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全球海上風電行業發展及成本變化趨勢

2021-10-13 來源:海外電力作者:龐浩 瀏覽數:757

2010年時海上風電還被認為是新興行業,隨著這10年間的快速發展與成熟,如今的海上風電行業已發生了巨大的變化。2011年全球海上風電總裝機容量為3.8GW,截至到2020年底全球總裝機容量已達到34.4GW,10年間裝機容量增長了9倍。

  一、全球海上風電行業概述
 
  2010年時海上風電還被認為是新興行業,隨著這10年間的快速發展與成熟,如今的海上風電行業已發生了巨大的變化。2011年全球海上風電總裝機容量為3.8GW,截至到2020年底全球總裝機容量已達到34.4GW,10年間裝機容量增長了9倍。
 
  目前,海上風電約占全球風電總裝機容量的5%,隨著海上風電技術不斷提升以及行業成本不斷下降,全球海上風電未來的規劃目標和開發計劃正在逐步擴大。2017——2020年間的全球年平均新增裝機容量已超過5GW,整個行業發展速度也在加快。
 
  全球海上風電主要的開發區域集中在歐洲和亞洲,2020年底歐洲區域總裝機容量為24.9GW;亞洲地區主要以中國為主,2020年底中國海上風電總裝機容量為9.1GW,亞洲其他國家主要是日本、韓國及越南,三個國家裝機容量合計為0.3GW;美國海上風電現處于起步階段,未來已批準和規劃的項目超過35GW。
 
 
圖1  2011——2020年全球海上風電裝機容量變化趨勢圖
 
  2001——2020這20年期間,海上風電項目一直在向著水深更深以及離岸更遠的方向發展,2001年單個項目的平均裝機容量為25MW,平均水深7m,平均離岸距離5km;2020年單個項目的平均裝機容量為301MW,平均水深38m,平均離岸距離為30km。
 
 
圖2  2000——2020年全球海上風電項目裝機容量和風機單機容量變化趨勢圖
 
  二、海上風電項目建設成本
 
  和陸上風電項目相比,海上風電的施工、安裝及運輸條件要困難很多,因此海上風電建設成本更高,工期也更長。
 
 
圖3  2000——2020年全球海上風電加權平均建設成本變化趨勢圖
 
  根據圖3中所示的數據,2006年時全球海上風電的建設成本增長主要是因為:①新建項目的水深和離岸距離都在增加,因此基礎施工、風機安裝及運輸成本均相應增加;②新建項目規模和復雜性都在增加,項目前期開發費用(工程勘察及準證辦理等)增加;③當時沒有專業海上安裝船,安裝效率較低,另外供應產業鏈也并不完善;④當時全球范圍的物價上漲影響了建設及運輸成本。
 
  2011年后隨著供應鏈瓶頸的解決、各國政府的支持政策、海上風機技術升級以及更加專業的建設和安裝施工方案,項目建設成本開始下降。另外,同陸上風電和光伏發電行業相比,海上風電行業整體的體量較小,因此全球加權平均數據在各年間會呈現出不規律的上下波動。
 
  全球主要國別市場的建設成本在過去10年間也都有不同程度的下降,詳細數據如表1中所示。
 
表1  全球海上風電主要市場國別建設成本表


 
  三、項目容量系數
 
  不同海上風電項目的容量系數差異較大,差異形成的主要原因是項目所在地區的氣候條件、所采用的風機技術和項目建設及運輸條件,另外運維方案也會對運行期間的容量系數有明顯的影響。
 
 
圖4  2000——2020年全球海上風電加權平均項目容量系數變化趨勢圖
 
  總體來講,歐洲區域海上風電項目的容量系數較高,2020年歐洲區域加權平均項目容量系數為44%;與歐洲區域相比,中國海上風電項目多位于潮間帶或者近海區域,而且所采用的風機單機容量也較小,因此中國海上風電項目的容量系數要略低一些,2020年中國加權平均項目容量系數為37%。
 
表2  全球海上風電主要市場國別項目容量系數表


 
  四、海上風電運維成本
 
  由于所處地理位置的差異,海上風電項目的運維成本要明顯高于陸上風電項目。同時海上風電行業總體量遠小于陸上風電,因此現能收集到海上風電項目的實際運維數據也是比較有限的。
 
  目前全球海上風電的運維成本大致在70——129美元/kW/年的范圍之間。隨著海上風電運維領域經驗的增加,同時海上風機單機容量在不斷增長,因此單位運維成本也在持續下降。以海上風電行業中知名的開發商Ørsted公司為例,目前該公司在全球已運行以及建設中的海上風電項目共9.9GW,其運維成本在2015年時為118美元/kW/年,到2018年時下降到了67美元/kW/年。
 
  五、海上風電項目LCOE
 
  2010——2020近10年間,隨著海上風電行業的快速發展,全球海上風電項目加權平均LCOE也基本呈持續下降趨勢,從2010年時的0.162美元/kWh降低到2020年的0.084美元/kWh,降幅達到了48%。
 
 
圖5  2010——2020年全球海上風電加權平均LCOE變化趨勢圖
 
  2010——2020年間,全球重點市場國別的海上風電項目LCOE均有不同幅度的下降,其中中國LCOE下降幅度達到了53%,歐洲區域各主要國別LCOE的平均降幅也都超過20%。由表3中數據可知,目前除日本外,海上風電全球重點市場國別LCOE均低于或接近0.1美元/kWh,這也說明海上風電在所有發電類型中越來越具有競爭力。
 
表3  全球海上風電主要市場國別加權平均LCOE表

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