海上風電發(fā)展趨勢淺析

在全球能源轉型的浪潮中，海上風電以其豐富的資源、廣闊的空間和清潔高效的特性，正逐步成為推動綠色低碳發(fā)展的重要引擎。隨著技術進步、成本下降及政策支持力度的加大，海上風電正以前所未有的速度駛入發(fā)展的快車道，開啟了一場波瀾壯闊的藍海新篇章。本文將結合風電機組大型化、深海漂浮式風電以及產(chǎn)業(yè)融合三大維度，對海上風電的未來發(fā)展趨勢進行剖析，并提出針對龍源電力海上風電的發(fā)展建議。

一、風電機組大型化：效能躍升的新篇章

風電機組的大型化是近年來海上風電領域最顯著的趨勢之一。隨著制造工藝的進步和研發(fā)能力的增強，風電機組的單機容量不斷攀升，從表1中可以看出，風電機組的單機容量在過去十年中實現(xiàn)了快速增長，從早期的幾兆瓦級躍升至當前的十兆瓦級，甚至已有二十二兆瓦乃至更高容量的機組出現(xiàn)。大型化不僅意味著單臺風電機組能夠捕獲更多的風能，提高發(fā)電效率，還減少了單位千瓦裝機所需的設備數(shù)量和占地面積，從而降低了基礎設施建設和運維成本。

風電機組大型化的背后，是一系列技術創(chuàng)新的支撐。葉片長度的增加、塔筒高度的提升、支撐系統(tǒng)的增強、傳動系統(tǒng)的優(yōu)化以及高效發(fā)電機的應用，都是實現(xiàn)大型化的關鍵。同時，先進的控制系統(tǒng)和智能算法的應用，使得風電機組能夠更精準地捕捉風向變化，優(yōu)化發(fā)電策略，進一步提升發(fā)電效率。這些技術創(chuàng)新不僅推動了風電機組大型化的進程，也為海上風電的可持續(xù)發(fā)展奠定了堅實基礎。

然而，這一進程也伴隨著一系列挑戰(zhàn)。特別是在臺風等極端天氣條件下，大型風電機組對可靠性的需求更為迫切，機組及其基礎的抗風浪能力成為確保風電場安全運行的關鍵因素。此外，大型機組的運輸與安裝流程變得更為復雜且艱巨，往往需要依賴特定的運輸船舶與吊裝設備。為應對這些難題，亟需政府、企業(yè)及高校等科研機構攜手并進，通過綜合規(guī)劃產(chǎn)業(yè)發(fā)展，共同探尋海上風電發(fā)展的最佳平衡點。

二、深海漂浮式風電：探索未知的藍海

2024年12月23日，自然資源部印發(fā)《自然資源要素支撐產(chǎn)業(yè)高質量發(fā)展指導目錄（2024年本）》的通知，明確新增海上風電項目應在離岸30千米以外或水深大于30米的海域布局。隨著近海風電資源的逐步開發(fā)和新政落地，對海上風電提出了更高的挑戰(zhàn)，預計深海漂浮式風電將成為未來海上風電發(fā)展新的增長點。相比固定式海上風電，漂浮式風電能夠突破水深和海底地質條件的限制，將風電場建設在更深、更廣的海域，從而解鎖更多優(yōu)質的風能資源。然而，深海漂浮式風電也面臨著諸多技術挑戰(zhàn)，如浮式基礎的穩(wěn)定性、電纜鋪設的復雜性、運維難度的增加等。因此，技術突破成為推動深海漂浮式風電發(fā)展的關鍵。

近年來，各國在深海漂浮式風電技術方面取得了顯著進展。各類浮式基礎設計，包括半潛式、單柱式和張力腿式等，已被廣泛應用于示范項目之中。半潛式基礎適用水深通常大于40米，其結構穩(wěn)定、安裝方便、部署靈活，適用水深范圍較廣，技術較為成熟，缺點是結構重量大，在極端環(huán)境條件下波頻運動較大。單柱式基礎適用水深通常要求大于100米，結構通過壓載使平臺的重心遠低于浮心，具有良好的穩(wěn)定性，柱式結構垂蕩小，但需要吃水較深，對于組裝、運輸和安裝挑戰(zhàn)較大。張力腿式基礎適用水深通常大于60米，平臺通過張緊的筋鍵在水中保持穩(wěn)定，系泊占用海域面積小，但對重量比較敏感，水平面內運動（縱蕩，橫蕩）較大，平臺需要大剛度張力筋鍵固定，系泊成本較高，安裝過程復雜。隨著持續(xù)的設計優(yōu)化與樣機試驗，浮式基礎的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性在不斷提升。同時，智能化運維技術的應用也為深海漂浮式風電的運維管理提供了有力支持。通過遠程監(jiān)控、故障預警和智能決策等手段，運維人員能夠及時發(fā)現(xiàn)并處理潛在問題，確保風電場的安全穩(wěn)定運行。

三種浮式風電基礎型式

深海漂浮式風電市場潛力巨大。隨著技術的不斷成熟和成本的逐步降低，深海漂浮式風電將成為未來海上風電發(fā)展的重要方向之一。特別是在一些風能資源豐富但近海資源有限的國家和地區(qū)，深海漂浮式風電將成為實現(xiàn)能源轉型和碳中和目標的重要途徑。

三、產(chǎn)業(yè)融合：構建多元化發(fā)展的新模式

1、海上風能、光能、海洋能同場開發(fā)

海上風能、光能、海洋能同場開發(fā)是一種創(chuàng)新的能源發(fā)展模式，它將海上風電、海上光伏、波浪能、潮流能等多種海上新能源在同一場址進行綜合開發(fā)與利用。這種模式的出現(xiàn)，不僅是對傳統(tǒng)能源開發(fā)方式的一次革新，更是對可再生能源領域的一次重要探索。江蘇省已于2024年開展了海上光伏和海上風電的同場示范項目申報工作，據(jù)悉，“十五五”期間海洋能的綜合應用開發(fā)也將成為能源領域的發(fā)展重點。

首先，從資源互補的角度來看，海上風能、光能、海洋能各自具有不同的特點和優(yōu)勢。海上風電具有穩(wěn)定、可預測性強的特點，而海上光伏則可以利用太陽能進行發(fā)電，波浪能和潮流能則能夠捕捉海洋中的動能進行轉換。這些能源在時間上和空間上存在一定的互補性，通過同場開發(fā)，可以更加高效地利用這些資源，提高能源的綜合利用率。

其次，同場開發(fā)模式通過共享基礎設施和優(yōu)化運營策略，顯著降低了成本并提高了經(jīng)濟效益。例如，海上風電場和海上光伏電站可以共享升壓站、海底電纜等基礎設施，減少了重復建設的成本。同時，通過優(yōu)化運營策略，如協(xié)同調度、智能運維等，可以進一步提高能源的生產(chǎn)效率和可靠性，降低運維成本。

最后，海上風能、光能、海洋能同場開發(fā)模式促進了技術創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級。這一模式的實施需要先進的技術支持和創(chuàng)新的解決方案，如高效的光伏組件、先進的儲能技術、智能的運維系統(tǒng)等。這些技術的研發(fā)和應用不僅推動了可再生能源領域的技術進步，還促進了相關產(chǎn)業(yè)的升級和發(fā)展。

2、海上風漁融合

海上風漁融合是另一種值得關注的產(chǎn)業(yè)融合模式。通過在海上風電場發(fā)展?jié)O業(yè)養(yǎng)殖等產(chǎn)業(yè)活動，可以實現(xiàn)風能與海洋資源的綜合利用。一方面，風電場的建設和運行對海洋生態(tài)環(huán)境的影響有限，且可以為漁業(yè)養(yǎng)殖提供電力、減流等有利條件；另一方面，漁業(yè)養(yǎng)殖等活動也可以為風電場提供一定的經(jīng)濟收益和生態(tài)服務價值。這種融合發(fā)展的模式不僅促進了海洋資源的多元化利用和可持續(xù)發(fā)展，還推動了風電產(chǎn)業(yè)與海洋經(jīng)濟的深度融合。

在政策支持方面，自然資源部發(fā)布的《關于進一步加強海上風電項目用海管理的通知》明確提出了多項政策措施，包括強化規(guī)劃管控、厲行節(jié)約集約利用海域資源、優(yōu)化用海審批流程以及堅持生態(tài)用海原則等。該通知特別鼓勵立體復合利用海域資源，支持在已確權的海洋油氣開發(fā)區(qū)、深遠海養(yǎng)殖區(qū)等已開發(fā)的海域內建設海上風電項目，并倡導采用“風電+”綜合開發(fā)利用模式，實現(xiàn)“一海多用”。廣東省和福建省也積極響應，出臺了相應的政策措施。值得一提的是，全球首個漂浮式“風漁融合”項目“國能共享號”已成功收獲首批融合養(yǎng)殖大黃魚，并成功應對了超強臺風等極端天氣挑戰(zhàn)。此外，“明漁一號”等實踐項目也取得了顯著成效。這些成功案例不僅為風漁融合發(fā)展提供了寶貴的經(jīng)驗，也為我國海洋經(jīng)濟的持續(xù)健康發(fā)展注入了新的活力和動力。

全球首個漂浮式風漁融合項目“國能共享號”

3、海上風電制氫

海上風電制氫是海上風電產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展的又一重要方向。通過利用海上風電產(chǎn)生的電力進行電解水制氫，可以將風電這種間歇性的可再生能源轉化為氫能這種可儲存、可運輸?shù)哪茉葱问健淠芫哂星鍧嵏咝А脧V泛等優(yōu)點，是未來能源體系的重要組成部分，為實現(xiàn)能源轉型和碳中和目標提供了新的路徑和選擇。目前，海上制氫面臨著成本較高和消納難等問題的挑戰(zhàn)，相信通過技術創(chuàng)新降低制氫成本，擴大氫能應用領域并加強基礎設施建設以提升消納能力，同時整合可再生能源資源，加強政策引導與國際合作，能夠推動海上制氫產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟、高效、可持續(xù)地發(fā)展。

四、發(fā)展建議

一是建議公司深化與風機廠家的合作，推進海上風機一體化設計工作，同時在確保技術可靠的基礎上，積極采用新型技術以提升海上風電發(fā)電效率并優(yōu)化成本結構，同時強化運維管理體系，保障機組持續(xù)穩(wěn)定高效運行。

二是建議龍源電力積極探索深海漂浮式風電技術的發(fā)展路徑，加強與國內外相關企業(yè)和科研機構的合作，共同推動技術的進步和成本的降低。同時，還應關注新政對深海漂浮式風電的影響，及時調整戰(zhàn)略方向，確保項目的順利推進。

三是建議積極探索海上新能源同場開發(fā)的模式，加強與相關企業(yè)和科研機構的合作，共同推動技術的創(chuàng)新和應用的推廣。同時，還應注重項目的經(jīng)濟效益和可持續(xù)性，確保項目的順利實施和長期運營。

四是建議積極探索海上風漁融合的發(fā)展模式，加強海上風電場場址海域的綜合利用，注重項目的生態(tài)環(huán)境影響和社會效益，堅持生態(tài)優(yōu)先的發(fā)展理念，降低環(huán)境影響，建立長期的環(huán)境監(jiān)測機制，做好生態(tài)補償和修復預案，確保項目的可持續(xù)發(fā)展。

五是建議積極探索海上風電制氫的技術路徑和商業(yè)模式，加強與氫能企業(yè)和科研機構的合作，共同推動技術的進步和成本的降低。同時，還應關注氫能市場的需求和政策變化，及時調整戰(zhàn)略方向，確保項目的順利實施和長期運營。

海上風電作為未來綠色能源供給的重要組成部分，其技術發(fā)展趨勢正在趨于多元化。風電機組的大型化、深海漂浮式風電的探索以及產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展共同繪制了一幅波瀾壯闊的藍圖。風電機組的大型化不僅提升了發(fā)電效率，降低了成本，還為實現(xiàn)更高層次的能源利用奠定了技術基礎。深海漂浮式風電的興起，則標志著海上風電正逐步向更廣闊的深海領域邁進，解鎖了更多優(yōu)質資源，展現(xiàn)了巨大的市場潛力。而產(chǎn)業(yè)融合的發(fā)展模式，則通過風電與光伏、波浪能、潮流能、漁業(yè)、氫能等產(chǎn)業(yè)的深度融合，實現(xiàn)了資源的最大化利用和經(jīng)濟的多元化發(fā)展，為可再生能源的廣泛應用和可持續(xù)發(fā)展開辟了新的篇章。未來，隨著技術的不斷進步和政策的持續(xù)支持，海上風電必將以更加穩(wěn)健的步伐，繼續(xù)引領全球能源轉型的浪潮，為構建綠色低碳、可持續(xù)發(fā)展的未來貢獻力量。