海上風電發展趨勢前瞻

2017-08-23 10:01:08 《中國能源報》　點擊量：評論 (0)

8月16日-18日，2017海上風電領袖峰會召開之際，海上風電再次成為新能源行業關注的焦點。根據最新數據顯示，風能發電僅次于水力發電占到全球可再生資源發電量的16%。在全球高度關注發展低碳經濟的語境下，海上風電

8月16日-18日，2017海上風電領袖峰會召開之際，海上風電再次成為新能源行業關注的焦點。

根據最新數據顯示，風能發電僅次于水力發電占到全球可再生資源發電量的16%。在全球高度關注發展低碳經濟的語境下，海上風電有成為改變游戲規則的可再生能源電力的潛質。在人口密集的沿海地區，可以快速地建立起吉瓦級的海上風電場，這也使得海上風電可以成為通過經濟有效的方式來減少能源生產環節碳排放的重要技術之一。

中國海上風電勢頭猛

我國擁有發展海上風電的天然優勢，海岸線長達1.8萬公里，可利用海域面積300多萬平方公里，海上風能資源豐富。海上風電是我國風電未來的發展方向。

2016年，我國陸上風電新增裝機容量有所回落，而海上風電裝機實現大幅度增長。根據中國風能協會的統計，2016年，我國海上風電新增裝機154臺，容量達到59萬千瓦，比上年增長64%，累計裝機量達到163萬千瓦，排名世界前列。而我國陸地風電主要位于我國西北部，當地消納能力有限，對外輸送有賴于特高壓輸電線路建設的現狀。

更重要的是，海上風電是我國“一帶一路”倡議及“十三五”新能源規劃的重點產業，是推動沿海經濟發達地區能源轉型的重要手段。

早在2016年11月，國家能源局印發的《風電發展“十三五”規劃》就提出，到2020年，風電累計并網裝機容量確保達到2.1億千瓦以上，其中海上風電并網裝機容量達到500萬千瓦以上。今年5月4日，國家發改委聯合國家能源局印發《全國海洋經濟發展“十三五”規劃》，提出應因地制宜、合理布局海上風電產業，鼓勵在深遠海建設離岸式海上風電場，調整風電并網政策，健全海上風電產業技術標準體系和用海標準。隨著系列政策的出臺落地、經驗的積累和經濟性的凸顯，我國海上風電將持續推進，有望在“十三五”期間迎來黃金時代。

根據2017年最新的統計數據，中國在建與已投產的海上風電累計已占到全球總量的17.95%，穩居世界第三位，同時，從中國海上風電新增趨勢來看，其增長勢頭強勁，與世界第二位丹麥的差距也在不斷縮小。

海上風電仍面臨挑戰

不過，盡管迎來了較好的政策環境和市場機遇，我國海上風電發展仍面臨諸多挑戰。

其一，面臨成本較高的問題。據國網能源研究院統計，海上風電的平均投資成本約為陸上風電的2.8倍。2015年，中國海上風電的平均投資成本約為2400美元/千瓦(折合人民幣14743元/千瓦)。另據彭博財經數據統計，中國現有大部分海上風電項目的成本約為0.16美元/千瓦時至0.23美元/千瓦時(折合人民幣0.98元/千瓦時至1.41元/千瓦時)，遠高于煤電、氣電和陸上風電的成本，也高于國家發改委規定的海上風電上網電價。

其二，面臨技術風險。海上風電機組的單機容量更大，對風電機組防腐蝕等要求更為嚴格，質量問題尤為重要。再如，建設階段需要更大噸位的船舶、具備建設能力的參與方數量有限、市場容量有限、設計過程復雜而漫長、行業標準缺失等。

為了迎接挑戰，推動海上風電行業發展，可以從多方面入手：進一步完善支持海上風電發展的各項政策措施，確保對海上風電的支持力度，同時積極為企業開展項目建設提供便利條件。進一步加大海上風電相關的投入，通過工程實踐進一步完善相關的技術方案和標準規范體系，克服技術難題等。

技術驅動海上風電發展

全球海上風電發展迅速，市場廣闊。2016年全球累計海上風電產能增長2219MW，增幅18%。據全球風能理事會估計，2017年產能有望再增3GW。另外，根據市場研究機構Markets發布的報告，2017年全球海上風電市場投資約270.2億美元，預計到2022年增長到551.1億美元，期間復合年增長率達15.32%。

如果全球經濟一直朝著無碳化的方向發展，到2030年，風電必將成為主力電源。國際可再生能源署認為，海上風電的總裝機在2030年將達到100GW，但如果能夠從政策層面使可再生能源在全球能源結構中的占比翻番，那么到2030年海上風電的裝機規模有望進一步擴大——風電總裝機將達到1990GW，其中海上風電占280GW。

在此背景下，海上風電的技術發展將呈現以下趨勢：

（1）葉片制造技術以及傳動系統性能的持續改善。這使得可以應用更大型的葉片，相應地提高了單機容量。目前主流在役機組的單機容量為6MW，風輪直徑達到150m。運用更大型的機組，可能并不一定會在現有設計的基礎上進一步降低單位兆瓦的資本成本，但卻可以通過提高可靠性以及降低單位兆瓦的基座制造和吊裝成本，來降低度電成本。預計到2020年左右，單機容量為10MW的海上風電機組將會投入商業化應用，而到2030年左右，單機容量為15MW的機組將可以進入市場。

（2）機組吊裝的便捷化。機組吊裝將會不斷趨于簡單。通過在港口組裝和預調試機組，并在海上一次性完成吊裝工作，可以大大簡化原有的環節。另外一種創新，則是預先安裝好機組和基座，再通過定制的運輸船或者拖輪將其運到指定的機位點。這些方面的創新有助于降低吊裝成本，并規避健康和安全風險。

（3）漂浮式基座的發展。漂浮式機組是另外一個將會對海上風電成本下降產生重要影響的創新環節，并有望在2020年實現商業化。應用該類型的基座，可以使海上風電開發進入到風能資源更好，水深超過50m的海域。在中等水深（30m—50m）的海域，相比于固定式基座，漂浮式基座無疑更具成本優勢，因為其可以使基座設計標準化，并能夠最大限度地減少海上作業。此外，安裝這種基座時還可以使用造價更低的安裝船。

（4）輸電環節的創新。輸電環節也存在諸多可以創新的方面，其中就包括減少海上高壓交流基礎設施。在輸送離岸較遠的風電場所發電力時，高壓直流方式要優于高壓交流方式，因為高壓直流方式可以減少線損以及電纜成本。高壓直流輸電基礎設施成本的下降，將可以為其打開新的應用市場，并將進一步提高海上風電的競爭力。

（本文根據中國循環經濟協會可再生能源專委會海上風電研究團隊研究成果整理而成）