海上風電發(fā)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(yè)關注的焦點。根據最新數據顯示，風能發(fā)電僅次于水力發(fā)電占到全球可再生資源發(fā)電量的16%。在全球高度關注發(fā)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(yè)關注的焦點。

根據最新數據顯示，風能發(fā)電僅次于水力發(fā)電占到全球可再生資源發(fā)電量的16%。在全球高度關注發(fā)展低碳經濟的語境下，海上風電有成為改變游戲規(guī)則的可再生能源電力的潛質。在人口密集的沿海地區(qū)，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(huán)節(jié)碳排放的重要技術之一。

中國海上風電勢頭猛

我國擁有發(fā)展海上風電的天然優(yōu)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(fā)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(xiàn)大幅度增長。根據中國風能協(xié)會的統(tǒng)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(xiàn)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(guī)劃的重點產業(yè)，是推動沿海經濟發(fā)達地區(qū)能源轉型的重要手段。

早在2016年11月，國家能源局印發(fā)的《風電發(fā)展“十三五”規(guī)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(fā)改委聯(lián)合國家能源局印發(fā)《全國海洋經濟發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，提出應因地制宜、合理布局海上風電產業(yè)，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(yè)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(xù)推進，有望在“十三五”期間迎來黃金時代。

根據2017年最新的統(tǒng)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(wěn)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(zhàn)

不過，盡管迎來了較好的政策環(huán)境和市場機遇，我國海上風電發(fā)展仍面臨諸多挑戰(zhàn)。

其一，面臨成本較高的問題。據國網能源研究院統(tǒng)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(tǒng)計，中國現(xiàn)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(fā)改委規(guī)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(yè)標準缺失等。

為了迎接挑戰(zhàn)，推動海上風電行業(yè)發(fā)展，可以從多方面入手：進一步完善支持海上風電發(fā)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(yè)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(guī)范體系，克服技術難題等。

技術驅動海上風電發(fā)展

全球海上風電發(fā)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(fā)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(fā)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(guī)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(fā)展將呈現(xiàn)以下趨勢：

（1）葉片制造技術以及傳動系統(tǒng)性能的持續(xù)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(xiàn)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(yè)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(huán)節(jié)。另外一種創(chuàng)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(chuàng)新有助于降低吊裝成本，并規(guī)避健康和安全風險。

（3）漂浮式基座的發(fā)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(chuàng)新環(huán)節(jié)，并有望在2020年實現(xiàn)商業(yè)化。應用該類型的基座，可以使海上風電開發(fā)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(yōu)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(yè)。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(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基礎設施。在輸送離岸較遠的風電場所發(fā)電力時，高壓直流方式要優(yōu)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(huán)經濟協(xié)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）