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官方商城海上風電發(fā)展趨勢前瞻
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(shù)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?shù)叵{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(shù)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(shù)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(shù)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。
6兆瓦海上風機急于批量為什么?
毋庸置疑，海上風電已然成為風電產業(yè)的戰(zhàn)略制高點。錯過了早期海上風電的沉淀，必然要搶占海上大兆瓦的先機，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國戰(zhàn)略背道而馳。
2010年，我國建立首個海上風電場東海大橋風電場，7年來步履維艱。然而，近期一些設備廠家聲稱2018年我國將實現(xiàn)6MW級海上風電批量商業(yè)運行。
對此，業(yè)界欣喜者有之，疑惑者亦有之。我們不禁要問，盡管中國的海上風電站在歐洲同行的肩膀上，但是在陸上風電問題頻發(fā)、多數(shù)風機設備廠商技術空心化的背景下，中國海上風電僅用7、8年的時間100多萬的運行業(yè)績，試圖實現(xiàn)大兆瓦批量商業(yè)運行，是何原因?
海上風機可靠性是驗證出來的
紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。對于海上風電來說，最重要的是業(yè)績和批量運行后的反復迭代。
中國風能協(xié)會的數(shù)據顯示，截至2016年底，我國海上風電累計裝機163萬千瓦。其中，上海電氣累計裝機最多，為94.8萬千瓦;其次為遠景能源，累計裝機18.1萬千瓦;第三是華銳風電，累計裝機17萬千瓦。其中4MW級海上風機占據總裝機規(guī)模的60%以上，歐洲海上風電這一比例更高，4兆瓦為主的風機設備和產業(yè)鏈條已然成熟，而6MW級剛剛起步。
任何工業(yè)產品都具有一定的成長周期，產品技術迭代和產業(yè)鏈成熟需要時間，如果重新再走陸上風電的彎路，無論產業(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電測試平臺和實驗室，產品經過測試驗證后再下海運行2-3年，才可以批量商業(yè)化。
彎道超車不能急于求成
風機選型的本質在于機型與風況的適合度，中國的海上風機選型當然要遵循這樣的商業(yè)邏輯。據不完全統(tǒng)計，中國離岸70km以內的海域，除福建中南部、廣東東部以外，年平均風速均在8m/s以下，而且在中國北有海冰、南有臺風，地質條件復雜(淤泥、巖石)、施工設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，大兆瓦是領先的標志，也一定是未來的趨勢。但海上風電大兆瓦不可以盲目參考陸上風電和其他制造業(yè)的先例，急于推進?！昂Ｉ峡煽啃孕枰炞C，這些設備廠家都知道。但今年以來陸上風電市場萎縮，海上市場前景可期，因此成為市場競爭的主戰(zhàn)場。目前海上運行量經驗最豐富的是上海電氣、遠景能源和華銳，主流機型為4兆瓦。但一些企業(yè)試圖彎道超車，跳過4兆瓦，設置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)內資深權威人士表示，設備企業(yè)出于市場考慮各種宣傳引導和承諾，與一些地方政府不謀而合，他們不會考慮產業(yè)利益。需要能源主管部門加強管理提出要求，否則日后出現(xiàn)任何海上風電的問題，都會影響整個行業(yè)的競爭力和發(fā)展信心。
“地方政府要求產業(yè)落地，只要落地就有資源，設備商有資源給業(yè)主就能換取市場，陸上的產業(yè)怪圈正在海上重演，忽略了海上風電高風險的特殊性。急需引起相關部門的重視。”他說。
國家能源局新能源司相關負責人曾表示，“十三五”期間，海上風電是重要的能源發(fā)展領域，但其發(fā)展不需要全面開花，不需要上規(guī)模，畢竟其中風險很大，經驗積累和技術完善需要時間。真正需要的是企業(yè)明確思路，穩(wěn)健前行，找到癥結，明確工作目標和措施，推動海上風電進入形成健康完善的產業(yè)體系。
發(fā)展海上風電不能照搬陸上模式
能源革命的進程已呈現(xiàn)出逐步加快之勢，綠色低碳發(fā)展趨勢不可逆轉，這是包括中國在內的世界各國的重要共識?？稍偕茉醋罱K要代替化石能源，成為主力能源，這是包括風能在內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ΑＴ趥ゴ蟮哪茉锤锩M程中，我國的風力發(fā)電事業(yè)從無到有，從小到大，成為了一支強大的生力軍。在風能產業(yè)的發(fā)展過程中，海上風電是未來發(fā)展的重點，它代表了風能發(fā)展的最高技術水平，也是未來能源的重要來源。海上風電雖然起步較晚，但是憑借海風資源的穩(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。
據全球風能理事會(GWEC)統(tǒng)計，2016年全球海上風電新增裝機2219MW，全球14個市場的海上風電裝機容量累計為14384MW。
根據中國氣象局風能資源詳查初步成果，我國5至25米水深線以內近海區(qū)域、海平面以上50米高度范圍內，風電可裝機容量約2億千瓦。2016年，我國海上風電新增裝機容量590MW，比上年增長64%，累計裝機量達到1630MW，排在全球海上風電裝機榜單第三位。海上風電可發(fā)展區(qū)域主要集中在我國東部沿海地區(qū)，大力發(fā)展海上風電，不僅可以滿足東部用電需求，陸上、海上風電相結合，更會加快我國綠色發(fā)電的步伐。
從風電機組制造上說，歐洲6MW海上風電機組已形成產業(yè)化能力并批量安裝，8.5MW及9.5MW海上風電機組進入樣機試運行階段，12MW的海上風電機組也已經開始進設計;我國海上風電機組容量以3-4MW為主，5-6MW風電機組多處于小批試驗階段，與國外技術水平還有很大的差距。
因此，作為風能產業(yè)的發(fā)展基礎，我國的風電設備制造業(yè)要順應發(fā)展的需要，先行轉強;要持續(xù)提高創(chuàng)新能力，在技術、質量、成本和服務上深入發(fā)展，在創(chuàng)造國際一流品牌上狠下功夫。在未來一定時期，我國的風電整機和零部件企業(yè)要重點突破大功率海上風電技術;并共同努力建成我國的風電機組公共檢測平臺，以提高我國的研發(fā)能力和水平。
具體從設備制造的角度提以下幾點意見：
一、海上風電的發(fā)展一定程度上要借鑒海洋工程的技術，絕不可照搬陸上風電的做法來發(fā)展海上風電。一定要將海上風電當作風電行業(yè)的另外一個產業(yè)來對待，不論從設計、制造、安裝、運維各個方面要提升到一個更高的高度。
二、海上風電必須以高可靠性、高技術成熟度來考量，杜絕設備質量問題發(fā)生，尤其是大部件的質量問題。貿然激進只會對制造企業(yè)帶來毀滅性打擊。把基礎工作做扎實，包括整機制造、施工技術研發(fā)等領域，避免或降低因后期出現(xiàn)問題導致的高額維護成本。
三、進一步加大海上風電相關的投入，扎扎實實地做好技術研發(fā)，積極開展國際合作，借鑒國外海上風電的經驗和技術標準，結合我國海上實際情況，制定適合我國海上風電特點的技術標準，并推動標準化進程，推動標準的落地執(zhí)行。嚴格實行第三方機構認證，用高標準保駕護航海上風電發(fā)展。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。
四、打造海上風電優(yōu)質產業(yè)鏈。面對原材料價格上漲，電價不斷下調，主機招標價格也不斷走低的情況，如何確保主機的質量和性能，則需要開發(fā)商、主機企業(yè)、部件提供商齊心協(xié)力，相互支持，不斷技術優(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，是改善能源結構、保障能源安全、推進生態(tài)文明建設的重要任務。堅持綠色低碳循環(huán)發(fā)展，是建設美麗中國的基本要求。我們在提供海上風電這一清潔綠色能源的同時，更要在生產建設過程中實現(xiàn)綠色制造、綠色發(fā)展。
隨著我國海上風電政策支持力度不斷加大，研發(fā)投入的不斷增加，實踐經驗的不斷積累，必將推動海上風電全產業(yè)鏈技術水平的進步和成本下降。我國海上風電競爭力將不斷增強，發(fā)展前景廣闊。
