發(fā)展海上風電不僅有助于能源低碳轉(zhuǎn)型,還將加強能源供應(yīng)安全。當前,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,發(fā)展?jié)摿薮蟆H蝻L能理事會(GWEC)發(fā)布的《全球風能報告2022》稱,未來5年全球海上風電年均復(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年海上風電直接投資仍在500億美元以上。全球海上風電市場規(guī)??焖贁U張的同時,也使海上風電行業(yè)呈現(xiàn)一些新的趨勢。
全球海上風電市場概況
(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,風能行業(yè)正在快速發(fā)展。GWEC發(fā)布的《全球風能報告2022》指出,2021年,全球海上風電新增裝機容量2110萬千瓦,同比增長兩倍,在全球新增風電裝機的比重達22.5%,創(chuàng)歷史最大增幅。截至2021年底,全球海上風電累計裝機容量達5700萬千瓦,同比增長58%,海上風電在全球風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,中國海上風電新增裝機1690萬千瓦,占全球新增海上風電裝機的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電項目
目前,多國政府已把布局海上風電看作實現(xiàn)能源安全與轉(zhuǎn)型,以及低碳目標的重要途徑,并制定了雄心勃勃的裝機目標。近期,歐洲、亞洲、北美洲等地區(qū)主要國家加大對海上風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年英國海上風電裝機容量的目標從之前的4000萬千瓦提高到5000萬千瓦。挪威公布的海上風電相關(guān)計劃提出,到2040年開發(fā)3000萬千瓦海上風電裝機容量,這幾乎相當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“北海海上風電峰會”上簽署聯(lián)合聲明,承諾到2050年,將四國的海上風電裝機從目前的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”目標的雙重驅(qū)動下,海上風電發(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年全球風電整機商排名,維斯塔斯(Vestas)、金風科技、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年全球海上風電整機商排名中,上海電氣、明陽智能、金風科技和中國海裝占據(jù)了全球海上風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”目標的引領(lǐng)下,海上風電優(yōu)勢盡顯,發(fā)展速度加快。
全球海上風電發(fā)展趨勢分析
(一)持續(xù)向大型化邁進
海上風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電機組為明陽智能發(fā)布的1.6萬千瓦。未來風電機組容量將持續(xù)增長,GWEC預(yù)計,2025年全球新增海上風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電機組物料成本,從而降低單位容量的風電機組造價,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100萬千瓦海上風電項目,采用1.4萬千瓦風電機組將比采用1萬千瓦風電機組節(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,漂浮式海上風電技術(shù)被業(yè)內(nèi)視為“未來深遠海海上風電開發(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,全球漂浮式海上風電裝機容量預(yù)計將達到20萬千瓦~26萬千瓦。據(jù)歐洲風能協(xié)會預(yù)測,到2030年底,全球漂浮式風電裝機容量將達到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電市場,中國深遠海風能資源非常豐富,漂浮式海上風電發(fā)展前景十分廣闊。如海南省風能資源優(yōu)異,沿海海域100米高度以上風速在每秒7.5米~9米之間,中長期海上風電開發(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電示范工程開工建設(shè)。
相較于底部固定海上風電,漂浮式海上風電向大海延伸距離長,技術(shù)要求更高,具備更好的風能資源和更大的技術(shù)潛力。不過,盡管如此,漂浮式海上風電作為一項關(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電場的平均度電成本比傳統(tǒng)固定式海上風電高3倍以上。目前在漂浮式海上風電建設(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電有望正式進入商業(yè)開發(fā)階段。
(三)海上風電制氫將成為行業(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,而海上風電比陸上風電更高穩(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)首批風機并網(wǎng)發(fā)電并制氫,并計劃到2030年海上風電裝機達到400萬千瓦,到2040年海上風電裝機將超過1000萬千瓦,為全球最大的海上風電制氫項目。
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,開展深遠海風電制氫相關(guān)技術(shù)研究,結(jié)合上海深遠海風電整體布局,積極開展示范工程建設(shè)?!墩憬】稍偕茉窗l(fā)展“十四五”規(guī)劃》提出,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(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,將加快布局海上風電制氫。
未來,風能資源的豐富程度、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,均將影響海上風電制氫成本。BNEF預(yù)計,海上風電制氫的中位數(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,海上風電制氫的成本將低于陸上風電制氫。
如今,全球海上風電產(chǎn)業(yè)規(guī)??焖侔l(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,在大幅提升海上風電裝機目標的同時,也加速項目布局。與此同時,海上風電的技術(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。
責任編輯: 李穎