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官方商城海上風(fēng)電發(fā)展趨勢前瞻
8月16日-18日，2017海上風(fēng)電領(lǐng)袖峰會召開之際，海上風(fēng)電再次成為新能源行業(yè)關(guān)注的焦點。
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)有效的方式來減少能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)碳排放的重要技術(shù)之一。
中國海上風(fēng)電勢頭猛
我國擁有發(fā)展海上風(fēng)電的天然優(yōu)勢，海岸線長達(dá)1.8萬公里，可利用海域面積300多萬平方公里，海上風(fēng)能資源豐富。海上風(fēng)電是我國風(fēng)電未來的發(fā)展方向。
2016年，我國陸上風(fēng)電新增裝機(jī)容量有所回落，而海上風(fēng)電裝機(jī)實現(xiàn)大幅度增長。根據(jù)中國風(fēng)能協(xié)會的統(tǒng)計，2016年，我國海上風(fēng)電新增裝機(jī)154臺，容量達(dá)到59萬千瓦，比上年增長64%，累計裝機(jī)量達(dá)到163萬千瓦，排名世界前列。而我國陸地風(fēng)電主要位于我國西北部，當(dāng)?shù)叵{能力有限，對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“一帶一路”倡議及“十三五”新能源規(guī)劃的重點產(chǎn)業(yè)，是推動沿海經(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(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)，鼓勵在深遠(yuǎn)海建設(shè)離岸式海上風(fēng)電場，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落地、經(jīng)驗的積累和經(jīng)濟(jì)性的凸顯，我國海上風(fēng)電將持續(xù)推進(jìn)，有望在“十三五”期間迎來黃金時代。
根據(jù)2017年最新的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，中國在建與已投產(chǎn)的海上風(fēng)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(fēng)電新增趨勢來看，其增長勢頭強(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，盡管迎來了較好的政策環(huán)境和市場機(jī)遇，我國海上風(fēng)電發(fā)展仍面臨諸多挑戰(zhàn)。
其一，面臨成本較高的問題。據(jù)國網(wǎng)能源研究院統(tǒng)計，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)。另據(jù)彭博財經(jīng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，中國現(xiàn)有大部分海上風(fēng)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(yuǎn)高于煤電、氣電和陸上風(fēng)電的成本，也高于國家發(fā)改委規(guī)定的海上風(fēng)電上網(wǎng)電價。
其二，面臨技術(shù)風(fēng)險。海上風(fēng)電機(jī)組的單機(jī)容量更大，對風(fēng)電機(jī)組防腐蝕等要求更為嚴(yán)格，質(zhì)量問題尤為重要。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、市場容量有限、設(shè)計過程復(fù)雜而漫長、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)缺失等。
為了迎接挑戰(zhàn)，推動海上風(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)展的各項政策措施，確保對海上風(fēng)電的支持力度，同時積極為企業(yè)開展項目建設(shè)提供便利條件。進(jìn)一步加大海上風(fēng)電相關(guān)的投入，通過工程實踐進(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)動海上風(fēng)電發(fā)展
全球海上風(fēng)電發(fā)展迅速，市場廣闊。2016年全球累計海上風(fēng)電產(chǎn)能增長2219MW，增幅18%。據(jù)全球風(fēng)能理事會估計，2017年產(chǎn)能有望再增3GW。另外，根據(jù)市場研究機(jī)構(gòu)Markets發(fā)布的報告，2017年全球海上風(fēng)電市場投資約270.2億美元，預(yù)計到2022年增長到551.1億美元，期間復(fù)合年增長率達(dá)15.32%。
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。
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：
(1)葉片制造技術(shù)以及傳動系統(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，可能并不一定會在現(xiàn)有設(shè)計的基礎(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)計到2020年左右，單機(jī)容量為10MW的海上風(fēng)電機(jī)組將會投入商業(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。
(2)機(jī)組吊裝的便捷化。機(jī)組吊裝將會不斷趨于簡單。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。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。
(3)漂浮式基座的發(fā)展。漂浮式機(jī)組是另外一個將會對海上風(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(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(shè)計標(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(chǔ)設(shè)施。在輸送離岸較遠(yuǎn)的風(fēng)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(chǔ)設(shè)施成本的下降，將可以為其打開新的應(yīng)用市場，并將進(jìn)一步提高海上風(fēng)電的競爭力。
6兆瓦海上風(fēng)機(jī)急于批量為什么?
毋庸置疑，海上風(fēng)電已然成為風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略制高點。錯過了早期海上風(fēng)電的沉淀，必然要搶占海上大兆瓦的先機(jī)，但要煽動整個行業(yè)與其一起冒險，似乎與中國政府實施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略背道而馳。
2010年，我國建立首個海上風(fēng)電場東海大橋風(fēng)電場，7年來步履維艱。然而，近期一些設(shè)備廠家聲稱2018年我國將實現(xiàn)6MW級海上風(fēng)電批量商業(yè)運(yùn)行。
對此，業(yè)界欣喜者有之，疑惑者亦有之。我們不禁要問，盡管中國的海上風(fēng)電站在歐洲同行的肩膀上，但是在陸上風(fēng)電問題頻發(fā)、多數(shù)風(fēng)機(jī)設(shè)備廠商技術(shù)空心化的背景下，中國海上風(fēng)電僅用7、8年的時間100多萬的運(yùn)行業(yè)績，試圖實現(xiàn)大兆瓦批量商業(yè)運(yùn)行，是何原因?
海上風(fēng)機(jī)可靠性是驗證出來的
紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。對于海上風(fēng)電來說，最重要的是業(yè)績和批量運(yùn)行后的反復(fù)迭代。
中國風(fēng)能協(xié)會的數(shù)據(jù)顯示，截至2016年底，我國海上風(fēng)電累計裝機(jī)163萬千瓦。其中，上海電氣累計裝機(jī)最多，為94.8萬千瓦;其次為遠(yuǎn)景能源，累計裝機(jī)18.1萬千瓦;第三是華銳風(fēng)電，累計裝機(jī)17萬千瓦。其中4MW級海上風(fēng)機(jī)占據(jù)總裝機(jī)規(guī)模的60%以上，歐洲海上風(fēng)電這一比例更高，4兆瓦為主的風(fēng)機(jī)設(shè)備和產(chǎn)業(yè)鏈條已然成熟，而6MW級剛剛起步。
任何工業(yè)產(chǎn)品都具有一定的成長周期，產(chǎn)品技術(shù)迭代和產(chǎn)業(yè)鏈成熟需要時間，如果重新再走陸上風(fēng)電的彎路，無論產(chǎn)業(yè)和開發(fā)商都傷不起。英國、德國等國家建立了國家級的海上風(fēng)電測試平臺和實驗室，產(chǎn)品經(jīng)過測試驗證后再下海運(yùn)行2-3年，才可以批量商業(yè)化。
彎道超車不能急于求成
風(fēng)機(jī)選型的本質(zhì)在于機(jī)型與風(fēng)況的適合度，中國的海上風(fēng)機(jī)選型當(dāng)然要遵循這樣的商業(yè)邏輯。據(jù)不完全統(tǒng)計，中國離岸70km以內(nèi)的海域，除福建中南部、廣東東部以外，年平均風(fēng)速均在8m/s以下，而且在中國北有海冰、南有臺風(fēng)，地質(zhì)條件復(fù)雜(淤泥、巖石)、施工設(shè)備相對滯后的背景下，雖然大兆瓦是發(fā)展的趨勢，但不能一概而論、急于求成。
誠然，大兆瓦是領(lǐng)先的標(biāo)志，也一定是未來的趨勢。但海上風(fēng)電大兆瓦不可以盲目參考陸上風(fēng)電和其他制造業(yè)的先例，急于推進(jìn)?！昂Ｉ峡煽啃孕枰炞C，這些設(shè)備廠家都知道。但今年以來陸上風(fēng)電市場萎縮，海上市場前景可期，因此成為市場競爭的主戰(zhàn)場。目前海上運(yùn)行量經(jīng)驗最豐富的是上海電氣、遠(yuǎn)景能源和華銳，主流機(jī)型為4兆瓦。但一些企業(yè)試圖彎道超車，跳過4兆瓦，設(shè)置5兆瓦甚至更大兆瓦的市場壁壘，搶占海上市場?！币晃粯I(yè)內(nèi)資深權(quán)威人士表示，設(shè)備企業(yè)出于市場考慮各種宣傳引導(dǎo)和承諾，與一些地方政府不謀而合，他們不會考慮產(chǎn)業(yè)利益。需要能源主管部門加強(qiáng)管理提出要求，否則日后出現(xiàn)任何海上風(fēng)電的問題，都會影響整個行業(yè)的競爭力和發(fā)展信心。
“地方政府要求產(chǎn)業(yè)落地，只要落地就有資源，設(shè)備商有資源給業(yè)主就能換取市場，陸上的產(chǎn)業(yè)怪圈正在海上重演，忽略了海上風(fēng)電高風(fēng)險的特殊性。急需引起相關(guān)部門的重視。”他說。
國家能源局新能源司相關(guān)負(fù)責(zé)人曾表示，“十三五”期間，海上風(fēng)電是重要的能源發(fā)展領(lǐng)域，但其發(fā)展不需要全面開花，不需要上規(guī)模，畢竟其中風(fēng)險很大，經(jīng)驗積累和技術(shù)完善需要時間。真正需要的是企業(yè)明確思路，穩(wěn)健前行，找到癥結(jié)，明確工作目標(biāo)和措施，推動海上風(fēng)電進(jìn)入形成健康完善的產(chǎn)業(yè)體系。
發(fā)展海上風(fēng)電不能照搬陸上模式
能源革命的進(jìn)程已呈現(xiàn)出逐步加快之勢，綠色低碳發(fā)展趨勢不可逆轉(zhuǎn)，這是包括中國在內(nèi)的世界各國的重要共識。可再生能源最終要代替化石能源，成為主力能源，這是包括風(fēng)能在內(nèi)的所有可再生能源事業(yè)從業(yè)者的光榮使命，值得我們?yōu)橹恍概?。在偉大的能源革命進(jìn)程中，我國的風(fēng)力發(fā)電事業(yè)從無到有，從小到大，成為了一支強(qiáng)大的生力軍。在風(fēng)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過程中，海上風(fēng)電是未來發(fā)展的重點，它代表了風(fēng)能發(fā)展的最高技術(shù)水平，也是未來能源的重要來源。海上風(fēng)電雖然起步較晚，但是憑借海風(fēng)資源的穩(wěn)定性和大發(fā)電功率的特點，近年來正在世界各地飛速發(fā)展。
據(jù)全球風(fēng)能理事會(GWEC)統(tǒng)計，2016年全球海上風(fēng)電新增裝機(jī)2219MW，全球14個市場的海上風(fēng)電裝機(jī)容量累計為14384MW。
根據(jù)中國氣象局風(fēng)能資源詳查初步成果，我國5至25米水深線以內(nèi)近海區(qū)域、海平面以上50米高度范圍內(nèi)，風(fēng)電可裝機(jī)容量約2億千瓦。2016年，我國海上風(fēng)電新增裝機(jī)容量590MW，比上年增長64%，累計裝機(jī)量達(dá)到1630MW，排在全球海上風(fēng)電裝機(jī)榜單第三位。海上風(fēng)電可發(fā)展區(qū)域主要集中在我國東部沿海地區(qū)，大力發(fā)展海上風(fēng)電，不僅可以滿足東部用電需求，陸上、海上風(fēng)電相結(jié)合，更會加快我國綠色發(fā)電的步伐。
從風(fēng)電機(jī)組制造上說，歐洲6MW海上風(fēng)電機(jī)組已形成產(chǎn)業(yè)化能力并批量安裝，8.5MW及9.5MW海上風(fēng)電機(jī)組進(jìn)入樣機(jī)試運(yùn)行階段，12MW的海上風(fēng)電機(jī)組也已經(jīng)開始進(jìn)設(shè)計;我國海上風(fēng)電機(jī)組容量以3-4MW為主，5-6MW風(fēng)電機(jī)組多處于小批試驗階段，與國外技術(shù)水平還有很大的差距。
因此，作為風(fēng)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展基礎(chǔ)，我國的風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)要順應(yīng)發(fā)展的需要，先行轉(zhuǎn)強(qiáng);要持續(xù)提高創(chuàng)新能力，在技術(shù)、質(zhì)量、成本和服務(wù)上深入發(fā)展，在創(chuàng)造國際一流品牌上狠下功夫。在未來一定時期，我國的風(fēng)電整機(jī)和零部件企業(yè)要重點突破大功率海上風(fēng)電技術(shù);并共同努力建成我國的風(fēng)電機(jī)組公共檢測平臺，以提高我國的研發(fā)能力和水平。
具體從設(shè)備制造的角度提以下幾點意見：
一、海上風(fēng)電的發(fā)展一定程度上要借鑒海洋工程的技術(shù)，絕不可照搬陸上風(fēng)電的做法來發(fā)展海上風(fēng)電。一定要將海上風(fēng)電當(dāng)作風(fēng)電行業(yè)的另外一個產(chǎn)業(yè)來對待，不論從設(shè)計、制造、安裝、運(yùn)維各個方面要提升到一個更高的高度。
二、海上風(fēng)電必須以高可靠性、高技術(shù)成熟度來考量，杜絕設(shè)備質(zhì)量問題發(fā)生，尤其是大部件的質(zhì)量問題。貿(mào)然激進(jìn)只會對制造企業(yè)帶來毀滅性打擊。把基礎(chǔ)工作做扎實，包括整機(jī)制造、施工技術(shù)研發(fā)等領(lǐng)域，避免或降低因后期出現(xiàn)問題導(dǎo)致的高額維護(hù)成本。
三、進(jìn)一步加大海上風(fēng)電相關(guān)的投入，扎扎實實地做好技術(shù)研發(fā)，積極開展國際合作，借鑒國外海上風(fēng)電的經(jīng)驗和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合我國海上實際情況，制定適合我國海上風(fēng)電特點的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并推動標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，推動標(biāo)準(zhǔn)的落地執(zhí)行。嚴(yán)格實行第三方機(jī)構(gòu)認(rèn)證，用高標(biāo)準(zhǔn)保駕護(hù)航海上風(fēng)電發(fā)展。通過工程實踐進(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。
四、打造海上風(fēng)電優(yōu)質(zhì)產(chǎn)業(yè)鏈。面對原材料價格上漲，電價不斷下調(diào)，主機(jī)招標(biāo)價格也不斷走低的情況，如何確保主機(jī)的質(zhì)量和性能，則需要開發(fā)商、主機(jī)企業(yè)、部件提供商齊心協(xié)力，相互支持，不斷技術(shù)優(yōu)化，控制成本，形成不可分割的利益共同體、事業(yè)共同體、生命共同體，并避免惡性競爭，以對行業(yè)整體利益的傷害。
五、我們發(fā)展清潔能源，是改善能源結(jié)構(gòu)、保障能源安全、推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的重要任務(wù)。堅持綠色低碳循環(huán)發(fā)展，是建設(shè)美麗中國的基本要求。我們在提供海上風(fēng)電這一清潔綠色能源的同時，更要在生產(chǎn)建設(shè)過程中實現(xiàn)綠色制造、綠色發(fā)展。
隨著我國海上風(fēng)電政策支持力度不斷加大，研發(fā)投入的不斷增加，實踐經(jīng)驗的不斷積累，必將推動海上風(fēng)電全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)水平的進(jìn)步和成本下降。我國海上風(fēng)電競爭力將不斷增強(qiáng)，發(fā)展前景廣闊。
