漂浮式海上風電“藍海”

法國總理卡斯泰3月14日宣布，啟動在地中海沿岸建設兩座漂浮式海上風電場的招（zhāo）標程序（xù）。這兩座風電（diàn）場項目預計將（jiāng）於2023年定標，2030年前投入使用。兩（liǎng）座海（hǎi）上風電（diàn）場裝機容量均為250兆瓦（MW）。此外，根據“法國2030”計劃，法國將投入3億歐元專項資金用於（yú）發展漂浮式海上風電。

韓國南部電力公司3月15日也宣布，已在其位於韓國釜山的總部大樓內與殼牌公司（sī）簽署業務合作協議，雙（shuāng）方將攜手在距離蔚山市65公裏的海域開發漂（piāo）浮式海上風電（diàn）場。涉及（jí）到的海上風電項目群整體容量為1.3吉瓦（wǎ）（GW）。

在漂浮式海上風機出現之前，傳統固定式風機由於設計（jì）局限，使得海上風電場必須建在相對較淺的水域中，並靠近陸地（dì）。漂（piāo）浮式風電則（zé）允許（xǔ）在海上幾乎任何地方部署風力渦輪機，可最大限度地利用海上風（fēng）能潛力，開拓可開發的海域範圍。

隨著越來越多的國家（jiā）進軍漂（piāo）浮式海上風電（diàn）（以下稱“漂浮式風電”或“浮式風電”）領域，多家行（háng）業研究機構預測認為，漂浮式海上（shàng）風電有望成為全球海上（shàng）可再生能源的重要組成部分，4月4日全球風（fēng）能理事會（GWEC）發布的（de）最新全球風能報告稱，漂浮式風電是“改變海上風電遊戲規則的關鍵之一，並（bìng）很快會將（jiāng）風能帶到新的紀元（yuán）”。

全球風能理事（shì）會對浮式風電未來預（yù）測樂觀

2020年全（quán）球風能理事會（GWEC）發（fā）布的全（quán）球風能報告預測，漂浮式海上風能將從（cóng）2020年的17MW增（zēng）長（zhǎng）到（dào）2030年（nián）的6.5GW。一年後，該報（bào）告（gào）的迭代版本將2030年的（de）預測上調10GW至16.5GW。

2009年，世界（jiè）上（shàng）第一台兆瓦級（jí）海上浮式風力發電機組由挪威的Equinor並網發電，截至2020年底，全球隻有73MW的浮式風（fēng）力發電機（jī）組在運行。雖然目前漂浮式海上風電裝機容量僅為全球風電裝（zhuāng）機容量的0.1%，但GWEC預測，2030年新增漂浮式海上風電將占（zhàn）該年全球新增風電裝機容量的（de）6.1%。

在預測的16.5GW漂浮式海上風能（néng）裝機容量中，GWEC認為隻有7.1%（1.2GW）的裝機（jī）容（róng）量將在2021-2025年建成；大部分（fèn）新增裝機容量將從2026年開（kāi）始上線，屆時很可（kě）能達到每年吉瓦級別的裝機容量增長水平。

挪威船級社（DNV）則（zé）預計，海上（shàng）風電將在（zài）21世紀中葉達（dá）到風電總裝機容量的40%，2050年全球海上風（fēng）電的裝（zhuāng）機容量將達（dá）到1748GW，其中漂浮式海上風電有望占海（hǎi）上風電裝機容量總量（liàng）的（de）15%，即264GW。

離岸65公裏以上、水深50米以下在海上風電行業（yè）可算（suàn）深遠海區域。世界上80%的海上風資（zī）源位於（yú）水深超過60米的海域。由於近海（hǎi）風電資源相對（duì）有限，資源開發趨於（yú）飽和，且受限於近（jìn）海養殖、漁業捕撈、運輸航線等用海需求限製，加大深遠海海上風電（diàn）開發力度已成（chéng）趨（qū）勢。

DNV認為，技術開發將使得浮式（shì）風電的（de）平準化度（dù）電成本（běn）（LCOE）在2025年降至100USD/MWh以下，在2050年（nián）將降至40USD/MWh以（yǐ）下。

來源：Acteon

漂浮式基礎（chǔ）的概念來源於深（shēn）海油氣開發平（píng）台，漂浮式海上風電的設計思路很大程度借鑒了油氣領域的技術積累，目前漂浮式海上風電的基礎類型主要包括（kuò）四大類，分（fèn）別是半潛式（shì）（Semi-submersible）、單（dān）柱式（Spar）、張力腿（TLP）和駁船式（Barge）。

知識卡片

單柱式被認為是（shì）最簡單的，適用於海（hǎi）平麵（miàn）相對高的地區，對土壤條件不敏感，缺點是成（chéng）本高，係泊繩索較長，吃水深，限製船舶進出；半（bàn）潛式具有良好的穩定性，通過在水平麵廣泛分布浮力來實現穩定性（xìng），安裝和拆除簡單，但占（zhàn）地麵積大；張力腿式通過使用係泊（bó）繩索張（zhāng）力來實現穩定性，通常需要專門（mén）建造的安裝船，穩定（dìng）性高，運動性低，具（jù）有良好的深水靈活性（xìng），占（zhàn）地麵積小，係泊繩索短，但有複（fù）雜而昂貴的（de）係泊和（hé）錨定係統，使其成為最（zuì）昂貴的基礎（chǔ）類型；駁船式可以使用鋼筋和混凝土（tǔ），方便尋找材料，但是特別容易受到海浪影響，要求有更強大的係泊係統，複雜性增加。

GWEC認為，可以根據不同的（de）地理環境（jìng）選用不同的浮式風電的基礎類型，同時當地的人文地理條件、基（jī）礎設施、渦輪機設計也會在基（jī）礎類型選擇中發（fā）揮作用（yòng）。

GWEC Market Intelligence數據顯示，截至2021年7月，全球浮式海上風電（diàn）裝機容量中（zhōng）單（dān）柱式占比最（zuì）高。然而，在目前（qián）正在開發的示範方案中，近三分之二的方案選擇半潛式基（jī）礎類型。

在（zài）全球處於不同開發階段的浮式風電（diàn）中，半潛式占比最（zuì）高，為64%，其次是占比為13%的單柱式和占比為10%的駁船式。張力腿式在淺水和深水具有更好的靈活性，不過（guò）其目前的市場份額因安（ān）裝複雜（zá）而（ér）相對較低（dī），隻有7%。

同時，新的基礎類型技術方案和樣機仍在（zài）持續湧現，漂浮式海上風電技術路（lù）線尚未完（wán）全定型。

挪威最新研製的漂浮式多（duō）渦輪（lún）海上風電係統，將（jiāng）數十台1MW的風機設置在一（yī）張大的金屬“帆”上，設計壽命為50年，以期（qī）加速浮式海上風電（diàn）和（hé）深遠海上風電的經濟性。

日本（běn）多家公司則計劃聯合開展張力腿式（TLP）浮動大兆瓦級風機技術研究，目標在2030年左右實現該技術的商業化應用（yòng）。日（rì）本Toa製造公司等公司聯合成立了海上浮式風電（diàn）基礎產業鏈聯盟，旨在開（kāi）發一條海上浮式風電基（jī）礎產業鏈，降低各個方麵的成本。

全球浮式（shì）風電進入商業開（kāi）發階（jiē）段（duàn）

近年漂（piāo）浮式風電樣機（jī）推出（chū）速度加快。2009年，挪威國家石油公司Equinor率先（xiān）開展了全球首台海上浮式風機樣機實測（cè）項目，該項目采用單柱型（xíng）基礎（chǔ），距離挪威西南海岸線（xiàn）10km處，單機容量2.3MW，水深約200m，總投資約4億挪威克（kè）朗（約（yuē）折合人民幣2.93億元）。之後，葡萄牙、日本、法國、西班牙、韓國、中國等國家（jiā）也紛紛推（tuī）出漂浮式樣機。

2021年，全球最大的4.8萬千瓦英國海上浮式風電Kincardine項目成功並網，表明大規模商業化海上浮式風電開發已初步具備可行性。從海上浮式風電項目規劃情況來看，單項目裝（zhuāng）機容量呈現上升趨勢。

多個研究機構判斷，從全球來看，漂浮式海上風電（diàn）已經從示（shì）範項目開始進入商業開發階段。

據平安證券報告，多個國家（jiā）都在（zài）醞釀大型漂浮式海上風電項目。目（mù）前漂浮式海上風電發展（zhǎn）相對（duì）領先的是歐洲和日本，韓國快（kuài）速跟進，中國和（hé）美（měi）國開始布局。在當前能源（yuán）低（dī）碳轉型以及能源安全備受關注的背景下，結合當前技術儲備情況，漂浮式海上風電呈現（xiàn）加快發展的態勢，部分國家推出專（zhuān）項資金以支持漂浮式海風發展。

歐洲（zhōu）是漂浮式（shì）海上風電發展較早的區域，英國、法國、葡萄牙、挪（nuó）威等國家均已（yǐ）推出漂浮式樣機項目（mù）；日本（běn）也較早開展漂浮式海上風電樣機驗證，韓國近年積極跟進，日本和韓國海域水（shuǐ）深條（tiáo）件較為（wéi）適合發展漂浮式海上風電（diàn）；中國的樣機推（tuī）出時間相對較晚，主要位（wèi）於水深相對較深的南海（hǎi）區域。

GWEC多份報告顯示，根據基礎自然條件，以及（jí）各國政府的能（néng）源發展規劃，在選址方麵，漂浮式海上風電的最佳地點是歐洲、日本、韓國、南非、澳（ào）大利亞、新西蘭、阿根廷、智利、美國西海岸（àn）和中國南海（hǎi）海岸。

世界漂浮式海上風電（diàn）資源（yuán）地區  來源：Q FEW

GWEC認（rèn）為，截至目前，英國、葡萄牙、日本、挪威和法國是漂浮式海上風電裝機容量（liàng）最（zuì）大的五個市場，但預計情況將發生變化，在未來十年，韓國、日本、挪威、法國和英國可能成為排名前五的漂浮式海上風電市（shì）場。

GWEC預計，歐洲將占漂浮式海上風能2021-2025年（nián）新增裝機量（liàng）的68.2%，其次（cì）是（shì）亞洲（21.4%）和北美（10.4%），而在2030年底的漂浮式海上風能（néng）裝機容量中，歐洲（zhōu）將以47%的市場份額保住全球最大浮式風電市場的（de）頭銜，緊隨其後（hòu）的是亞（yà）洲（45%）和北美（8%）。

和油氣（qì）行業彼此成就。

由於漂浮式風電與油氣（qì）領域技術的相關（guān）性，油氣巨頭對漂浮式風電（diàn）也（yě）頗（pō）有興趣。

GWEC認為，2021年石油和天然氣巨頭在漂浮式風電領域有（yǒu）進一步突破。歐洲（zhōu）大型石油和天然氣公司在不少歐洲和北美海上（shàng）風電項（xiàng）目拍賣中取得勝利，還贏了大西洋（yáng）兩岸的（de）海底租賃（lìn）招標，這些公司都擁有不凡的海上工程技術和財務實力。

在中國，中海油旗下海上風電開（kāi）發公司中海（hǎi）油融（róng）風能源有限公司目前正在推進深遠海浮式風機國產化研製及示範應用項目，項目位於中國南海海域，風機設備已在（zài）2021年底完成招標。

中海油研究總院新（xīn）能源電氣工程師車久瑋曾在接受媒體采訪時表示，海上（shàng）浮式風電和深遠海上（shàng）風（fēng）電（diàn）對油氣公司的吸引力，主要在（zài）於其（qí）傳統的油氣浮式（shì）平台技術和裝備可以最大程度地轉化到海上風（fēng）電項目的建（jiàn）設中，特別是海洋工程、深水開發和鑽井技術，這使得（dé）在未來碳稅和能源轉（zhuǎn）型背景下（xià）盈利壓力較大的深水油氣行業有了一條切實可行的轉型之路。

中海油的一份研究報告顯示，中海油在海上油氣平台已完成了相關浮式基礎的設計、建造及運營，擁有1500米水深以淺（qiǎn）除單柱式（Spar）以外的全部基礎類（lèi）型的應用，具備短時間（jiān）內完（wán）成示範項目的優勢（shì）。

更讓油氣企業感興趣的是，漂浮式風電可以通過海上分（fèn）散式浮式（shì）風電為油氣生產設施供電，進而解決當前海上油氣供電模式存（cún）在的（de）問題，探索“孤網”供電模式。

目前海上油氣設施由（yóu）於離岸較遠，通常采用燃料發電機為孤網完成供電，單個平台電力負荷在1.5-10MW之（zhī）間（jiān），平台間通過海纜實現組網，由一個或多個中心平台向周（zhōu）邊井口平台供電，電（diàn）網總電力負荷可達100MW以上。

前述報告分（fèn）析（xī），該供電模式目前主要存（cún）在三個的（de）問題，一（yī）是發電成本較（jiào）高，平台通常配置5-30MW燃（rán）氣透平發電機，大多數需要進口，價（jià）格高昂；二是電站低利用率和（hé）擴展需求並存，很多時候存（cún）在項（xiàng）目前期（qī）電站利用率偏低、後期需要動員大型浮吊再次安裝新電站擴展電網容量的情況（kuàng）；三是燃料發電需燃燒天然氣、柴油、甚至（zhì）是原油（yóu），造成燃料成本高昂的同時，也需要排（pái）放大量的二氧化碳。

這（zhè）份研究報告認為，合理利用分散式浮式海上風電為油氣平台供（gòng）電，可以很好地解（jiě）決以上這三個問題。中海（hǎi）油在中國海域擁（yōng）有200餘座海上油氣（qì）生（shēng）產設施，電量需求超過1200MW，海（hǎi）上油氣設施的綠色電力需求更大。

國內（nèi）漂浮（fú）式風電有望（wàng）“後發先至”

根據我國國家氣候中心的研究，我國深海風（fēng）資源總（zǒng）量約10億千瓦，相當於兩倍的近海風資源，發展潛力巨大。同時，隨著采用固定基礎的海上風電基本實現平（píng）價（jià），國內漂（piāo）浮式海上風電的發（fā）展進（jìn）程有望加快。

我國首個漂浮式風電機組已於2021年實現並網。2021年7月，由三峽集團投資建設的國內首台漂浮式海上風電平台——“三峽引（yǐn）領號”在（zài）廣東（dōng）陽江海域成功安裝並實現並網。

2021年12月10日，由中國海（hǎi）裝牽頭聯（lián）合中國船舶集團內多（duō）家成員單位自（zì）主研製的“扶搖號”浮式風電機組浮體（tǐ）平台（tái）成功下線。下（xià）線的浮體平台（tái）將（jiāng）搭載中國海裝6.2MW海上風電機組，將於2022年年（nián）初在廣東省湛江市徐聞羅（luó）鬥沙海域完成示範應用。

龍源電力漂（piāo）浮式樣機工程也正在建設（shè）過程中。龍源（yuán）電力漂浮式示範項目依托於建（jiàn）莆田南日島400MW風電項目，擬安裝單機容量4MW的漂浮式風力發（fā）電機組（zǔ）樣機1台，所處水深大概35米，采（cǎi）用1回35kV動態電纜與鄰近機位的固定式（shì）風（fēng）力發電機組連接，並接入海上升壓站（zhàn）。該基礎平台采用半潛式，該項目（mù）將與水產養殖進行融合，也計劃於2022年完成示（shì）範工程建（jiàn）設。

此外，中國（guó）大唐集（jí）團有限公司、中國（guó）廣核集團有限（xiàn）公司、國家電力投資集團有限公司也加速進入（rù）海上浮式風電市場（chǎng）。明陽智慧能源集團（tuán）股份公司等整機廠商已提出研發16兆瓦級大型（xíng）浮式風電機組，加速推動工程（chéng）化示範與商業化應用。

據平安證券分析，國內樣機（jī）主（zhǔ）要采用半潛方案（àn），由於海域的水深（shēn）情況不同，國內正在推（tuī）進的漂浮式樣機主要采用適應（yīng）水深條件相對較淺的三立柱半（bàn）潛技術方案（àn）。不同於歐洲和日本常見的獨立樣機的模式，國內（nèi）推進的漂浮式樣機與采用固（gù）定基礎的大型海上風電場相連，成為大型海上風電場的一個風機單元，有（yǒu）利（lì）於降低樣機的並網相關成本，同時運（yùn）行情況具有較好的可對比性。

基於海洋工程和固定式海上風電的（de）積累，漂浮式海上風電具（jù）有較好的供（gòng）應鏈（liàn）基礎。多份研究報告顯示（shì），國內傳統海工行業目前對於浮式風機基礎的設計、建造、安裝及調（diào）試能（néng）提供較齊（qí）全的供應（yīng）鏈，再結合海洋浮式油氣平台的經驗，以（yǐ）國內（nèi）現有資（zī）源為（wéi）主（zhǔ）導，完全能夠順利（lì）完成浮式風機基礎（chǔ）的設計（jì）、建（jiàn）造、安裝、調試以及智（zhì）能（néng）化孤（gū）網供電。

漂浮式海上風電的核（hé）心製造環（huán）節包括風（fēng）電機組（含塔筒）、浮式基礎平台（tái）、係泊係統和動態海纜。風機方麵，漂浮（fú）式海上風電（diàn）供應商（shāng）與固定基礎海上風電（diàn）的風機供應商重疊（dié），國內仍以明陽智能等頭（tóu）部風機企業為主；國內開展了多年的海上油（yóu）氣（qì）平台用臍帶纜的研發，已基本（běn）掌握油氣用動態海纜的設計（jì）技術，可一定程度嫁（jià）接至漂浮式海上風電；浮式平台和係泊係統的供應商與海洋（yáng）工程基本重疊。較為完善的供應鏈體（tǐ）係為未來漂（piāo）浮式海上風電的加快發展奠定堅實基礎。

平安證券認為，國內雖然起步相對較晚，但國（guó）內具有全球最大的海上風電市場以及競爭力突出的製造產業（yè），通過借鑒歐洲經驗並自主創新，國（guó）內漂浮式海上風電有望快速進（jìn）步，複製固定式海上風電的發展軌（guǐ）跡，實現（xiàn）後（hòu）發先至。

從成本角（jiǎo）度，由於（yú）漂浮式海上風（fēng）電主要的製造環（huán）節為風電（diàn）機組、漂浮式（shì）基礎及錨鏈，國內相對歐美具（jù）有（yǒu）明顯的成本優勢。據中國海裝預測，到2025年，國內漂浮式海（hǎi）上風電可能達到相對有競（jìng）爭力的成本水平，投資成本有望降至2萬元/千（qiān）瓦左右，預計在2030年前後降至與固定式海上風電相當的水平，達到1-1.5萬元/千（qiān）瓦。

同時，在我國，福建、廣東、海南、台灣等省都有大（dà）幅（fú）高風速深水海域適宜開發浮式海上風電（diàn）的海域；在離岸（àn）較遠的專屬（shǔ）經濟區浮式海上風電與漁業（yè）、氫能等一體化開發也（yě）具有可觀的應（yīng）用前景。

 來源：南方能源（yuán）觀察