2022年和2023年，國內(nèi)海風(fēng)市場面臨軍事、航道、和安全等方面的問題，發(fā)展不及市場預(yù)期。隨著這類問題的逐步解決，沿海各省海風(fēng)發(fā)展節(jié)奏提速，2024年和2025年國內(nèi)海風(fēng)需求高增可期。市場認(rèn)為，中長期來看，國內(nèi)海風(fēng)需求增長的動能主要來自深遠(yuǎn)海項(xiàng)目開發(fā)。
走向深遠(yuǎn)海后，漂浮式風(fēng)電將大有可為，不過仍面臨一些問題。“明陽天成號”漂浮式海上風(fēng)電平臺項(xiàng)目負(fù)責(zé)人陳發(fā)橋告訴《華夏時報(bào)》記者，目前有兩個比較迫切的問題需要解決，一個是成本，一個是可靠性。“無論哪個國家或者企業(yè)，如果能突破這兩點(diǎn)，基本就站在了深遠(yuǎn)海風(fēng)電開發(fā)的前沿。”
從近海到深遠(yuǎn)海
從陸風(fēng)資源和海風(fēng)資源比較上看，海風(fēng)資源更為豐富。相比陸上風(fēng)電，海上風(fēng)電具備風(fēng)速和風(fēng)向平穩(wěn)、單機(jī)裝機(jī)容量大、機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定以及不占用土地、適合大規(guī)模開發(fā)等優(yōu)勢。此外，海上風(fēng)電集中在中東部及南部等能源負(fù)荷中心，便于電網(wǎng)消納。
經(jīng)過近些年的發(fā)展，近海海風(fēng)開發(fā)空間趨緊。水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院海洋能源處處長查浩表示，總體來看，近海海域依然是“十四五”期間我國海上風(fēng)電開發(fā)的主要海域，“十四五”后期近海海上風(fēng)電場址將趨緊。
近海資源可開發(fā)量少，未來向深遠(yuǎn)海開發(fā)大勢所趨。全球近80%的海上風(fēng)力資源潛力分布在60米以上的海域。國家發(fā)展改革委能源研究所發(fā)布的《中國風(fēng)電發(fā)展路線圖2050》報(bào)告，我國近海水深5米到50米范圍內(nèi)，風(fēng)能資源技術(shù)開發(fā)量為5億千瓦，深遠(yuǎn)海風(fēng)能資源可開發(fā)量是近海的3到4倍。
政府也出臺相關(guān)政策積極推動深遠(yuǎn)海發(fā)展。2023年9月，國家能源局發(fā)布《關(guān)于組織開展可再生能源發(fā)展試點(diǎn)示范的通知》，明確提出開展深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電新技術(shù)示范和平價示范。
今年以來，浙江、廣東、海南等地均出臺相應(yīng)政策以及提供資金支持，加快推進(jìn)深遠(yuǎn)海風(fēng)電開發(fā)，同時陸續(xù)啟動海上風(fēng)電場址修編工作，將海上風(fēng)電場址全面向30公里以上的深遠(yuǎn)海推進(jìn)。
漂浮式風(fēng)機(jī)相繼亮相
伴隨著我國海上風(fēng)電走向深遠(yuǎn)海，海風(fēng)基礎(chǔ)也從固定式向漂浮式發(fā)展。目前漂浮式海風(fēng)正處于0-1的突破階段，建設(shè)經(jīng)濟(jì)性在近年得到了快速提高，漂浮式海風(fēng)截至2023年5月全球累計(jì)裝機(jī)量僅約206MW，根據(jù)GWEC(全球風(fēng)能理事會)預(yù)測，2026年全球新增裝機(jī)量將達(dá)到約0.8GW，2030年將達(dá)4.3GW。
新機(jī)遇下，國內(nèi)風(fēng)電整機(jī)制造商積極推出新產(chǎn)品。2018年，國內(nèi)第一個海上漂浮式項(xiàng)目——三峽引領(lǐng)號招標(biāo)投建。近兩年，國內(nèi)漂浮式項(xiàng)目進(jìn)展明顯加快，現(xiàn)有5個項(xiàng)目目前正在建設(shè)或規(guī)劃當(dāng)中，總裝機(jī)量234.05MW。
7月12日，全球單體容量最大的16.6MW漂浮式風(fēng)電平臺“明陽天成號”正式亮相。據(jù)測算，“明陽天成號”正式投運(yùn)后，平均每年可發(fā)電約5400萬度，能滿足3萬戶三口之家一年的日常用電。
記者了解到，“明陽天成號”實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)全球首創(chuàng)。其浮式基礎(chǔ)為全球首次采用抗壓能力達(dá)到115兆帕以上超高性能混凝土材料制造而成，這種混凝土材料強(qiáng)度達(dá)到普通混凝土的4倍左右。
浮筒采用的“玻璃纖維外殼+XPS芯材+防護(hù)涂層材料”方案亦為世界首創(chuàng)，突破了傳統(tǒng)浮筒采用純鋼結(jié)構(gòu)或鋼混結(jié)構(gòu)的限制。翼型雙塔筒、雙主機(jī)、雙風(fēng)輪的設(shè)計(jì)，以及拉索系統(tǒng)的應(yīng)用均為全球首創(chuàng)。這一設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)使其發(fā)電量可提升4.29%，讓塔筒具備協(xié)助對風(fēng)的能力。
“明陽天成號”還是全球首臺采用下風(fēng)向設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)，可使支撐結(jié)構(gòu)極限載荷降低約40%。在智能化方面，該風(fēng)電平臺具有敏銳的洞察力和策略應(yīng)對能力。“明陽天成號”安裝有超過3000個智能感應(yīng)器，可實(shí)時感知2000多個零部件運(yùn)行狀態(tài)。此外，即將開展的拖航工作同樣富有挑戰(zhàn)。
漂浮式海風(fēng)降本空間大
近年來，海上風(fēng)電投資造價呈現(xiàn)震蕩下跌走勢，和固定式海上風(fēng)電相比，漂浮式風(fēng)電場造價仍較高，降本空間較大。2023年，近海風(fēng)電場、深遠(yuǎn)海風(fēng)電場、漂浮式風(fēng)電場的造價范圍分別在10000到12000元/KW、12000到15000元/KW、23000到30000元/KW。
陳發(fā)橋告訴《華夏時報(bào)》記者，從目前全球已經(jīng)試運(yùn)行的漂浮式風(fēng)電來看，單位千瓦造價基本都在30000元以上，和固定式海上風(fēng)電場相比，價差差不多是一倍以上。所以對于企業(yè)來說，要把成本降下來，再一個就是提高其可靠性。
成本降低主要來自于三個驅(qū)動因素，風(fēng)機(jī)大型化、規(guī)?；⑿录夹g(shù)新材料新策略應(yīng)用。目前我國大兆瓦機(jī)組的研發(fā)能力正不斷加強(qiáng)，在此背景下碳纖維、主軸軸承都將要求新的產(chǎn)業(yè)變化。
“風(fēng)機(jī)大一輪的話，基本上用碳纖維材料也會越來越多。但是碳纖維有一個問題，它的成本非常高。”陳發(fā)橋在接受《華夏時報(bào)》記者采訪時表示，“以前碳纖維我們主要是進(jìn)口，現(xiàn)在國內(nèi)有幾家企業(yè)已經(jīng)做得不錯了。而且制造業(yè)有個特點(diǎn)，量上來以后，成本就會下降的比較快了。”
碳纖維性能優(yōu)異，工藝流程復(fù)雜技術(shù)壁壘高，下游應(yīng)用廣泛。根據(jù)中復(fù)神鷹招股說明書，碳纖維是由聚丙烯腈等有機(jī)纖維在高溫環(huán)境下裂解碳化形成的含碳量高于90%的碳主鏈結(jié)構(gòu)無機(jī)纖維，密度比鋁低、強(qiáng)度比鋼高，具有質(zhì)輕、高強(qiáng)度、高模量、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、耐腐蝕、耐疲勞、耐高溫、膨脹系數(shù)小等性能。
目前市場已經(jīng)對漂浮式風(fēng)電降本時間做出預(yù)測。GWEC將漂浮式海上風(fēng)電發(fā)展分為以下階段：樣機(jī)和試點(diǎn)階段、預(yù)商業(yè)化階段，和商業(yè)化階段，預(yù)計(jì)2026年起為商業(yè)化階段。BNEF預(yù)測，2025年到2030年主機(jī)和平臺成本有望大幅下降，整體造價降低40%-56%。國內(nèi)正在建設(shè)漂浮式風(fēng)電項(xiàng)目也在向降本50%努力。
華夏時報(bào)記者何一華 李未來
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