国家电网报:风从海上来
2016-09-23   来源:国家电网报  浏览次数:

   风从海上来

    ——我国海上风电发展现状及前景

    国网能源研究院新能源与统计研究所主任工程师  谢国辉

    《国家电网报》2016年9月20日第6版

  我国海上风能资源丰富,大力发展海上风电,对于有效利用可再生能源、调整能源结构和转变能源发展方式具有重要意义。9月8日,我国首个满足“双十”标准(水深10米以上,离岸距离10千米以上)的海上风电项目——江苏如东15万千瓦海上风电示范项目取得电力业务许可证,全场投入商业运行。同时,这也是我国首个全场投运的离岸距离最远、装机容量最大的海上风电项目,标志着我国已初步掌握海上风电开发建设的核心技术,对加快我国海上风电发展具有重要意义。

  全球海上风电发展现状

  海上风电自2006年开始进入快速发展阶段。根据全球风能理事会统计数据显示,2006~2015年,全球海上风电装机容量由88万千瓦增长到1216万千瓦,增长了13倍,年均增速高达34%,是同期陆上风电装机增速的1.6倍。2015年海上风电呈现加速增长趋势,新增海上风电装机容量344万千瓦,同比增长171%。

  目前,海上风电装机主要分布于欧洲,亚洲市场刚起步,我国位居全球第四。截至2015年年底,欧洲海上风电累计装机容量达1108万千瓦,占全球海上风电装机的91%。当今全球海上风电装机排名前5位的国家依次为英国(511万千瓦)、德国(330万千瓦)、丹麦(127万千瓦)、中国(75万千瓦)、比利时(71万千瓦)。我国海上风电则主要分布在江苏和上海,合计装机容量占全国的96%。

  技术和成本是制约我国海上风电大规模发展的关键

  与陆地风电相比,海上风电风能资源的能量效益比陆地风电场高20%~40%,还具有风速高、沙尘少、利用小时高、适合大规模开发等优点。但技术不成熟、成本较高是制约目前海上风电大规模发展的关键因素。

  从海上风电涉及的关键技术看,目前我国海上风电综合实力较德国、英国等整体仍然不强,虽然我国在海上风电开发建设技术领域取得了重要进展,但由于没有实际连续运行的大型商业化海上风电验证,海上风机设计制造技术及后续海上风电并网运行技术的长期可靠性方面仍存在风险。

  目前,我国海上风机主流机型单机容量在3000~5000千瓦,6000千瓦风电机组多处于样机试验阶段,而欧洲6000千瓦海上风电机组已形成产业化能力并批量安装,8000千瓦海上风电机组进入样机试运行阶段。在海上风电运维方面,目前我国运维手段、监控方法主要借鉴陆上风电场的经验和设备,与国外相比差距较大,尚未形成适用于海上风电的运维体系。在海上风电检测方面,欧洲针对海上风电机组对水文、气象、电网等的影响开展了多项检测研究活动,我国在海上风电检测方面,针对环境、机组、电网的专业检测技术能力尚未形成,亟需加强相关检测能力建设。另一方面,海上风电前置审批手续较复杂,涉及能源、海洋、海事、环保、军事等多个管理部门,目前仅苏北海上风电建设纳入全国海洋主体功能区规划,海域利用等问题沟通协调难度较大。

  从成本现状来看,海上风电平均投资成本约为陆上风电的2.6倍,经济性尚待提高。根据彭博新能源财经数据统计,2015年,海上风电的平均投资成本约28871元/千瓦,我国为14743元/千瓦,而同期的全球陆上风电场单位投资成本约为7863~14067元/千瓦,平均为10934元/千瓦。并且随着海上风电项目逐步向更远的外海转移及选址的复杂性,海上风电项目的初始投资成本进一步提高。从度电成本看,现有大部分海上风电项目的度电成本约为0.98~1.41元/千瓦时,远高于煤电、气电和陆上风电的度电成本。

   海上风电将成为未来新能源发展的新热点

   我国海上风电开发潜力大,根据中国气象局风能资源评价结果显示,我国近海水深5~25米范围内风能资源潜在开发量约为1.9亿千瓦,水深25~50米范围内风能资源潜在开发量为2.1亿千瓦。福建沿海、浙江东南部沿海是我国近海风能资源最丰富的地区,风能资源等级在6级以上;浙江东北部沿海、广东沿海、海南岛西部近海海域的风能资源条件也十分丰富,具备大规模开发海上风电的条件。

  未来10年左右,随着技术成熟和成本进一步下降,我国海上风电发展前景良好。从技术趋势看,风机大型化、建设技术突破将是我国海上风电技术的发展方向。预计到2030年,我国1万千瓦及以上海上风机将实现商业化应用。海上浮动风机技术、波浪能发电与海上风电联合建造技术发展将成为新热点。从开发模式看,未来海上风电将往深海、远岸、大基地方向发展。随着深海域海上风电建造技术的发展,2030年海上风电平台的水深将超过60米,离岸距离最大将超过100千米,基地式集中连片开发将逐步成为海上风电的主流开发模式。从成本趋势看,技术进步和大规模开发将驱动海上风电成本明显下降,2030年左右海上风电将普遍实现平价上网,度电成本比目前下降40%左右,达到0.6元/千瓦时左右,具备较强的市场竞争力。

  综合国际可再生能源署、国际能源署等机构的判断,2020年海上风电的开发仍以近海资源开发为主,全球海上风电累计装机容量将突破4000万千瓦;2030年左右,在技术突破和成本下降共同推动下,海上风电有望进入大规模商业化应用阶段,累计装机容量将突破1亿千瓦。深海海域的资源开发和多种发电类型的联合发电系统将逐步成为海上风电技术发展的方向。从地区布局来看,欧洲将在相当长时间内保持全球海上风电发展的领先地位;东北亚地区将在全球风电市场上占有重要一席,我国有望在2020年引领全球海上风电发展;北美地区起步较晚,2020年前将主要处于市场启动阶段。

  受海上风电政策、风电布局优化等多重因素驱动,我国海上风电将迎来重要的发展机遇。目前,国家发改委已经出台海上风电上网电价,国家能源局发布了2014~2016年海上风电开发建设方案,总装机容量达1053万千瓦,主要分布在8个沿海省份,其中江苏、福建、广东和河北规划的海上风电装机容量超过100万千瓦。另一方面,随着近年来“三北”地区陆上风电弃风问题日益凸显,风电布局呈现出逐步向东中部地区倾斜的趋势,积极发展海上风电将成为中东部地区新能源增长的新引擎。预计2020年年底,我国海上风电装机将达到1200万千瓦,比2015年底装机规模增长15倍,有望成为全球海上风电第一大国;2030年海上风电装机将超过3000万千瓦,约占全球海上风电装机的三分之一。

  

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