發(fā)展海上風(fēng)電不僅有助于能源低碳轉(zhuǎn)型，還將加強能源供應(yīng)安全。當(dāng)前，越來越多的國家把目光投向海上風(fēng)電，海上風(fēng)電行業(yè)正迎來大規(guī)模快速發(fā)展的新時代，發(fā)展?jié)摿薮蟆Ｈ蝻L(fēng)能理事會(GWEC)發(fā)布的《全球風(fēng)能報告2022》稱，未來5年全球海上風(fēng)電年均復(fù)合增長率預(yù)計達8.3%，2022~2026年累計新增裝機量將超9000萬千瓦。同時，全球海上風(fēng)電項目的投資增速較快。國際能源署(IEA)發(fā)布的《世界能源投資報告2022》稱，2021年海上風(fēng)電直接投資仍在500億美元以上。全球海上風(fēng)電市場規(guī)模快速擴張的同時，也使海上風(fēng)電行業(yè)呈現(xiàn)一些新的趨勢。
全球海上風(fēng)電市場概況
(一)新增裝機保持強勁增長勢頭
得益于技術(shù)進步和商業(yè)模式創(chuàng)新，風(fēng)能行業(yè)正在快速發(fā)展。GWEC發(fā)布的《全球風(fēng)能報告2022》指出，2021年，全球海上風(fēng)電新增裝機容量2110萬千瓦，同比增長兩倍，在全球新增風(fēng)電裝機的比重達22.5%，創(chuàng)歷史最大增幅。截至2021年底，全球海上風(fēng)電累計裝機容量達5700萬千瓦，同比增長58%，海上風(fēng)電在全球風(fēng)電總裝機中的占比上升到7%。
從區(qū)域分布看，中國成為海上風(fēng)電累計裝機規(guī)模最大的國家。數(shù)據(jù)顯示，2021年，中國海上風(fēng)電新增裝機1690萬千瓦，占全球新增海上風(fēng)電裝機的80%;累計裝機2777萬千瓦，躍居世界第一。
(二)多國加速布局海上風(fēng)電項目
目前，多國政府已把布局海上風(fēng)電看作實現(xiàn)能源安全與轉(zhuǎn)型，以及低碳目標(biāo)的重要途徑，并制定了雄心勃勃的裝機目標(biāo)。近期，歐洲、亞洲、北美洲等地區(qū)主要國家加大對海上風(fēng)電項目的投入和建設(shè)。
在歐洲，受地緣局勢影響，為保障能源安全，多國調(diào)整能源政策、加大可再生能源部署，地區(qū)光伏、風(fēng)電裝機需求維持旺盛。英國發(fā)布的《能源安全戰(zhàn)略》提出，到2030年英國海上風(fēng)電裝機容量的目標(biāo)從之前的4000萬千瓦提高到5000萬千瓦。挪威公布的海上風(fēng)電相關(guān)計劃提出，到2040年開發(fā)3000萬千瓦海上風(fēng)電裝機容量，這幾乎相當(dāng)于挪威目前的總裝機容量。丹麥、德國、比利時與荷蘭的政府首腦在“北海海上風(fēng)電峰會”上簽署聯(lián)合聲明，承諾到2050年，將四國的海上風(fēng)電裝機從目前的1600萬千瓦提高到15000萬千瓦。
在亞洲，中國在全球綠色浪潮與“雙碳”目標(biāo)的雙重驅(qū)動下，海上風(fēng)電發(fā)展迅速，裝機規(guī)模躍居世界第一。除中國外，日本、韓國、越南等國近年來也加快布局，到2030年計劃裝機量合計將超過2500萬千瓦。
在北美地區(qū)，美國提高了對海上風(fēng)電部署的戰(zhàn)略關(guān)注度，計劃到2030年部署3000萬千瓦、到2050年達到11000萬千瓦的海上風(fēng)電裝機容量。
(三)全球市場競爭新格局基本形成
從全球市場競爭格局來看，根據(jù)彭博新能源財經(jīng)(BNEF)公布的2021年全球風(fēng)電整機商排名，維斯塔斯(Vestas)、金風(fēng)科技、西門子歌美颯(Siemens Gamesa)分列全球前三位，總計裝機容量占全球市場份額的36%。遠景能源穩(wěn)居全球第四，出口量大幅增長，通用電氣(GE)緊隨其后位列第五。在全球排序前十名的整機制造商中，中國風(fēng)電企業(yè)占據(jù)六個席位，累計裝機規(guī)模在全球年度新增規(guī)模中占比約為44.8%。
據(jù)BNEF數(shù)據(jù)，2021年全球海上風(fēng)電整機商排名中，上海電氣、明陽智能、金風(fēng)科技和中國海裝占據(jù)了全球海上風(fēng)電整機制造廠商前四名位置，其中上海電氣位居第一。
從市場份額情況看，自2010年之后，國際風(fēng)機制造商在中國市場的占有率不斷走低。據(jù)BNEF數(shù)據(jù)，2021年西門子歌美颯排名下滑至第六，取而代之的是中國整機制造商的崛起。近兩年以來，中國在“雙碳”目標(biāo)的引領(lǐng)下，海上風(fēng)電優(yōu)勢盡顯，發(fā)展速度加快。
全球海上風(fēng)電發(fā)展趨勢分析
(一)持續(xù)向大型化邁進
海上風(fēng)電機組平均容量近年呈現(xiàn)持續(xù)增長態(tài)勢。截至目前，國外海上風(fēng)電機組最大單機容量是維斯塔斯發(fā)布的1.5萬千瓦;國內(nèi)最大單機容量，同時也是全球單機容量最大的海上風(fēng)電機組為明陽智能發(fā)布的1.6萬千瓦。未來風(fēng)電機組容量將持續(xù)增長，GWEC預(yù)計，2025年全球新增海上風(fēng)電機組平均容量將達到1.15萬千瓦。
雖然大型渦輪機比小機型的成本更高，但這些巨型渦輪機可以顯著降低單位容量的風(fēng)電機組物料成本，從而降低單位容量的風(fēng)電機組造價，同時為開發(fā)商節(jié)約地基、電纜和安裝等其他成本。據(jù)Rystad Energy測算，對于100萬千瓦海上風(fēng)電項目，采用1.4萬千瓦風(fēng)電機組將比采用1萬千瓦風(fēng)電機組節(jié)省1億美元的投資。
(二)走向深遠海，轉(zhuǎn)向漂浮式
隨著近海資源逐漸開發(fā)，海上風(fēng)電項目持續(xù)向深遠海發(fā)展，由于深遠海的水深增加，固定式的支撐結(jié)構(gòu)難度更大，漂浮式海上風(fēng)電技術(shù)被業(yè)內(nèi)視為“未來深遠海海上風(fēng)電開發(fā)的主要技術(shù)”，已在多個國家和地區(qū)展開探索。綜合信息統(tǒng)計，2021年，全球漂浮式海上風(fēng)電新增裝機5.7萬千瓦，累計總裝機規(guī)模已達12.14萬千瓦。到2022年年底，全球漂浮式海上風(fēng)電裝機容量預(yù)計將達到20萬千瓦~26萬千瓦。據(jù)歐洲風(fēng)能協(xié)會預(yù)測，到2030年底，全球漂浮式風(fēng)電裝機容量將達到1500萬千瓦，保守估計到2050年，漂浮式機組成本將下降38%。
作為全球最大的海上風(fēng)電市場，中國深遠海風(fēng)能資源非常豐富，漂浮式海上風(fēng)電發(fā)展前景十分廣闊。如海南省風(fēng)能資源優(yōu)異，沿海海域100米高度以上風(fēng)速在每秒7.5米~9米之間，中長期海上風(fēng)電開發(fā)潛力預(yù)計可達到5000萬千瓦左右。中國《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》明確提出，力爭“十四五”期間開工建設(shè)中國首個漂浮式商業(yè)化海上風(fēng)電項目，還將在資源和建設(shè)條件好的區(qū)域推動一批百萬千瓦級深遠海海上風(fēng)電示范工程開工建設(shè)。
相較于底部固定海上風(fēng)電，漂浮式海上風(fēng)電向大海延伸距離長，技術(shù)要求更高，具備更好的風(fēng)能資源和更大的技術(shù)潛力。不過，盡管如此，漂浮式海上風(fēng)電作為一項關(guān)鍵新興技術(shù)，在實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用方面仍面臨高成本挑戰(zhàn)。行業(yè)研究機構(gòu)DNV發(fā)布的報告顯示，已經(jīng)建成的漂浮式海上風(fēng)電場的平均度電成本比傳統(tǒng)固定式海上風(fēng)電高3倍以上。目前在漂浮式海上風(fēng)電建設(shè)成本構(gòu)成中，占比最高的就是設(shè)備和施工兩個環(huán)節(jié)。未來，降低關(guān)鍵部件和工藝成本將成為行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵驅(qū)動力。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2030年前中國漂浮式海上風(fēng)電度電成本將約合0.3~0.4元，與平均上網(wǎng)電價持平，屆時中國漂浮式海上風(fēng)電有望正式進入商業(yè)開發(fā)階段。
(三)海上風(fēng)電制氫將成為行業(yè)重點研發(fā)方向
100%使用可再生能源生產(chǎn)的綠氫正在成為氫能發(fā)展的焦點，而海上風(fēng)電比陸上風(fēng)電更高穩(wěn)定性、更大規(guī)模的特性，對于電解水制氫來說是一大優(yōu)勢，海上風(fēng)電制氫模式正受到廣泛關(guān)注。
在全球范圍內(nèi)，以英國、德國、荷蘭、比利時等為代表的歐洲國家紛紛布局海上風(fēng)電制氫。例如英國Dolphyn項目，計劃在英國北海400萬千瓦的漂浮式風(fēng)電場使用獨立裝置生產(chǎn)氫氣，計劃在2023年投運、2026年前實現(xiàn)在1萬千瓦機型上制氫。德國AquaVentus海上制氫項目計劃在2025年前建立包含兩臺1.4萬千瓦風(fēng)機的試點項目，預(yù)計2035年實現(xiàn)年生產(chǎn)100萬噸綠色氫氣。荷蘭的NortH2項目，計劃在2027年實現(xiàn)首批風(fēng)機并網(wǎng)發(fā)電并制氫，并計劃到2030年海上風(fēng)電裝機達到400萬千瓦，到2040年海上風(fēng)電裝機將超過1000萬千瓦，為全球最大的海上風(fēng)電制氫項目。
在中國，一些地方政府和企業(yè)也在加快海上風(fēng)電制氫項目的布局。今年，《上海市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2022—2035年)》提出，開展深遠海風(fēng)電制氫相關(guān)技術(shù)研究，結(jié)合上海深遠海風(fēng)電整體布局，積極開展示范工程建設(shè)。《浙江省可再生能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃》提出，將探索海上風(fēng)電基地發(fā)展新模式，集約化打造“海上風(fēng)電+海洋能+儲能+制氫+海洋牧場+陸上產(chǎn)業(yè)基地”的示范項目。另有其他省份的相關(guān)規(guī)劃也提出，將加快布局海上風(fēng)電制氫。
未來，風(fēng)能資源的豐富程度、項目規(guī)模大小以及現(xiàn)有海上天然氣輸送管道改造進展，均將影響海上風(fēng)電制氫成本。BNEF預(yù)計，海上風(fēng)電制氫的中位數(shù)成本將在2025年降至7美元/千克左右，到2050年降至1美元/千克以下。到2050年，海上風(fēng)電制氫的成本將低于陸上風(fēng)電制氫。
如今，全球海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)規(guī)模快速發(fā)展，特別是年初以來在地緣局勢緊張的影響下，多個歐洲國家加快了新能源轉(zhuǎn)型步伐，在大幅提升海上風(fēng)電裝機目標(biāo)的同時，也加速項目布局。與此同時，海上風(fēng)電的技術(shù)進步降低了建設(shè)成本，打開了市場成長空間。隨著海上風(fēng)電逐步向大型化、深遠海方向發(fā)展，機組的支撐基礎(chǔ)也從固定式走向漂浮式。在未來，海上風(fēng)電制氫、與其他能源形式或儲能聯(lián)合發(fā)電等新型技術(shù)應(yīng)用將為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供機遇，海上風(fēng)電還將結(jié)合海洋牧場和海水制氫等新經(jīng)濟模式，實現(xiàn)海洋經(jīng)濟的綜合開發(fā)利用。這些創(chuàng)新技術(shù)、新模式的應(yīng)用，將為可再生能源的豐富發(fā)展、能源低碳轉(zhuǎn)型貢獻力量。
