對于深遠(yuǎn)海風(fēng)電，業(yè)內(nèi)存在兩個層面的定義。在規(guī)劃角度，習(xí)慣于將我國專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)、大陸架及所管轄的鄰海外其他海域的海上風(fēng)電項目，看作深遠(yuǎn)海項目。也就是說，鄰海基線外12海里是鄰海屬省管區(qū)，往外200海里是國管區(qū)，即深遠(yuǎn)海海域。在工程角度，一般認(rèn)為水深大于50m的為深海，場區(qū)中心離岸距離大于70km的為遠(yuǎn)海。
早在十多年前，就有發(fā)達(dá)國家布局深遠(yuǎn)海風(fēng)電。尤其是一些歐洲國家，被視為深遠(yuǎn)海風(fēng)電開發(fā)的先行者。
據(jù)統(tǒng)計，英國裝機(jī)規(guī)模達(dá)120萬千瓦的Hornsea One項目，德國裝機(jī)規(guī)模為60.9萬千瓦的Hohe See項目及Albatros項目、Sandbank項目的離岸距離均超過了100km;分別安裝3臺和11臺漂浮式風(fēng)電機(jī)組的西班牙Windfloat項目和挪威Hywind項目，水深分別超過了100m和200m。
歐洲積極發(fā)展深遠(yuǎn)海風(fēng)電的初衷，與我國對這個市場的需求不謀而合。
首先，深遠(yuǎn)海風(fēng)電是風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的一個重要細(xì)分市場，而中國風(fēng)電已經(jīng)成為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的主體能源，是支持電力系統(tǒng)率先脫碳，進(jìn)而推動能源系統(tǒng)和全社會實現(xiàn)碳中和的“主力軍”。發(fā)展深遠(yuǎn)海風(fēng)電，符合國家大政方針與能源發(fā)展宏觀方向。
其次，深遠(yuǎn)海風(fēng)電是化解沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與減排降耗矛盾的最佳選擇。發(fā)展深遠(yuǎn)海風(fēng)電，不僅能夠拉動投資，推動地方經(jīng)濟(jì)增長，還可以推進(jìn)能源供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，實現(xiàn)社會經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。
再次，深遠(yuǎn)海風(fēng)能資源豐富。據(jù)世界銀行對115個海岸線國家的分析，在全球海上風(fēng)電技術(shù)可開發(fā)容量中，有71%屬于較深水域。據(jù)國家發(fā)展改革委能源研究所發(fā)布的《中國風(fēng)電發(fā)展路線圖2050》報告，我國近海水深5~50m范圍內(nèi)，風(fēng)能資源技術(shù)開發(fā)量為5億千瓦，深遠(yuǎn)海風(fēng)能資源可開發(fā)量是近海的3~4倍。
此外，深遠(yuǎn)海開發(fā)條件良好。現(xiàn)今，我國大規(guī)模建設(shè)近海風(fēng)電項目已基本不存在技術(shù)瓶頸。但近海海洋資源有限，風(fēng)電項目建設(shè)越來越多地受制于漁業(yè)、航線、軍事、管線制約，深遠(yuǎn)海受到的影響更小，發(fā)展空間更廣闊。
然而，由于深遠(yuǎn)海多位于國管海域，從總體規(guī)劃、管理方式、技術(shù)支撐、工程能力角度來說，都與近海海上風(fēng)電開發(fā)模式存在明顯差異。有專家認(rèn)為，深遠(yuǎn)海逐漸成為海上風(fēng)電開發(fā)主流市場的時機(jī)應(yīng)在“十五五”期間。“十四五”期間，更多的是要做好準(zhǔn)備工作。
通過梳理全國及各省份相關(guān)規(guī)劃可以發(fā)現(xiàn)，“十四五”期間，深遠(yuǎn)海風(fēng)電仍處于政策體系建立、整體規(guī)劃制定、技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新、施工能力積累、試點項目推進(jìn)的階段，且由于成本較高，尚未實現(xiàn)大規(guī)模、批量化開發(fā)。
開發(fā)布局穩(wěn)妥推進(jìn)
更大的規(guī)模有助于項目開發(fā)降本。行業(yè)專家一直建議政府將項目規(guī)模設(shè)置得足夠大，以攤薄項目開發(fā)乃至區(qū)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展的整體成本。此前有專家表示，推進(jìn)海上風(fēng)電項目集中連片開發(fā)，分為項目、集群、基地三個層次，單體項目規(guī)模原則上不小于100萬千瓦，由單體項目組成百萬千瓦級的海上風(fēng)電集群，由海上風(fēng)電集群組成千萬千瓦級海上風(fēng)電基地。
“2025年后，國內(nèi)外主要海上風(fēng)電項目將布局于深遠(yuǎn)海。其中，水深30~60m、離岸距離30~130km的項目將成為‘十五五’期間的主流。”中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計研究院有限公司浙江省深遠(yuǎn)海風(fēng)電技術(shù)研究重點實驗室主任趙生校此前告訴《風(fēng)能》。
結(jié)合兩者判斷，未來我國海上風(fēng)電將呈現(xiàn)兩個特點：規(guī)模大，深遠(yuǎn)海區(qū)域占比高。
關(guān)于國家層面的深遠(yuǎn)海風(fēng)電總體規(guī)劃，有關(guān)專家曾表示已形成初步成果。總體規(guī)劃呼之欲出，各省份也在“十四五”相關(guān)規(guī)劃中力所能及地推進(jìn)深遠(yuǎn)海風(fēng)電開發(fā)布局。
國務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于支持山東深化新舊動能轉(zhuǎn)換推動綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展的意見》中提到，支持山東大力發(fā)展可再生能源，打造千萬千瓦級深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電基地。《天津市可再生能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃》提出，加快推進(jìn)遠(yuǎn)海90萬千瓦海上風(fēng)電項目前期工作。《上海市能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃》明確，深遠(yuǎn)海風(fēng)電重點布局在崇明以東海域。《福建省“十四五”能源發(fā)展專項規(guī)劃》要求穩(wěn)妥推進(jìn)深遠(yuǎn)海風(fēng)電項目，“十四五”期間增加并網(wǎng)裝機(jī)410萬千瓦，新增開發(fā)省管海域海上風(fēng)電規(guī)模約1030萬千瓦，力爭推動深遠(yuǎn)海風(fēng)電開工480萬千瓦。
此外，江蘇、浙江、廣東、廣西、海南等省份的省級規(guī)劃，均明確提出了要推進(jìn)深遠(yuǎn)海風(fēng)電發(fā)展。
技術(shù)創(chuàng)新重點攻關(guān)
事實上，在深遠(yuǎn)海風(fēng)電關(guān)鍵技術(shù)的研究上，我國已取得進(jìn)展。
2021年年底，中國科學(xué)院院士陳十一曾總結(jié)道：“大型風(fēng)電機(jī)組、規(guī)模化開發(fā)、漂浮式基礎(chǔ)、海上智慧運維，以及深遠(yuǎn)海柔直輸電技術(shù)，是海上風(fēng)電發(fā)展方向。”
同年印發(fā)的《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》中的“風(fēng)電重點任務(wù)”提到，開展深遠(yuǎn)海域海上風(fēng)電開發(fā)及超大型海上風(fēng)電機(jī)組技術(shù);突破關(guān)鍵部件設(shè)計制造技術(shù);開發(fā)15MW及以上海上風(fēng)電機(jī)組整機(jī)設(shè)計集成技術(shù)、先進(jìn)測試技術(shù)和深遠(yuǎn)海漂浮式海上風(fēng)電裝備等。
山東、江蘇、福建、廣東、廣西等省份同樣紛紛出臺相關(guān)政策，明確了推動深遠(yuǎn)海技術(shù)創(chuàng)新的重點方向，其中有四個攻關(guān)方向最為重要，均指向深遠(yuǎn)海風(fēng)電技術(shù)降本。
機(jī)組大型化是其一。中國海裝研究院機(jī)械設(shè)計所所長、H260-18MW產(chǎn)品負(fù)責(zé)人楊微向《風(fēng)能》表示：“更大單機(jī)功率，在提升發(fā)電量的同時，可以有效節(jié)約用海面積、降低機(jī)位點數(shù)量，進(jìn)而降低海上風(fēng)電場工程建設(shè)與運維成本。”目前，中國海裝已下線18MW機(jī)型，并宣布將研制300m以上級別風(fēng)輪直徑、25MW以上級別輸出功率的機(jī)型。有專家分析指出，到2025年，風(fēng)輪直徑260m以上葉片將實現(xiàn)批量化裝機(jī)，風(fēng)輪直徑300m級葉片有望實現(xiàn)樣機(jī)下線;根據(jù)風(fēng)能資源不同，該風(fēng)輪直徑級別匹配的機(jī)型，將從12MW到20MW不等。
漂浮式基礎(chǔ)是其二。與固定式風(fēng)電有所不同，漂浮式風(fēng)電機(jī)組必須搭載更先進(jìn)的控制技術(shù)，掌握浮體運動控制策略，使機(jī)組能適應(yīng)風(fēng)、浪、流等復(fù)雜運行環(huán)境。截至目前，我國已實現(xiàn)安裝的漂浮式機(jī)組樣機(jī)共3臺。其中，“三峽引領(lǐng)號”實現(xiàn)了并網(wǎng)，中國海裝“扶搖號”漂浮式風(fēng)電裝備已完成總裝，并在平均水深65m的廣東湛江海域進(jìn)行試驗;中海油“海油觀瀾號”漂浮式機(jī)組已經(jīng)下線，且在離岸136km、水深120m的海域完成了安裝，并入海上油田群電網(wǎng)。
遠(yuǎn)距離輸電是其三。以柔性直流、中頻技術(shù)、低頻技術(shù)為主開展的遠(yuǎn)距離電力輸配電技術(shù)，能夠適應(yīng)距離海岸百公里級的大規(guī)模深遠(yuǎn)海項目開發(fā)，目前已有小規(guī)模探索應(yīng)用，預(yù)計成熟后會進(jìn)一步降低項目成本。2021年年底，亞洲首個海上風(fēng)電柔性直流輸電工程?如東海上柔直工程實現(xiàn)風(fēng)電場全容量并網(wǎng)，打破了國外對遠(yuǎn)海風(fēng)電經(jīng)柔性直流送出的技術(shù)壟斷。
海工與船舶是其四。2022年，中國風(fēng)電機(jī)組安裝船最大起吊高度達(dá)到170m，最大起吊重量達(dá)到2000t，最大作業(yè)水深達(dá)到70m，這在一定程度上補(bǔ)強(qiáng)了中國海上風(fēng)電施工能力。
但據(jù)了解，目前我國能夠安裝15MW以上機(jī)組的安裝船只有1艘。并且，中國可再生能源學(xué)會風(fēng)能專業(yè)委員會(CWEA)通過分析各省份海上風(fēng)電安裝水深、吊高、吊重等方面的需求后認(rèn)為，“十五五”期間我國吊裝船缺口將逐漸擴(kuò)大，2030年安裝船缺口可能達(dá)16艘。
為應(yīng)對未來機(jī)組大型化與選址深遠(yuǎn)海化等海上風(fēng)電開發(fā)方面面臨的挑戰(zhàn)，中國風(fēng)電船舶企業(yè)正積極建造新型風(fēng)電安裝船。據(jù)中國船舶工業(yè)行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計信息部主任鄭一銘透露，2022年全球風(fēng)電安裝船訂單達(dá)到26艘，其中，中國船東有21艘。可以說，在過去的3年中，全球海工船舶市場主要是由海上風(fēng)電驅(qū)動的。金風(fēng)科技海上業(yè)務(wù)單元海上服務(wù)事業(yè)部副經(jīng)理、金風(fēng)海洋設(shè)備資產(chǎn)管理部部長嚴(yán)輝煌曾表示，自2023年8月開始，國內(nèi)市場將陸續(xù)出現(xiàn)一批能夠吊裝單機(jī)容量25MW、風(fēng)輪直徑320m以上機(jī)組的風(fēng)電安裝船。
示范應(yīng)用全面鋪開
我國《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》提出，加快推動海上風(fēng)電基地集群化開發(fā)，重點建設(shè)山東半島、長三角、閩南、粵東和北部灣等千萬千瓦級海上風(fēng)電基地，推進(jìn)一批百萬千瓦級的重點項目集中連片開發(fā)，結(jié)合基地開發(fā)建設(shè)推進(jìn)深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電平價示范和海上能源島示范工程。
“未來將考慮推進(jìn)一批深遠(yuǎn)海區(qū)域內(nèi)的示范項目，擇優(yōu)推進(jìn)水深淺、資源優(yōu)、前期工作扎實的項目。”上述專家表示。項目示范，被提上了深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電發(fā)展的日程。
各省份出臺的“十四五”相關(guān)規(guī)劃，對此也有所提及。例如，2022年上海市人民政府工作報告中就明確提到，規(guī)劃建設(shè)深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電示范等重大項目。《上海市能源電力領(lǐng)域碳達(dá)峰實施方案》提出，“十四五”期間重點建設(shè)金山、奉賢、南匯海域項目，啟動實施百萬千瓦級深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電示范。“十五五”重點建設(shè)橫沙、崇明海域項目，建成深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電示范。《浙江省能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃》提出，探索近海及深遠(yuǎn)海“海上風(fēng)電應(yīng)用基地+海洋能+陸上產(chǎn)業(yè)基地”發(fā)展新模式。《廣東省能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃》提出，推進(jìn)漂浮式海上風(fēng)電示范工程、近海深水區(qū)海上風(fēng)電柔性直流集中送出示范工程等。《廣西向海經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃(2021―2035年)》提出，開展深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電平價示范項目建設(shè)。
規(guī)模化試驗項目同樣在全力推進(jìn)。2022年5月，文昌深遠(yuǎn)海漂浮式風(fēng)電平臺浮體的開工建設(shè)，標(biāo)志著我國首個深遠(yuǎn)海漂浮式風(fēng)電國產(chǎn)化研制及示范項目正式進(jìn)入工程實施階段。
2022年12月，全國最大的漂浮式海上風(fēng)電試驗項目?中電建萬寧漂浮式海上風(fēng)電試驗項目一期工程獲得核準(zhǔn)，正式開工建設(shè)。該項目總裝機(jī)容量為100萬千瓦，計劃于2027年年底全部投產(chǎn)。
支持措施初露端倪
有整機(jī)企業(yè)市場人員預(yù)測，到“十五五”期間開發(fā)的深遠(yuǎn)海項目，在浙江、江蘇、山東、遼寧等部分海床相對平坦的區(qū)域，仍將以導(dǎo)管架方案配套大容量風(fēng)電機(jī)組為優(yōu)選方案;而福建、廣東、海南等深遠(yuǎn)海域，則將主要采用漂浮式基礎(chǔ)，逐步實現(xiàn)小批量化。
“目前，國外漂浮式風(fēng)電成本大概在50000元/千瓦，此前國內(nèi)下線的兩臺樣機(jī)在38000~40000元/千瓦。”中國電建集團(tuán)貴州工程公司副總經(jīng)理、中國電建海風(fēng)公司董事長閆建國此前在接受《風(fēng)能》采訪時表示：“萬寧漂浮式海上風(fēng)電100萬千瓦試驗項目的降本總目標(biāo)是達(dá)到20000元/千瓦以下。”
由此可以看出，即使通過“十四五”期間的技術(shù)儲備，若想盡快實現(xiàn)深遠(yuǎn)海大規(guī)模平價發(fā)展，仍存在難度。有專家呼吁國家及地方出臺一系列針對深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電的財稅優(yōu)化政策和補(bǔ)貼政策，與技術(shù)進(jìn)步相輔相成地推動深遠(yuǎn)海風(fēng)電開發(fā)。“雖然短期來看成本很高，但通過大規(guī)模的市場培育，深遠(yuǎn)海風(fēng)電更容易降低成本，最終實現(xiàn)平價，讓企業(yè)盈利。”
中國海洋石油集團(tuán)有限公司中海化學(xué)海洋石油富島有限公司化肥二部副總經(jīng)理劉平建議，應(yīng)盡快開展我國深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電規(guī)劃，建立健全深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電管理體系，出臺適用于深遠(yuǎn)海區(qū)域海上風(fēng)電的建設(shè)管理辦法，并加大深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電技術(shù)創(chuàng)新支持力度，制定深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電補(bǔ)貼政策，大力培育深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電開發(fā)市場。
目前，上海市已經(jīng)針對深遠(yuǎn)海風(fēng)電出臺了鼓勵措施。《上海市可再生能源和新能源發(fā)展專項資金扶持辦法》提出，對深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電項目和場址中心離岸距離大于等于50km近海海上風(fēng)電項目的獎勵標(biāo)準(zhǔn)為500元/千瓦，根據(jù)項目建設(shè)規(guī)模給予投資獎勵，分5年撥付，每年撥付20%。
CWEA通過大量調(diào)研與科學(xué)研判得出結(jié)論，預(yù)計從2022年年底到2030年，中國海上風(fēng)電度電成本將整體降低19%~23%，從目前的0.33元/千瓦時，下降至0.25元/千瓦時左右。“十五五”比“十四五”期間的降本幅度略有收窄，這與深遠(yuǎn)海風(fēng)電項目所占比例逐漸提高有一定關(guān)系。
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