8月16日-18日，2017海上風(fēng)電領(lǐng)袖峰會(huì)召開(kāi)之際，海上風(fēng)電再次成為新能源行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。
根據(jù)最新數(shù)據(jù)顯示，風(fēng)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(guān)注發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的語(yǔ)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(chǎng)，這也使得海上風(fēng)電可以成為通過(guò)經(jīng)濟(jì)有效的方式來(lái)減少能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)碳排放的重要技術(shù)之一。
中國(guó)海上風(fēng)電勢(shì)頭猛
我國(guó)擁有發(fā)展海上風(fēng)電的天然優(yōu)勢(shì)，海岸線長(zhǎng)達(dá)1.8萬(wàn)公里，可利用海域面積300多萬(wàn)平方公里，海上風(fēng)能資源豐富。海上風(fēng)電是我國(guó)風(fēng)電未來(lái)的發(fā)展方向。
2016年，我國(guó)陸上風(fēng)電新增裝機(jī)容量有所回落，而海上風(fēng)電裝機(jī)實(shí)現(xiàn)大幅度增長(zhǎng)。根據(jù)中國(guó)風(fēng)能協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)，2016年，我國(guó)海上風(fēng)電新增裝機(jī)154臺(tái)，容量達(dá)到59萬(wàn)千瓦，比上年增長(zhǎng)64%，累計(jì)裝機(jī)量達(dá)到163萬(wàn)千瓦，排名世界前列。而我國(guó)陸地風(fēng)電主要位于我國(guó)西北部，當(dāng)?shù)叵{能力有限，對(duì)外輸送有賴于特高壓輸電線路建設(shè)的現(xiàn)狀。
更重要的是，海上風(fēng)電是我國(guó)“一帶一路”倡議及“十三五”新能源規(guī)劃的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，是推動(dòng)沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)能源轉(zhuǎn)型的重要手段。
早在2016年11月，國(guó)家能源局印發(fā)的《風(fēng)電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》就提出，到2020年，風(fēng)電累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)容量確保達(dá)到2.1億千瓦以上，其中海上風(fēng)電并網(wǎng)裝機(jī)容量達(dá)到500萬(wàn)千瓦以上。今年5月4日，國(guó)家發(fā)改委聯(lián)合國(guó)家能源局印發(fā)《全國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，提出應(yīng)因地制宜、合理布局海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)，鼓勵(lì)在深遠(yuǎn)海建設(shè)離岸式海上風(fēng)電場(chǎng)，調(diào)整風(fēng)電并網(wǎng)政策，健全海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系和用海標(biāo)準(zhǔn)。隨著系列政策的出臺(tái)落地、經(jīng)驗(yàn)的積累和經(jīng)濟(jì)性的凸顯，我國(guó)海上風(fēng)電將持續(xù)推進(jìn)，有望在“十三五”期間迎來(lái)黃金時(shí)代。
根據(jù)2017年最新的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，中國(guó)在建與已投產(chǎn)的海上風(fēng)電累計(jì)已占到全球總量的17.95%，穩(wěn)居世界第三位，同時(shí)，從中國(guó)海上風(fēng)電新增趨勢(shì)來(lái)看，其增長(zhǎng)勢(shì)頭強(qiáng)勁，與世界第二位丹麥的差距也在不斷縮小。
海上風(fēng)電仍面臨挑戰(zhàn)
不過(guò)，盡管迎來(lái)了較好的政策環(huán)境和市場(chǎng)機(jī)遇，我國(guó)海上風(fēng)電發(fā)展仍面臨諸多挑戰(zhàn)。
其一，面臨成本較高的問(wèn)題。據(jù)國(guó)網(wǎng)能源研究院統(tǒng)計(jì)，海上風(fēng)電的平均投資成本約為陸上風(fēng)電的2.8倍。2015年，中國(guó)海上風(fēng)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?yè)?jù)彭博財(cái)經(jīng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)現(xiàn)有大部分海上風(fēng)電項(xiàng)目的成本約為0.16美元/千瓦時(shí)至0.23美元/千瓦時(shí)(折合人民幣0.98元/千瓦時(shí)至1.41元/千瓦時(shí))，遠(yuǎn)高于煤電、氣電和陸上風(fēng)電的成本，也高于國(guó)家發(fā)改委規(guī)定的海上風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)。
其二，面臨技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。海上風(fēng)電機(jī)組的單機(jī)容量更大，對(duì)風(fēng)電機(jī)組防腐蝕等要求更為嚴(yán)格，質(zhì)量問(wèn)題尤為重要。再如，建設(shè)階段需要更大噸位的船舶、具備建設(shè)能力的參與方數(shù)量有限、市場(chǎng)容量有限、設(shè)計(jì)過(guò)程復(fù)雜而漫長(zhǎng)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)缺失等。
為了迎接挑戰(zhàn)，推動(dòng)海上風(fēng)電行業(yè)發(fā)展，可以從多方面入手：進(jìn)一步完善支持海上風(fēng)電發(fā)展的各項(xiàng)政策措施，確保對(duì)海上風(fēng)電的支持力度，同時(shí)積極為企業(yè)開(kāi)展項(xiàng)目建設(shè)提供便利條件。進(jìn)一步加大海上風(fēng)電相關(guān)的投入，通過(guò)工程實(shí)踐進(jìn)一步完善相關(guān)的技術(shù)方案和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，克服技術(shù)難題等。
技術(shù)驅(qū)動(dòng)海上風(fēng)電發(fā)展
全球海上風(fēng)電發(fā)展迅速，市場(chǎng)廣闊。2016年全球累計(jì)海上風(fēng)電產(chǎn)能增長(zhǎng)2219MW，增幅18%。據(jù)全球風(fēng)能理事會(huì)估計(jì)，2017年產(chǎn)能有望再增3GW。另外，根據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Markets發(fā)布的報(bào)告，2017年全球海上風(fēng)電市場(chǎng)投資約270.2億美元，預(yù)計(jì)到2022年增長(zhǎng)到551.1億美元，期間復(fù)合年增長(zhǎng)率達(dá)15.32%。
如果全球經(jīng)濟(jì)一直朝著無(wú)碳化的方向發(fā)展，到2030年，風(fēng)電必將成為主力電源。國(guó)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。
在此背景下，海上風(fēng)電的技術(shù)發(fā)展將呈現(xiàn)以下趨勢(shì)：
（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(guò)提高可靠性以及降低單位兆瓦的基座制造和吊裝成本，來(lái)降低度電成本。預(yù)計(jì)到2020年左右，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2030年左右，單機(jī)容量為15MW的機(jī)組將可以進(jìn)入市場(chǎng)。
（2）機(jī)組吊裝的便捷化。機(jī)組吊裝將會(huì)不斷趨于簡(jiǎn)單。通過(guò)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(jiǎn)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(guò)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(kāi)發(fā)進(jìn)入到風(fēng)能資源更好，水深超過(guò)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(wú)疑更具成本優(yōu)勢(shì)，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)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(chǔ)設(shè)施。在輸送離岸較遠(yuǎn)的風(fēng)電場(chǎng)所發(fā)電力時(shí)，高壓直流方式要優(yōu)于高壓交流方式，因?yàn)楦邏褐绷鞣绞娇梢詼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(kāi)新的應(yīng)用市場(chǎng)，并將進(jìn)一步提高海上風(fēng)電的競(jìng)爭(zhēng)力。
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