海上風(fēng)電是推動(dòng)全球風(fēng)電發(fā)展的核心支柱之一。國際可再生能源署發(fā)布的研究報(bào)告認(rèn)為，在利好政策刺激下，隨著技術(shù)創(chuàng)新和成本下降的持續(xù)，全球海上風(fēng)電在2030年將實(shí)現(xiàn)100GW 的累計(jì)裝機(jī)，甚至有望達(dá)到280GW。

國際可再生能源署(IRENA)日前發(fā)布了一份名為《創(chuàng)新應(yīng)用前瞻：海上風(fēng)電篇》(InnovationOutlook:Offshore Wind)的報(bào)告，對(duì)將會(huì)驅(qū)動(dòng)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的相關(guān)因素的未來走勢進(jìn)行了研判。報(bào)告指出，伴隨著技術(shù)創(chuàng)新和成本的持續(xù)下降，全球海上風(fēng)電總裝機(jī)容量有望從2015 年的13GW 激增至2030 年的100GW。

“海上風(fēng)電已經(jīng)具備了作為核心電源來推動(dòng)未來全球低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的條件。”國際可再生能源署總干事阿德南˙阿明(Adnan Z. Amin)指出，“在陸上風(fēng)電已經(jīng)在成本上能夠與傳統(tǒng)電源技術(shù)展開競爭的情況下，目前，海上風(fēng)電也正在引發(fā)廣泛關(guān)注，它具有高度依賴技術(shù)驅(qū)動(dòng)的特質(zhì)。”

在全球高度關(guān)注發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的語境下，海上風(fēng)電有成為改變游戲規(guī)則的可再生能源電力的潛質(zhì)。在國際可再生能源署的這份報(bào)告中，開篇即指出，“在人口密集的沿海地區(qū)，可以快速地建立起吉瓦級(jí)的海上風(fēng)電場”，這也使得“海上風(fēng)電可以成為通過經(jīng)濟(jì)有效的方式(Cost-effectiveManner)來減少能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)碳排放的重要技術(shù)之一”。之所以能夠如此，則和它與生俱來的一些特點(diǎn)相關(guān)，比如，生產(chǎn)的高度綠色、清潔化，技術(shù)進(jìn)步能夠推動(dòng)成本下降并進(jìn)一步擴(kuò)大了其在新能源市場中的份額。自從第一座海上風(fēng)電場投運(yùn)以來，海上風(fēng)電成本的下降幅度超過了30%，其度電成本(LCOE)也從2001年的240 美元/ 兆瓦時(shí)(按照當(dāng)時(shí)匯率折算，約合人民幣1986 元/ 兆瓦時(shí))降低到了2015年的大約170 美元/ 兆瓦時(shí)(按照當(dāng)時(shí)匯率折算，約合人民幣1054 元/ 兆瓦時(shí))。此外，海上風(fēng)電還從陸上風(fēng)電所取得的成功以及各方高度重視推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步中進(jìn)一步受益，這些技術(shù)將可以推動(dòng)海上風(fēng)電開發(fā)成本大幅下降，并可以使更多海域的風(fēng)能資源得以開發(fā)。

然而，報(bào)告的撰寫者們認(rèn)為，在目前的成本基礎(chǔ)上，要想保持海上風(fēng)電的良好發(fā)展勢頭，還要做好以下幾項(xiàng)工作：繼續(xù)推動(dòng)成本下降，降低并網(wǎng)的難度，進(jìn)一步開拓潛在的市場，持續(xù)關(guān)注環(huán)境、健康以及安全等方面的問題。尤其值得一提的是，國際可再生能源署認(rèn)為，技術(shù)創(chuàng)新將會(huì)成為推動(dòng)海上風(fēng)電成本進(jìn)一步削減的關(guān)鍵因素。上述報(bào)告中描繪了一些技術(shù)創(chuàng)新愿景：

(1)葉片制造技術(shù)以及傳動(dòng)系統(tǒng)性能的持續(xù)改善。這使得可以應(yīng)用更大型的葉片，相應(yīng)地提高了單機(jī)容量。目前主流在役機(jī)組的單機(jī)容量為6MW，風(fēng)輪直徑達(dá)到150m。運(yùn)用更大型的機(jī)組，可能并不一定會(huì)在現(xiàn)有設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)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(yù)計(jì)到21世紀(jì)20 年代，單機(jī)容量為10MW 的海上風(fēng)電機(jī)組將會(huì)投入商業(yè)化應(yīng)用，而到21 世紀(jì)30 年代， 單機(jī)容量為15MW 的機(jī)組將可以進(jìn)入市場。

(2)機(jī)組吊裝的便捷化。機(jī)組吊裝將會(huì)不斷趨于簡單。通過在港口組裝和預(yù)調(diào)試機(jī)組，并在海上一次性完成吊裝工作，可以大大簡化原有的環(huán)節(jié)。另外一種創(chuàng)新則是預(yù)先安裝好機(jī)組和基座，再通過定制的運(yùn)輸船或者拖輪將其運(yùn)到指定的機(jī)位點(diǎn)。這些方面的創(chuàng)新有助于降低吊裝成本，并規(guī)避健康和安全風(fēng)險(xiǎn)。

(3)漂浮式基座的發(fā)展。漂浮式機(jī)組是另外一個(gè)將會(huì)對(duì)海上風(fēng)電成本下降產(chǎn)生重要影響的創(chuàng)新環(huán)節(jié)，并有望在2020 年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。應(yīng)用該類型的基座，可以使海上風(fēng)電開發(fā)進(jìn)入到風(fēng)能資源更好，水深超過50m的海域。在中等水深(30 m—50 m)的海域，相比于固定式基座，漂浮式基座無疑更具成本優(yōu)勢，因?yàn)槠淇梢允够O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，并能夠最大限度地減少海上作業(yè)。此外，安裝這種基座時(shí)還可以使用造價(jià)低、現(xiàn)成的安裝船。

(4)輸電環(huán)節(jié)的創(chuàng)新。輸電環(huán)節(jié)也存在諸多可以創(chuàng)新的方面，其中就包括減少海上高壓交流(HVAC)基礎(chǔ)設(shè)施。在輸送離岸較遠(yuǎn)的風(fēng)電場所發(fā)電力時(shí)，高壓直流(HVDC)方式要優(yōu)于高壓交流(HVAC)方式，因?yàn)榍罢呖梢詼p少線損以及電纜成本。高壓直流輸電基礎(chǔ)設(shè)施成本的下降，將可以為其打開新的應(yīng)用市場，并使高壓直流變電站的互聯(lián)成為建設(shè)國際或者洲際高壓交流超級(jí)電網(wǎng)的第一要素(First Elements)。

其他方面的諸多創(chuàng)新也已經(jīng)具備了商業(yè)化的條件。比如，風(fēng)電場開發(fā)環(huán)節(jié)的創(chuàng)新——優(yōu)化微觀選址技術(shù)從而更好地利用風(fēng)能，減少氣動(dòng)尾流效應(yīng)以及最優(yōu)化利用各類海底地質(zhì)條件，都使得海上風(fēng)電場的整體布局趨于更加合理。此外，創(chuàng)新還被廣泛運(yùn)用于運(yùn)行維護(hù)(OMS)環(huán)節(jié)，報(bào)告對(duì)這些方面也進(jìn)行了全面、細(xì)致的研究。

這份報(bào)告的核心結(jié)論之一就是，如果全球經(jīng)濟(jì)一直朝著無碳化的方向發(fā)展，到2030 年，風(fēng)電必將成為主力電源。國際可再生能源署認(rèn)為，海上風(fēng)電的總裝機(jī)在2030 年將達(dá)到100GW，但如果能夠從政策層面使可再生能源在全球能源結(jié)構(gòu)中的占比翻番，那么到2030 年海上風(fēng)電的裝機(jī)規(guī)模有望進(jìn)一步擴(kuò)大——風(fēng)電總裝機(jī)將達(dá)到1990GW，其中海上風(fēng)電占280GW。

“海上風(fēng)電的發(fā)展?jié)摿薮螅嬲龑⑵浒l(fā)揮出來，各國政府還必須加大對(duì)技術(shù)創(chuàng)新的支持力度，并進(jìn)一步完善相關(guān)機(jī)制， 從而降低技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和財(cái)務(wù)成本。” 世界風(fēng)能協(xié)會(huì)(WWEA) 秘書長斯蒂凡˙ 辛格(Stefan Gs?nger) 表示，“ 國際可再生能源署的這份報(bào)告則為我們指明了需要繼續(xù)努力的方向。”