全球各國正尋求向更清潔的能源轉型，以實現碳中和目標。
在此過程中，海上風電是被寄予厚望的新能源之一。越來越多的國家把目光投向海上風電，海上風電行業(yè)正迎來大規(guī)?？焖侔l(fā)展的新時代。
根據國際能源署（IEA）的數據，到 2040 年，世界海上風能資源能夠滿足全球電力需求的 11 倍，利用這種能源是到 2050 年實現全球凈零碳排放目標的關鍵路徑。
2021年，海上風電行業(yè)經歷了創(chuàng)歷史的一年。6月29日，全球風能理事會(GWEC)發(fā)布了最新《全球海上風能報告》，報告預計，2022-2030 年可能新增 260GW的海上風電裝機容量，到2030年，全球海上風電裝機容量將達到 316GW。
全球多國政府開始意識到海上風電不僅能帶來安全、可及、清潔的能源，還能培育新興產業(yè)并創(chuàng)造就業(yè)崗位。因此，很多國家都在加速布局海上風電項目，也設定了雄心勃勃的目標。
在這股強大的全球海上風電投資大躍進中，也使海上風電行業(yè)呈現一些新趨勢。
全球海上風電大躍進
在俄烏戰(zhàn)爭和全球能源危機背景下，各國加快了新能源轉型步伐，海上風電建設也在加速。
美國能源部(DOE)在2021年宣布，到2030年將部署30GW海上風電機組。根據目前的項目進度，美國海上風電部門預計到2035年將安裝約60GW的海上風電容量。
日本受地理位置影響，自然資源有限，發(fā)展光伏和陸上風電等可再生能源非常有限，核電又因為福島事故而放緩步伐。日本政府為了實現2050年脫碳，提出了以可再生能源為主要電源的方針，并想盡快引進作為王牌手段的海上風力發(fā)電。
2020年，日本風能協會JWPA表示，各方就日本海上風電遠期目標達成共識：該國計劃將海上風電裝機容量2030年完成10GW，2040年完成30—45GW。
海上風電傳統地區(qū)歐洲，受俄烏戰(zhàn)爭影響，能源危機加劇，更是加快了海上風電開發(fā)的腳步。歐州海上風電主要裝機國為英國、德國、荷蘭、丹麥、比利時。
2021年英國新增海上風電裝機2.32GW、丹麥新增海上風電裝機 0.61GW、荷蘭新增海上風電裝機0.39GW。
根據歐盟氣候政策目標，到2030年海上風電裝機總量將從當前的2500萬千瓦增加至1.1億千瓦，到2050年歐洲海上風電裝機總量將在當前基礎上增長25倍以上。
最近，歐洲國家又提高了海上風電裝機目標。
英國今年4月發(fā)布《能源安全戰(zhàn)略》，2030年英國海上風電裝機容量的目標從之前的40GW提高到50GW。
當月，德國發(fā)布“復活節(jié)一攬子計劃”，海上風電到2030年至少達到30GW，到2035年達到40GW，到2045年達到70GW，遠高于前期目標指引。
今年5月，德國、丹麥、荷蘭、比利時四國在“北海海上風電峰會”上承諾，2030年底四國海上風電裝機容量將達65GW；2050年底將達150GW，較當前四國的海上風電裝機容量增加10倍。
中國在“3060雙碳轉型”目標下，海上風電發(fā)展也非常迅速。2021年底我國海上風電累計裝機規(guī)模已經超越英國，躍居世界第一。2021年我國風電新增并網裝機容量為47.57GW，其中新增海上風電并網裝機容量分為16.90GW，同比增長452.29%；預計2022-2024年國內風電新增并網裝機容量有望達55GW、60GW、70GW。
海上風電四大新趨勢
海上風電跟陸上風電有很大不同，開發(fā)難度比較大，但同時也具有資源豐富、發(fā)電利用小時數高、不占用土地、不消耗水資源和適宜大規(guī)模開發(fā)的特點。
近幾年，一些歐美國家均把風電開發(fā)的重點轉向海上，許多大型風電開發(fā)企業(yè)、設備制造企業(yè)正積極探索海上風電發(fā)展之路，同時，海上風電的國際發(fā)展呈現出以下幾個趨勢：
1/功率大型化
目前歐洲新增海上風電裝機平均容量從2019年的7.2MW提高到2020年的8.2MW，隨著需求的增加，風機機組容量愈發(fā)大型化。據全球風能協會預測，未來五年，海上風機葉片長度185-220米將成為行業(yè)主流。大型化趨勢下，葉片加速向大葉型切換。
2020 年，西門子歌美颯發(fā)布的SG14 DD海上風電機型葉輪直徑222米，更高效率的15MW的風機將于2024年正式商業(yè)化。2021年2月，維斯塔斯發(fā)布了V236-15MW海上風電機型，該系列預計2024年量產。2021年10月，通用電氣可再生能源公司表示已經開始在荷蘭鹿特丹附近的水域運行一個 14 兆瓦海上風機原型機，該風力渦輪機的高度幾乎是自由女神像及其基座總高的三倍。
海上風力比較大，更大型化的風機意味著更強的發(fā)電能力和更高的效率，對消費者來說，它們所產生的電力也就越便宜。美國國家可再生能源實驗室的一項研究表明，與使用 6 兆瓦渦輪機的風電場相比，假設使用 20 兆瓦海上風力渦輪機的風電場每單位電力可節(jié)省 24%。
2/走向深遠海，轉向漂浮式風電
隨著近海資源逐漸開發(fā)，海上風電項目持續(xù)向遠海發(fā)展，新項目離岸距離也在增加。從世界海上風電建設與規(guī)劃來看，離岸距離大于100km、水深超過50m的深遠海域風能資源更加豐富，以德國、英國為代表的歐洲海上風電技術強國已率先布局深遠海風電。根據千堯科技的數據，2020年歐洲在建海上風場平均水深為36米，比2019年平均水深多了2米，目前英國在建的 Moray East 平均水深 45 米。
跟深?；芮邢嚓P的一個現象是，漂浮式風力發(fā)電系統正處于從試點項目向商業(yè)規(guī)模風電場轉變的風口浪尖。
如果風電要為零碳未來做出貢獻，漂浮式海上風電必須成為現實。因為離岸更遠的地方風更強，更穩(wěn)定，因此能源公司將注意力轉向海床不適合錨定渦輪機的更深水域。
而在海洋中風力最大的區(qū)域中，有80%的區(qū)域由于太深而無法在海床上建基。解決方案是將巨型風機漂浮起來，拴在海床上，這將使風力發(fā)電能力擴展到沿海水域較深的國家，或海底不適合固定結構的國家。挪威、法國、西班牙、韓國、日本和美國大部分沿海地區(qū)將從中受益。
3/海上風機生產綠氫
彭博新能源財經高級分析師汪子越表示，雖然海上風電發(fā)電成本預計長期高于陸上風電，但由于海上風電本身具備更高穩(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。由海上風電驅動的綠氫生產還可以顯著增加海上項目的商業(yè)價值。
綠色氫氣技術開發(fā)商Lhyfe與Chantiers de l’atlantique已正式開始合作籌建全球首個海上風電制氫平臺，將于2022年9月在法國圣納澤爾海岸的SEM-REV試驗場投入使用。兩家公司將與并網或離網風電場合作開展海上可再生制氫項目，計劃開發(fā)最低容量為100兆瓦的綠色制氫解決方案。
今年6月，德國能源公司RWE和煉鋼巨頭ArcelorMittal簽署了一份諒解備忘錄，共同開發(fā)、建設和運營海上風電場和氫設施，這些設施將為德國生產低排放鋼鐵提供可再生能源和綠氫。
RWE與 Northland Powe的德國海上風電項目 Nordsee Two 計劃也海上生產氫氣，據 RWE 稱，計劃在 Juist 島以北建造并于2026 年投入商業(yè)運營的 433 兆瓦海上風電場將包括 15 兆瓦的風力渦輪機。該公司表示，除了最新、最具創(chuàng)新性的風力渦輪機外，Nordsee兩家合作伙伴還旨在展示海上制氫的技術和商業(yè)可行性。
近日，石油和天然氣巨頭殼牌做出投資決定，將在鹿特丹港建造海上風力發(fā)電綠色氫廠。殼牌表示，當2025年該項目開始運營時，荷蘭氫設施將成為“歐洲最大的可再生氫工廠。
據殼牌稱，200兆瓦的電解槽將位于歐洲最大的海港鹿特丹港，每天生產多達6萬公斤的可再生氫氣。
可以認為，海上風電步入深遠海，將未能實現消納的風力發(fā)電量通過電解等方式分解成液態(tài)或氣態(tài)的化學能源來儲存，尤其是海上風電制氫，將有望成為海上風電深遠海開發(fā)的破局關鍵。
中國一些地方也在加快海上風電制氫項目的布局，今年6月20日，上海印發(fā)《上海市氫能產業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃 （2022-2035年）》，其中提出：“在海上風電制氫方面，開展深遠海風電制氫相關技術研究，結合上海深遠海風電整體布局，積極開展示范工程建設。突破海上使用淡水電解水制氫的瓶頸，降低海水制氫成本。”
福建省漳州的相關規(guī)劃也提出，將加快開發(fā)漳州外海淺灘千萬千瓦級海上風電，布局海上風電制氫等氫能產業(yè)基地，發(fā)展氫燃料水陸智能運輸裝備，構建形成“制氫—加氫—儲氫”的產業(yè)鏈。
4/海洋資源一體化開發(fā)
海上風電建設逐漸走向深遠海，新建輸電設施成本較高，將海上風電與海洋牧場、海上油氣、海水淡化，氫能、儲能多種能源綜合開發(fā)利用融合發(fā)展，有助于提升海域利用效率，推進海上風電制氫等綜合應用，是海上風電的重要發(fā)展方向。
我國多個省市已發(fā)布文件提倡海上風機利用海洋資源一體化開發(fā)：江蘇省“十四五”規(guī)劃提出，將有序推進海上風電集中連片、規(guī)模化開發(fā)和可持續(xù)發(fā)展，打造國家級海上千萬千瓦級風電基地，海上風電新增約1212萬千瓦。
《浙江省可再生能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃》將“探索海上風電基地發(fā)展新模式”，集約化打造海上風電+海洋能+儲能+制氫+海洋牧場+陸上產業(yè)基地的示范項目。
《廣東省海洋經濟發(fā)展“十四五”規(guī)劃》提出，支撐海洋資源綜合開發(fā)利用，推動海上風電項目開發(fā)與海洋牧場、海上制氫、觀光旅游、海洋綜合試驗場等相結合，力爭到2025年底累計建成投產裝機容量達到1800萬千瓦。
可以預見，在未來，海上風電將形成新的產業(yè)鏈，也將帶動更多新興產業(yè)的發(fā)展，為新能源、清潔能源的革命源源不斷地注入活力與能量。
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