在“雙碳”目標指引下，全球能源結構重塑，海上風電成為我國推進能源轉型的重要抓手。在近日舉辦的海陵島國際風能大會上，專家表示，隨著海上風電快速成長，規模效應逐漸顯現，更大型的風機、更多樣的安裝形式、更多元的開發方式，都將在海上風電高質量發展的道路上扮演重要角色。
裝機量全球第一
在浙江省臺州市披山島西北側的近海海域，華電玉環1號海上風電場北區22臺大型風機葉片徐徐轉動，將風能轉化成電能，通過電網點亮千家萬戶。同時，浙東南最大的海上風電項目——玉環2號海上風電場已獲得核準批復，預計在“十四五”時期末建成投運。屆時，玉環可再生能源年發電量近30億千瓦時，占全社會用電量比重將超40%。作為華東地區的重要能源基地，臺州的清潔能源并網年發電量將超350億千瓦時。
“這些清潔電能在電網的智能調度下，可滿足近1200萬戶普通家庭一年的用電需求。”國網臺州供電公司發展部規劃前期專項職責管理員高挺介紹。
相比陸上風電，我國海上風能資源更豐富，可顯著節約土地成本，且更靠近中東部用電負荷中心，便于輸電和消納，有利于產業可持續發展。數據顯示，近海水深5米至50米范圍內，風能資源技術開發量為5億千瓦，深遠海風能可開發量更是近海的3倍以上。
近年來，我國海上風電裝機容量持續增長。2022年我國海上風電新增吊裝容量516萬千瓦，約占全球的54%；累計吊裝容量3051萬千瓦，同比增長超過20%，持續保持全球第一位。風機大型化趨勢明顯，從2011年至2021年，國內新增海上風電平均單機容量從2.7兆瓦提升至5.6兆瓦，2022年下線的新型海上風電機組的平均單機容量已達11.5兆瓦。
考慮到能源綠色低碳轉型的需要，各地開發海上風電意愿強烈。上海、廣東、山東、浙江推出地方補貼，各省海上風電規劃已超1億千瓦。企業積極研發新機型以適應行業快速發展，2022年我國對外宣布下線的新型海風機組達到12款。機組大型化繼續提速，金風科技下線16兆瓦機型，中國海裝完成18兆瓦主機裝配，快速更新的大型機組讓海上風電的造價大幅下降。
隨著海上風電項目布局的加快和對海域環境的不斷探索，海上風電產業逐漸向大功率、深遠海挺進。《“十四五”可再生能源發展規劃》提出，優化近海海上風電布局，開展深遠海海上風電規劃。
中國可再生能源學會風能專業委員會秘書長秦海巖認為，“十四五”期間，海上風電發展的重點是打基礎，要推動海上風電裝備制造業發展。預計2030年海上風電累計裝機量將達2億千瓦。
推進商業化開發
近幾年，我國近海風電資源開發利用已趨飽和，且面臨與近海養殖、漁業捕撈、航線開發等爭奪有限資源等問題，發展空間受到擠壓；而深遠海可開發范圍更廣，風能資源更豐富，風速風頻更優質，海上風電向深遠海發展已成必然趨勢。
海上風電走向深遠海，漂浮式風機將起到關鍵作用。在近海區域開發風電，由于水深較淺，通常采用底部固定式支架作為基礎，以保障風機可以安穩屹立在大海中。但這種安裝方式只適用于淺海，在很大程度上限制了海上風機的發展規模。為突破水深限制瓶頸，漂浮式海上風機逐漸進入人們的視野。
浮式風電平臺是一種可在水中漂浮并捕捉風能發電的裝備。我國漂浮式風電技術仍處于樣機測試及示范工程階段。前不久，“海油觀瀾號”在廣東珠海舉行啟航儀式，它是我國首個工作海域距離海岸線100千米以上、水深超過100米的浮式風電平臺。
海油工程設計院浮體部經理楊小龍介紹，“海油觀瀾號”裝機容量為7.25兆瓦，在單位千瓦投資、單位千瓦用鋼量、單臺浮式風機容量、抗臺風性能等多項指標上，均處于國際先進水平。
上海勘測設計研究院有限公司陽江分公司副經理黃俊表示，我國海域臺風比較多，海洋環境惡劣，漂浮式風機的可靠性是一大挑戰。此外，浮式風電目前成本還比較高，要和制氫、海洋牧場等多元業態結合，開展綜合利用以降低成本。
“保障海上風電快速發展與海上產品質量的平衡，控制產品的高可靠性至關重要。”金風科技海上風電設計研究院副院長寧巧珍預測，通過提升可靠性等措施，未來可實現大部件故障率從3.5%降到1.5%，故障下海次數從每年5次下降到1次，按照目前海上裝機約3000萬千瓦計算，全生命周期內海上風電運維成本將減少700億元以上。
融合發展成趨勢
我國海上風電高速發展，很大程度上受益于中央財政補貼政策。根據《關于促進非水可再生能源發電健康發展的若干意見》，2022年后新增海上風電不再納入中央財政補貼范圍，由地方按照實際情況予以支持。考慮到目前我國海上風電成本較高，實現平價上網仍有難度。
為應對海上風電的平價上網挑戰，除了向機組大型化、高穩定性方向發展，立體化融合開發是效益最大化的關鍵。當前海上風電開發的主流方式只有單一發電功能，如果發電之外利用既有基礎設施改建發展養殖業，或是就近消納電能用于制氫、海上油氣平臺生產等，海上風電項目就有了成本下降的空間。
3月22日，國家能源局公布《加快油氣勘探開發與新能源融合發展行動方案(2023—2025年)》，通過海上風電開發為油氣平臺提供綠色電力，替代分散式燃氣或燃油發電，形成海上風電與油氣田區域電力系統互補供電模式。
“海油觀瀾號”是全球首個給海上油氣田供電的深遠海風電平臺。中國海油新能源分公司工程建設中心總經理康思偉介紹，“海油觀瀾號”投產后，風機年發電量將達2200萬千瓦時，所發電力通過1條5千米長的動態海纜接入海上油田群電網，用于油氣生產。
中國海油執行副總裁兼新能源部總經理楊云表示，進軍深遠海風電是中國海油結合油氣主業，探索新能源產業差異化發展的一條新路徑。發展海上風電，不僅能直接帶動船舶工業、海洋養殖、氫能等產業發展，還可以與其他領域組合，促進我國海洋經濟與地方經濟發展。
立體化融合發展還有更多解法。2022年1月，明陽集團廣東陽江沙扒深海漁業養殖實驗區完成首次收魚，在高集成度的處理流程、冷鏈全覆蓋支持下，24小時內就能被擺上餐桌，這標志著我國首個“海上風電+海洋牧場”示范區實踐成功，開創了世界深遠海抗臺風養殖的先河。2022年11月，明陽集團東方CZ9海上風電場示范項目動工，將建設成“海上風電+海洋牧場+海水制氫”立體化海洋能源創新開發示范項目。
“通過海上風電與其他產業的融合，項目整體邊際成本得到改善。”明陽集團副總裁葉凡說，海上風電開發要打造集多種能源或資源于一體的海上綜合能源系統，構建“水下—水面—水上”海洋空間立體開發格局，形成海上綜合能源開發模式。
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