展示了丹麦海上风电产业的完整价值链，从项目选址、部件生产到安装、运营维护（运维）和报废等关键环节。

丹麦海上风电成功的“秘诀”

事实上，丹麦在海上风电领域的领先地位并非一蹴而就，而是在国家层面长期战略部署的推动下稳步推进的结果。早在20世纪90年代，丹麦政府便基于反核运动的社会背景，制定了以清洁能源为核心的发展路径。其国家战略涵盖了多项制度性工具与市场干预机制：通过对化石燃料征税、为风电制造企业提供财政补贴和研发支持、以及推动传统能源企业向风能路径转型等政策，形成了系统性的鼓励机制。同时，政府还通过“750兆瓦装机义务”等配额政策，为海上风电创造了稳定的市场预期。这一系列跨越能源、工业与空间规划的政策协同，构成了丹麦海上风电发展的制度基底与成长动力。

除了国家层面的战略引领，丹麦在区域层面的产业协同尤为值得称道，其中以南丹麦地区，特别是埃斯比约港口（Esbjerg）为代表。埃斯比约凭借其作为传统海上油气产业重镇的历史积淀，成功实现了向海上风电产业的华丽转型。这并非简单的行业替代，而是一种基于现有产业基础的关联发展。海上油气行业积累的专业技术、海洋作业经验、完善的供应链体系以及高技能的产业工人，都为蓬勃发展的海上风电产业提供了得天独厚的条件。许多原本服务于油气行业的公司，如Semco Maritime、Port of Esbjerg和Rambøll等，都成功将其业务扩展到了海上风电领域，形成了宝贵的跨行业知识溢出和区域性的产业生态系统。这一深度融合机制，显著降低了海上风电发展的门槛和成本，加速了技术的成熟和规模化部署。

图 2 Lynetteholm海岸施工区远望哥本哈根沿岸风电设施 | 本图拍摄于丹麦哥本哈根Lynetteholm填海造陆项目施工现场，远处可见部署于近海水域的多组风力发电装置。该区域正在进行丹麦近年来最大的海岸扩展工程，风电设施则是可再生能源基础设施布局的重要组成部分。（摄影：周子又）

在持续的创新驱动下，丹麦还提出了极具前瞻性的“能源岛（Energy Island）”构想，开启了海上风电发展由发电向综合能源中枢转变的空间性拓展。能源岛是2020年丹麦气候与能源协议中明确提出的国家级战略工程，计划通过构建人工岛屿平台，将多个海上风电场的电力汇聚后向欧洲各国输出，形成北海电力互联的关键节点。更重要的是，能源岛不仅承担输电功能，还将集成“Power-to-X”系统，可将电力转化为绿氢等多种清洁燃料，为丹麦及邻国提供灵活能源解决方案。其结构设计可能因地质条件采用桩基、重力基础或沉箱式形态，是风电空间布局与能源系统耦合的新探索。这一概念的提出，不仅强化了海上风电的系统性与战略性，也为全球能源转型提供了可供借鉴的空间方案。

全球海上风电扩张之路上的“拦路虎”

尽管发展前景广阔，但全球海上风电的规模化扩张也面临着一系列不容忽视的挑战。首先是技术和并网难题。大规模、远距离的海上风电场接入现有电网，可能引发电压波动、谐波等电能质量问题，进而影响电网稳定性与其他接入设备的正常运行。风能本身的间歇性和波动性是导致这些问题的根本原因。为了应对并网挑战，人们正积极探索和应用先进的技术手段，例如通过“同步波形测量（SWM）”技术实现电网状态的高精度实时监测，从而更及时、准确地识别和响应故障。此外，储能系统（ESS）深度学习等算法也在功率质量监测和分类中展现出潜力，能够有效处理复杂和含噪的电网信号。利用这些技术，可以更好地管理海上风电对电网的影响。

图 3 电网集成海上风电后可能出现的电能质量扰动（PQD）类型（Shao et al., 2024）| 本表列出了海上风电并网可能导致的典型电能质量扰动类型，如电压暂降、电压暂升、谐波、闪变等，这些扰动会影响电网的稳定性和其他设备的正常运行。

其次，海上风电的开发必须审慎考虑其对海洋生态环境的影响和如何处理空间利用冲突。风电场的选址过程极为复杂，需要在风速、水深、地质条件等资源禀赋因素之外，权衡生态保护的重要性以及如何获得社会接受度。特别是施工期间的打桩作业会产生强烈的水下噪音和振动，对附近的鱼类和水生无脊椎动物构成潜在威胁。运营中的风机也会产生持续的水下噪音。因此，需要加强研究以全面评估这些影响，并开发如气泡幕等有效的噪音缓解措施。此外，广阔的海域并非“无主之地”，而是承载着渔业、航运、军事演习等多种重要活动。海上风电场址的选择必须充分协调和解决与这些现有海洋用途之间的空间冲突，这往往需要通过海洋空间规划和多方协商来实现。而地理信息系统（GIS）和多准则决策方法（MCDM）是辅助进行复杂场址选择和冲突分析的有效工具。

图 4 海上能源场址选择方法流程（Hosseinzadeh et al., 2023）| 本流程图概述了海上风能和波浪能联合场址选择的系统性方法，包括文献筛选、数据处理、排除限制区域、评估标准应用以及多准则决策等主要步骤。

图 5 海上能源场址选择常用标准及阈值示例（Hosseinzadeh et al., 2023）| 本表列举了影响海上风能和波浪能联合场址选择的一些关键标准，例如水深、离岸距离以及与电网的距离等，并提供了相应的阈值或考虑因素示例。

再者，海上风电发展面临着经济可持续性和生命周期末端处理的挑战。海上风电场通常位于远离海岸的位置，其运营维护频率直接影响整体成本与设备可用性。虽然技术的进步，如可靠性更高的直驱式机舱，正在努力降低故障率和维护频率，但庞大的风机群依然需要精密的维护策略。此外，当海上风电场达到其设计寿命（通常为20-25年）后，如何安全、环保地进行退役和废弃物处理成为了一个全球性的挑战。特别是风机叶片中使用的碳纤维等复合材料，目前回收利用的技术和经济性尚不成熟，大部分仍需填埋或焚烧，这与可再生能源的环保理念存在矛盾。开发高效、经济的回收技术是未来必须解决的问题。

图 6 海上风电场报废（EoL）假设情景示例（Li et al., 2022）| 本表展示了对海上风电场报废阶段的三种假设性情景（假设情景 EoL_H、乐观情景 EoL_O、保守情景 EoL_C），主要关注不同情景下材料的可回收比例及废弃物的处理方式（如回收、焚烧和填埋）。

丹麦经验的“他山之石”与本土化

丹麦在海上风电领域近三十年的探索和实践，为全球其他国家，特别是正在起步或加速发展海上风电的国家，提供了极为宝贵的经验和启示。丹麦模式的核心成功要素在于其高瞻远瞩的国家能源战略和一以贯之的政策支持。这一顶层设计为产业的长期健康发展提供了稳定框架，降低了投资风险，鼓励了技术创新和产业集聚。其他国家可以借鉴丹麦的经验，尽早制定清晰明确的海上风电发展目标和配套政策，包括但不限于容量规划、电价机制、租赁制度和环保法规，从而有效引导市场预期、激励产业投入。

图 7 ARC垃圾处理厂楼顶远眺哥本哈根东部海上风电群 | 本图拍摄于丹麦哥本哈根的Amager Resource Center（ARC）垃圾焚烧与能源中心楼顶。远方可见位于哥本哈根东部近海水域的大型风力发电装置群，构成城市可再生能源系统的重要组成部分。另，ARC集垃圾处理、发电与集中供热于一体，也是丹麦绿色能源循环系统的典型示范项目。（摄影：周子又）

丹麦的另一个重要启示在于其区域产业协同的成功模式。埃斯比约的案例生动地展示了，如何利用现有产业基础，特别是与海洋活动相关的产业（如港口物流、船舶服务、重型制造、甚至是油气服务业），为海上风电产业的发展提供支撑。这些相关产业可为风电发展提供基础设施、供应链支持、专业技术与技能劳动力等关键要素。正在发展海上风电的国家可以分析其沿海地区的产业结构和资源禀赋，识别潜在的相关产业，并通过产业政策和区域规划鼓励这些产业与海上风电形成协同效应，避免从零开始建设整个产业链，从而加速本地产业的发展和竞争力的提升。例如，中国部分沿海地区已具备较强的装备制造与港口工程基础，若能在政策机制上进一步强化海洋产业间的协同联动，也有望形成类似丹麦南部地区的产业支撑体系。

然而，简单地复制丹麦模式并不可行，本土化适应是成功的关键。每个国家和地区都有其独特的地质条件、海洋环境、气象特征、电网状况、现有海洋空间利用情况以及社会文化背景。这意味着包括场址选择标准、并网方案、环境评估方法乃至产业组织形式在内的诸多要素，都应因地制宜地加以调整与优化。例如，适用于北海的工程技术和环保措施可能不完全适用于太平洋或南海。电网基础设施薄弱的国家需要投入更多资源升级电网或发展柔性直流输电、储能等技术。解决空间冲突需要平衡当地特定的渔业、航运或军事需求。因此，借鉴丹麦经验的正确姿势是学习其战略思路和方法论，而非照搬具体做法，并将其与自身实际深度融合。对于正处于能源结构深度调整期的中国而言，丹麦经验提供了系统性能源治理、港口功能转型、产业协同发展等方面的重要启示，尤其是在推动“海洋强国”与“碳达峰碳中和”目标融合进程中，具有现实参考价值。

图 8 Sundby港口远眺海上风电装机群 | 本图摄于哥本哈根市南部Amager岛Sundby小港口，远方可见排列于海岸线上的一系列近海风力发电装置。该区域构成哥本哈根可再生能源部署的重要节点之一，与城市近岸基础设施形成典型的港-海耦合式风电场景。（摄影：周子又）

丹麦的海上风电发展历程是一部战略规划、技术创新和产业协同的成功史诗。它不仅为全球贡献了重要的清洁能源容量，更为其他国家提供了宝贵的经验财富。然而，放眼全球，海上风电的全面腾飞仍面临着技术并网、环境影响、空间利用冲突以及生命周期管理等诸多挑战。丹麦的经验指明了方向，特别是其在政策引导和产业协同方面的成功实践，具有强烈的现实指导意义。但成功的关键在于因地制宜，进行创造性的本土化适应。只有充分结合自身的自然条件、产业基础和发展需求，才能将丹麦的“他山之石”真正转化为推动本国海上风电发展的强大动力。海上风电是绿色能源转型的重要一翼，虽然转型之路充满不确定性，需要长期的规划和持续的努力；但通过国际合作与经验分享，中国若能在政策、技术与空间规划等维度加强统筹协调，结合本土条件进行战略性布局，也将在未来的全球海上风电竞赛中占据更加主动的位置。