王景全，程建生，李 峰

(解放軍理工大學(xué)工程兵工程學(xué)院，南京 210007)

1 前言

我國莊嚴承諾，到2020年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40% ～45%，同時鄭重宣告為達此目標(biāo)，大力發(fā)展新能源，爭取到2020年我國非化石能源占一次能源消費比重達到15%左右。推動新能源快速發(fā)展既重要又緊迫，極其艱巨的減排任務(wù)與新能源革命的進程緊密相連。

在諸多新能源中，風(fēng)力發(fā)電是技術(shù)較為成熟，具有規(guī)?；l(fā)展和商業(yè)化前景的可再生能源，擁有廣闊的發(fā)展前景，成為全球增長最快的能源。近年來，我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)、風(fēng)電開發(fā)發(fā)展迅猛，截至2009年底，全國已建風(fēng)電場240個，累積總裝機容量已達2 601萬kW，躍居世界第二位，成為世界風(fēng)電大國。

隨著風(fēng)能技術(shù)開發(fā)的深入和風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的壯大，隨著大規(guī)模陸上風(fēng)電基地陸續(xù)開始建設(shè)以及大型海上風(fēng)電示范項目成功實踐，我國風(fēng)電進入了新的發(fā)展階段，尤其是近年沿海各省(市、自治區(qū))制定了本地區(qū)海上風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃，提出了近期擬開展前期工作的海上風(fēng)電開發(fā)方案，加上2010年新年伊始，國家能源局又發(fā)布了《海上風(fēng)電開發(fā)建設(shè)管理暫行辦法》，2010年我國海上風(fēng)電規(guī)?；l(fā)展開始啟動。在此關(guān)鍵時刻，面對我國海上風(fēng)電的發(fā)展建設(shè)新形勢，我們要特別強調(diào)認清形勢，科學(xué)發(fā)展，注重質(zhì)量，穩(wěn)步推進，不盲目為商機、政績所左右，不要不顧條件一哄而下海。要多些責(zé)任使命意識和創(chuàng)新理念，強化機制約束和行政管控，確保我國海上風(fēng)電有序開發(fā)、規(guī)范建設(shè)和持續(xù)發(fā)展。

2 我國海上風(fēng)電的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)

2．1 海上風(fēng)電是新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，發(fā)展速度快，發(fā)展?jié)摿Υ?/h3>

風(fēng)電場集中了風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的所有技術(shù)成就，體現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)所有管理和服務(wù)水平，也凝聚了產(chǎn)業(yè)相關(guān)的多學(xué)科的發(fā)展成果。風(fēng)電場提供清潔能源，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)最終價值，是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的根本。因此，關(guān)注海上風(fēng)電就要特別關(guān)注相關(guān)風(fēng)電場的建設(shè)和營運。

將風(fēng)電場建在海上，開發(fā)海上風(fēng)能，形成海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)，它的歷史并不長。從歐洲在海上安裝首臺百千瓦級風(fēng)機算起，至今也只有20年，從建成第一個真正意義上的海上風(fēng)電場——丹麥霍恩礁風(fēng)電場算起，至今也只有8年。盡管海上風(fēng)電歷史很短，但發(fā)展很快:海上風(fēng)機單機容量已從最初的220 kW發(fā)展到5 000～7 500 kW;風(fēng)電場的水深從幾米增大到40 m甚至60 m;風(fēng)電場的規(guī)模也越建越大，興建的海上風(fēng)電場總裝機容量將達到42萬kW的規(guī)模;海上風(fēng)電裝機總?cè)萘糠€(wěn)步增長，全球海上風(fēng)電總裝機容量現(xiàn)已超過2 000萬kW;許多臨海國家都在籌劃建設(shè)新的海上風(fēng)電場，規(guī)劃海上風(fēng)電的發(fā)展目標(biāo)。以歐盟為例，保守預(yù)計到2020年，僅海上風(fēng)電就將占歐盟發(fā)電總量的4%，總裝機容量達到8 000萬kW。海上風(fēng)電在快速發(fā)展中形成鮮明特色，這就是風(fēng)機、基礎(chǔ)、施工和維修海洋化、風(fēng)機大型化、風(fēng)場規(guī)?；约帮L(fēng)場遠岸發(fā)展、多海域發(fā)展，海上風(fēng)電是發(fā)展快速、極具發(fā)展?jié)摿Φ母咝录夹g(shù)產(chǎn)業(yè)。

2．2 我國海上風(fēng)電發(fā)展空間大，海上風(fēng)電場工程建設(shè)任重道遠

海上風(fēng)電之所以得到快速發(fā)展，形成風(fēng)電發(fā)展的一個新領(lǐng)域、新方向、新動力，其根本原因是面臨發(fā)展大好機遇。首先是沿海經(jīng)濟發(fā)達國家和地區(qū)對清潔能源和環(huán)境保護有緊迫需求和自覺行動，同時也是由于海上風(fēng)能資源豐富、品質(zhì)高，風(fēng)電效益好，風(fēng)電開發(fā)帶來的環(huán)境因素(噪聲、視覺、電磁波干擾)、土地資源因素(占用土地面積大)制約少，風(fēng)電場離電力負荷中心近、臨近大電網(wǎng)，發(fā)展的區(qū)位優(yōu)勢突出，風(fēng)電相關(guān)技術(shù)快速發(fā)展并趨于成熟，開發(fā)新市場拉動經(jīng)濟增長等因素決定的。我國有18 000 km大陸海岸線，有6 000多個海洋島嶼，有300萬km2的海洋國土，根據(jù)聯(lián)合國海洋公約，沿海國在200 n mile專屬經(jīng)濟區(qū)內(nèi)有利用風(fēng)力產(chǎn)能活動的主權(quán)權(quán)利。從包括潮間帶、輻射沙洲等的海岸灘涂到水深20～50 m的近海淺水區(qū)，再到水深大于50 m的遠海深水區(qū)，只要避開航運、漁業(yè)、工程規(guī)劃、國防軍事及自然保護、海洋能利用等特殊功能區(qū)域，都可做風(fēng)電場場址的規(guī)劃，僅就江蘇東部黃海上的輻射沙洲，就可建總裝機容量數(shù)倍于三峽水電站的海上風(fēng)電基地。如果再考慮國際市場的需要，走出去援助國外建設(shè)海上風(fēng)電場，為人類新能源發(fā)展和地球氣候環(huán)境改善做出更大貢獻，建設(shè)海上風(fēng)電場的任務(wù)更重，承擔(dān)的責(zé)任更大。因此說，我國海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的空間很大，海上風(fēng)電場工程建設(shè)任重道遠。

2．3 我國海上風(fēng)電重大的發(fā)展機遇，伴隨著嚴峻的挑戰(zhàn)

在海上建設(shè)風(fēng)電場是非常復(fù)雜艱巨的，挑戰(zhàn)主要來自技術(shù)難度大、工程風(fēng)險高、建設(shè)成本昂貴、建設(shè)能力嚴重不足以及諸多發(fā)展瓶頸制約(風(fēng)電的間歇性、不穩(wěn)定性對電網(wǎng)和用戶的沖擊)等方面。海上的工程環(huán)境既惡劣又復(fù)雜，不同的海域如灘涂、近海、遠海，又如渤海、黃海、東海、南海，其工程環(huán)境差異很大。在海洋環(huán)境下風(fēng)機要連續(xù)工作20～25 a，風(fēng)電場在保留基礎(chǔ)更換風(fēng)機的條件下要運行50 a或更長，對風(fēng)電機組及基礎(chǔ)工程可靠性要求極高，從事基礎(chǔ)施工難度極大，風(fēng)機進場運輸、現(xiàn)場安裝、輸變電線路工程及后續(xù)風(fēng)電場維護，技術(shù)難度都很大。尤其是海上風(fēng)電機組單機容量大型化的發(fā)展趨勢，一組風(fēng)電設(shè)備即可重達數(shù)千千牛，塔架高出海面超過百米，風(fēng)機掃風(fēng)面積等于幾個標(biāo)準足球場的面積，帶來了更多的技術(shù)難題和工程風(fēng)險。由此也產(chǎn)生了高昂的建設(shè)成本，在當(dāng)前技術(shù)水平下，在水深20 m以內(nèi)海域建設(shè)成本就達到陸上風(fēng)電的1．8～2．0倍，建設(shè)投資約為每千瓦1．8萬～2．2萬元。若風(fēng)電場年等效滿負荷小時為3 000 h，上網(wǎng)電價為0．8～1元/(kW·h)，則風(fēng)電場需7．5 a左右才能收回建設(shè)成本。運營期間維修成本更高(維修成本是陸地風(fēng)電的5～7倍)。若風(fēng)電場遠離海岸，其成本也將抬升。涉及成本構(gòu)成因素來自風(fēng)機、基礎(chǔ)工程、電氣系統(tǒng)基礎(chǔ)及風(fēng)電場運營、維護各個方面，降低成本的唯一出路是依托技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新，將成本降低分解到各個因素上去，每個因素的技術(shù)進步和創(chuàng)新形成多管齊下，推動海上風(fēng)電工程的整體科技進步，確保成本逐步降低。海上風(fēng)電建設(shè)能力增強包括風(fēng)場勘測設(shè)計專業(yè)化水平提高、風(fēng)機設(shè)計標(biāo)準及性能檢測、產(chǎn)品質(zhì)量認證體系健全完善、海上運輸施工專用設(shè)備的研制開發(fā)使用、電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)的強化及智能化、風(fēng)電場信息化管理的實施、高效維護手段的建立、技術(shù)人才隊伍的建設(shè)等。只有突破了關(guān)鍵技術(shù)，掌握了核心技術(shù)，規(guī)避了工程風(fēng)險，顯著降低了風(fēng)電成本，大大提高了建設(shè)能力，海上風(fēng)電建設(shè)工程才能得到穩(wěn)步的發(fā)展，并在提供新能源、保護生態(tài)環(huán)境上發(fā)揮更大的作用。

3 應(yīng)對嚴峻挑戰(zhàn)，謀劃我國海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的科學(xué)發(fā)展

堅持在高起點上的理性、有序發(fā)展，加強政策激勵導(dǎo)向，促進海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)的掌握和自主創(chuàng)新建設(shè)能力的培養(yǎng)，促進多學(xué)科、跨學(xué)科的融合協(xié)作，加大科技支撐力度，促進風(fēng)電產(chǎn)業(yè)內(nèi)外整合，提高產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)水平，造就世界知名企業(yè)和品牌，努力實現(xiàn)創(chuàng)新和特色結(jié)合的跨越式發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展。這應(yīng)當(dāng)是我國發(fā)展海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的整體思路和戰(zhàn)略謀劃，也是由風(fēng)電大國到風(fēng)電強國的必由之路。

3．1 堅持高起點上的理性、有序發(fā)展，立足核心技術(shù)掌握及自主創(chuàng)新能力、建設(shè)能力提升

海上風(fēng)電發(fā)展的歷史雖然不長，但風(fēng)電先行國家在陸地風(fēng)電上起步較早，探索經(jīng)營多年，有系統(tǒng)的深入的理論研究，有大量的實驗驗證和工程實踐經(jīng)驗，有長期的資料積累和數(shù)據(jù)分析，系統(tǒng)地制定了產(chǎn)業(yè)標(biāo)準，建立了自己的認證體系，完善了科學(xué)管理，有一支高水平的技術(shù)和管理人才隊伍。在展開海上風(fēng)電的研究、實踐中他們堅持了科學(xué)的態(tài)度，穩(wěn)步發(fā)展，這就是他們的優(yōu)勢。我們無需經(jīng)歷這種漫長的知識積累和技術(shù)進步的過程，可以直接在別人現(xiàn)有成就上開創(chuàng)自己的海上風(fēng)電發(fā)展局面，通過技術(shù)引進和開展國際合作迅速縮小差距，提高競爭能力，實現(xiàn)高起點發(fā)展。但是引進不等于消化吸收，合作不等于全盤轉(zhuǎn)讓，花錢可以買專利，可以買圖紙、買資料、買生產(chǎn)許可證，但買不到核心技術(shù)，只能以別人的技術(shù)標(biāo)準，生產(chǎn)或組裝適應(yīng)歐洲風(fēng)況環(huán)境和標(biāo)準的定型產(chǎn)品，幫助別人占領(lǐng)自己的市場。況且海上風(fēng)電歷史不長，風(fēng)機和風(fēng)場配套設(shè)施離運營壽命周期要求的25 a(風(fēng)機)或50 a(基礎(chǔ))的服役年限還差得很遠，學(xué)習(xí)曲線的一個周期尚未完成，即使是先進的國家，該領(lǐng)域問題暴露也不充分，規(guī)律性的認識也遠遠不夠，在新的海區(qū)承建海上風(fēng)電場，即使先行國家他們也往往心中沒底。因此，可以說海上風(fēng)電技術(shù)遠未成熟，制約發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸還很多。只有掌握了核心技術(shù)，才能根據(jù)變化了的環(huán)境、條件，制定新的技術(shù)標(biāo)準和產(chǎn)品認證體系，設(shè)計研制出性能優(yōu)、效率高、可靠性好的新產(chǎn)品，滿足我國海上風(fēng)電發(fā)展的需求。我國有句古話:“橘生淮南則為橘，橘生淮北則為枳”，深刻地道出了不同環(huán)境對同一事物具有重大影響的道理。當(dāng)今海上風(fēng)電先進國家，風(fēng)電場絕大部分建在波羅的海、北海及北大西洋比斯開灣等，他們的產(chǎn)品和工程比較適合那里的風(fēng)資源情況和海洋工程環(huán)境。盲目地大量引進，“水土不服”的問題將非常嚴重。當(dāng)前(截止到2009年底)我國從事風(fēng)電機組整機生產(chǎn)的廠家企業(yè)經(jīng)過短短的5年已從2005年的8家發(fā)展到多達103家，生產(chǎn)配套零部件的廠家數(shù)量更大，其中不少是功底不足跟風(fēng)而上的企業(yè)，熱衷重復(fù)引進，重復(fù)建設(shè)，搶占市場，其產(chǎn)品質(zhì)量可想而知。如國產(chǎn)風(fēng)機的主要質(zhì)量問題或是設(shè)計有缺陷、設(shè)計不合理或是材料材質(zhì)不過關(guān)、或是加工精度不高、裝配工藝缺陷等，即體現(xiàn)了這個問題。但是有一些風(fēng)電龍頭企業(yè)堅持了理性發(fā)展，組建了強有力的科技攻關(guān)隊伍，堅持引進、消化、吸收、再創(chuàng)新，一定程度上掌握了核心技術(shù)，申報了自己的多項發(fā)明專利，增強了自主創(chuàng)新發(fā)展風(fēng)電的能力，確保了產(chǎn)品質(zhì)量。這些企業(yè)代表了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主流，使企業(yè)具備了強大競爭力，也突顯了我國海上風(fēng)電的大好前景。海上風(fēng)電場建設(shè)工程首要的是根據(jù)風(fēng)電場環(huán)境和相關(guān)標(biāo)準設(shè)計好或選擇好風(fēng)電機組機型。在日本某風(fēng)電場使用的歐洲某國的風(fēng)機，在風(fēng)電場建成后，故障率居高不下，屢修屢停，無法改變病機狀態(tài)，生產(chǎn)廠家最后選擇賠償，放棄維修。丹麥霍恩礁海上風(fēng)電場有80臺2 MW風(fēng)機，建成之初，一年內(nèi)80臺風(fēng)機同時正常工作的時間居然只有30 min，出現(xiàn)故障4．5萬起，維修換件技術(shù)人員忙得不可開交，最后不得不將這批沒有經(jīng)過嚴格認證、不適合海上工作的風(fēng)機全部召回更換。風(fēng)電先進國家尚且如此，何況我們?近年來，我國生產(chǎn)的部分風(fēng)電機組(注:實際上許多不能算是中國制造，而應(yīng)稱之為中國裝配、組裝，更談不上中國創(chuàng)造)，由于沒有很好掌握關(guān)鍵技術(shù)和核心技術(shù)，又不恰當(dāng)?shù)貜娬{(diào)了零部件、配件國產(chǎn)化率要求(注:現(xiàn)已廢止了該項要求)，采用了一些不過關(guān)的配件，加大了系統(tǒng)的不可靠性，給整機質(zhì)量帶來影響，據(jù)悉，有數(shù)量不小的一批風(fēng)電機組不能正常工作與此不無關(guān)系。這樣的沒有經(jīng)過嚴格設(shè)計和認真檢測認證的風(fēng)機，一旦出現(xiàn)在風(fēng)電場，后果可想而知。風(fēng)電業(yè)內(nèi)人士普遍認為，經(jīng)過近五年風(fēng)電機組連年翻番大提產(chǎn)之后，2010年我國將進入風(fēng)電機組事故高發(fā)期。海上風(fēng)電決不能依托這樣的技術(shù)基礎(chǔ)得到健康發(fā)展。因此，堅持理性有序發(fā)展，在抓自主創(chuàng)新能力及建設(shè)能力的提高，抓盡快掌握海上風(fēng)電核心技術(shù)，確保設(shè)備制造的質(zhì)量之外，更要抓產(chǎn)業(yè)科學(xué)管理，明確產(chǎn)業(yè)準入門檻，摒棄不合宜的國產(chǎn)化率要求等。占領(lǐng)質(zhì)量制高點才能占領(lǐng)市場，否則，盲目搶占市場，后患無窮。一個部件、一個系統(tǒng)出了問題就可能毀了整個產(chǎn)品，最近日本豐田汽車大量召回事件就是教訓(xùn)。對眾多已上馬的風(fēng)電企業(yè)，優(yōu)勝劣汰，重新洗牌在所難免，通過整合將使成熟的企業(yè)更具競爭力。海上風(fēng)電是技術(shù)密集型的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，涉及多個學(xué)科的技術(shù)，在引進技術(shù)的同時，必須搞好產(chǎn)學(xué)研結(jié)合研究攻關(guān)，組織好多學(xué)科、跨學(xué)科融合協(xié)作形成強大的技術(shù)支撐。

3．2 增強風(fēng)險意識，堅定科學(xué)規(guī)劃和示范先行，謀劃健康發(fā)展和跨越式發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展

謀劃海上風(fēng)電健康發(fā)展，一定要認真吸收國外風(fēng)電先行國家的海上風(fēng)電開發(fā)的經(jīng)驗教訓(xùn)，正如中國可再生能源規(guī)模化發(fā)展項目辦公室的研究報告《中國海上風(fēng)電和大型風(fēng)電基地發(fā)展戰(zhàn)略研究》中指出的歐洲海上風(fēng)電5個方面的成功要素，即科學(xué)合理地規(guī)劃、持續(xù)穩(wěn)定的激勵政策、科學(xué)的管理模式、資金支撐、項目示范。這些成功經(jīng)驗，我們要很好學(xué)習(xí)。他們的相關(guān)教訓(xùn)，我們也應(yīng)認真吸取。

我國海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在處在起步階段，企業(yè)盈利也好，成本問題也好，都有電價政策等因素在內(nèi)，如明確電網(wǎng)公司全額收購風(fēng)電，并制定較高的風(fēng)電上網(wǎng)電價體現(xiàn)了政策激勵、財政支持。我們一定要認識到發(fā)展海上風(fēng)電的根本目標(biāo)，是供應(yīng)清潔能源和減排溫室氣體，如果風(fēng)電效率低，產(chǎn)生的清潔能源很有限;如果為獲得這些清潔能源建立風(fēng)電場這個平臺消耗了大量傳統(tǒng)能源，排放了不少溫室氣體，在此平臺運營后不能盡快償還碳債并做出新貢獻，就背離了發(fā)展海上風(fēng)電的初衷。但是，在現(xiàn)階段還不能過于強調(diào)這個目標(biāo)，而應(yīng)更重視從中探索發(fā)現(xiàn)，穩(wěn)步前進，為此甚至還應(yīng)寬容失敗。靠技術(shù)進步和創(chuàng)新，我們一定能逐步達成節(jié)能減排創(chuàng)建新能源基地這一目標(biāo)。這需要一個相當(dāng)長的過程，不可能一蹴而就。就拿為了降低成本將海上風(fēng)電場規(guī)模做大來說，沒有強大的智能電網(wǎng)配合或大規(guī)模高效儲能技術(shù)的支持就難以實現(xiàn)，只能是分布式小型化風(fēng)電場，但那樣成本又高，這在現(xiàn)階段是可以容忍的。非并網(wǎng)風(fēng)電理論的創(chuàng)立使我們可在當(dāng)前以特種產(chǎn)業(yè)如電解鋁、制氫、海水淡化、制氯堿等吸納大風(fēng)電場的風(fēng)電，而無需等待電網(wǎng)的改造。尤其是在遠海、深海建風(fēng)電場，輸變電工程耗資巨大，成本極高，我們依據(jù)此理論，以非并網(wǎng)風(fēng)電在海上加工產(chǎn)品，改送電上岸為送產(chǎn)品上岸，這就是一種很大的進步、跨越式進步。隨著各種創(chuàng)新成果的涌現(xiàn)和技術(shù)進步，海上風(fēng)電場的風(fēng)機、基礎(chǔ)、配套工程將得到不斷的發(fā)展提升。把海上風(fēng)電做大做強，要防止一種風(fēng)機產(chǎn)品打天下，一種技術(shù)長久統(tǒng)治。在海上風(fēng)電領(lǐng)域，裝備和技術(shù)有激烈的競爭和快速的演變，我們應(yīng)始終關(guān)注前沿，不斷更新模式。我們不能將所有雞蛋放在一個籃子里，要規(guī)避風(fēng)險，在一個初級技術(shù)水平上盲目大規(guī)模上產(chǎn)量是十分危險的。海上風(fēng)能資源不是取之不盡的，由于與海域空間相關(guān)聯(lián)，因此不能隨意濫開發(fā)，恣意浪費，不能允許用低效能裝備和不盡合理的設(shè)計進行大規(guī)模開發(fā)。發(fā)展海上風(fēng)電要小步快走，不要盯著上規(guī)模，而要盯著上水平，要打一場攻堅戰(zhàn)、持久戰(zhàn)，而非速決戰(zhàn)。一個風(fēng)電場建起來就是在長達20年、50年時間里，凝固了一片海域資源，凍結(jié)了一代風(fēng)電技術(shù)，決策應(yīng)當(dāng)十分慎重，一定要促進不斷進步，后建風(fēng)電場一定比先建風(fēng)電場有更大進步，更高的技術(shù)含量;分期建設(shè)的大型風(fēng)電場，后期工程應(yīng)優(yōu)于前期。不斷通過工程反饋和深化研究取得進步。這就是海上風(fēng)電場的可持續(xù)發(fā)展思路。

4 論海上風(fēng)電場建設(shè)工程的成本與效益、風(fēng)險與安全

隨著科技進步，以及風(fēng)電核心技術(shù)的掌握和建設(shè)能力的提高，海上風(fēng)電場建設(shè)工程的成本將逐步降低，效益將得到逐步提高，風(fēng)險將逐步減少，安全將得到有效保障。這正是海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展強大生命力之所在。

4．1 海上風(fēng)電場建設(shè)成本與效益

歐洲近海風(fēng)電場的建設(shè)成本統(tǒng)計指出，通常情況下，在總成本中發(fā)電機組占51%，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)占19%，風(fēng)力發(fā)電機組與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)安裝占9%，近海電力系統(tǒng)占9%，電力系統(tǒng)安裝占6%，勘察與建設(shè)管理占4%，保險占2%。當(dāng)前，總成本約為陸上風(fēng)電場建設(shè)成本的1．8～2．0倍。若海上風(fēng)電場場址離岸更遠，水深更大，風(fēng)浪更強，總成本將更高，各工程因素所占比例也將發(fā)生變化，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及海上施工所占比重將進一步加大。當(dāng)然，由于遠岸海上風(fēng)資源更加豐富，風(fēng)電產(chǎn)出效益也將大大提高。

海上風(fēng)電場建設(shè)的成本隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、技術(shù)的進步將逐步降低，降低成本的空間是很大的。以占據(jù)成本比例最大、權(quán)值最重的風(fēng)電機組為例，其成本可分解到各主要零部件上，它們所占的比例分別是:塔架占26．3%、風(fēng)輪葉片占22．2%、齒輪箱占12．91%、變頻器占 5．01%、變壓器占 3．59%、發(fā)電機占3．44%等。其中齒輪箱一項價格昂貴，占風(fēng)電機組的12．91%，占風(fēng)電場建設(shè)工程總成本的6．58%。在主流機型雙饋式風(fēng)力發(fā)電機組中，齒輪箱的存在是必須的，但這不僅加大了成本，降低了機械效率，也增大了風(fēng)電機組的故障率。因為風(fēng)電機組故障率最高的是齒輪箱，占40%，海上風(fēng)電場風(fēng)電機組齒輪箱的維護、維修難度比陸上大得多，時間、費用投入也高得多。永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機，取消了沉重、昂貴、易出故障的齒輪箱，機組結(jié)構(gòu)更為簡單，成本更低，維護、維修費用也將明顯降低，風(fēng)電機組可靠性提高了，效益改善了，但永磁直驅(qū)風(fēng)機它需配備昂貴的全功率變頻器，這部分也要提高成本。在這里不是否定或肯定哪種技術(shù)路線，而是強調(diào)科技創(chuàng)新會改變一切，促進新的機型的設(shè)計研發(fā)。

又以基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工、風(fēng)機吊裝及電力系統(tǒng)設(shè)置為例，它們占海上風(fēng)電場建設(shè)工程總成本的43%。如果基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，海上施工方案科學(xué)，施工吊裝設(shè)備性能先進，施工組織管理高效，這一部分成本也將會顯著下降。海岸灘涂、淺水近海、深水遠海，不同的地質(zhì)海床條件，不同的海洋工程環(huán)境和氣象條件，會使風(fēng)力發(fā)電機組的海上支撐平臺的結(jié)構(gòu)形式有很大的差異，施工方法也各不相同。先進的施工作業(yè)裝備對降低成本提高功效具有重要意義，例如，陸地風(fēng)電場建設(shè)中吊裝設(shè)備機動性能好，以及對道路條件如路面寬度、回轉(zhuǎn)半徑等要求低，僅此一項即可大大降低工地道路保障的投資成本。英國五月花公司研制的自升式作業(yè)平臺，將多艘作業(yè)保障船的功能匯集到一條船上，降低了風(fēng)浪對作業(yè)的干擾，使作業(yè)效率大大提高，也大大降低了工程成本，正所謂“工欲善其事，必先利其器”。中交第三航務(wù)工程局有限公司在上海東海大橋海上風(fēng)電場施工中，在施工設(shè)備開發(fā)方面有許多創(chuàng)新，使工效大為提高，其中起重能力為2 400 t的風(fēng)機整體安裝專用起重船“三航風(fēng)范”號發(fā)揮了重要作用。

有些成本是不宜壓縮的，如工程勘測部分，欲建風(fēng)電場場址的海洋工程條件、氣象條件、海底地質(zhì)條件，勘測精度越高，設(shè)計將越合理，施工方案也越高效科學(xué)。

海上風(fēng)電場降低成本的途徑除了風(fēng)機設(shè)計造型合理、風(fēng)機制造質(zhì)量保證、基礎(chǔ)設(shè)計建造優(yōu)化和全面的技術(shù)進步外，還有風(fēng)機大型化、風(fēng)場規(guī)模化。風(fēng)機做大，風(fēng)場做強，成本就將大大降低。

海上風(fēng)電場的效益取決于風(fēng)能資源豐富、風(fēng)機質(zhì)量好、葉片空氣動力性能技術(shù)和相關(guān)技術(shù)確保在風(fēng)場特定風(fēng)速條件及全部風(fēng)速條件下實現(xiàn)風(fēng)能利用轉(zhuǎn)化率最大化、風(fēng)機可靠性好，故障率低、停機維修時間少、風(fēng)機大型化及風(fēng)場規(guī)?；瘞淼男侍岣叩?。遠離海岸、無人值守的海上風(fēng)電場的遠程監(jiān)控和科學(xué)管理水平的提高，實現(xiàn)遙控、遙信、遙感、遙調(diào)，對成本降低、效益提高也具有重要意義。有些重大事故造成停機、甚至機毀，其原因不在硬件設(shè)備質(zhì)量，而在于軟件質(zhì)量和管理缺陷方面的問題。

4．2 海上風(fēng)電場建設(shè)工程的風(fēng)險與安全問題

海上風(fēng)電場建設(shè)工程，一些基本技術(shù)問題必須深入研究、妥善解決，否則會構(gòu)成重大安全隱患，形成重大風(fēng)險。它們主要是:

1)波浪按重現(xiàn)期50 a，累計頻率為1%波高考慮，風(fēng)浪流的耦合動力作用引起的結(jié)構(gòu)響應(yīng)和安全評估。

2)強臺風(fēng)和超強臺風(fēng)對風(fēng)電場的破壞作用和防護對策。

3)北方海域風(fēng)電場(尤其是葉片和基礎(chǔ)工程)受冰凍威脅及浮冰影響的研究。

4)海水及鹽霧對風(fēng)電機組、基礎(chǔ)工程結(jié)構(gòu)、電氣工程設(shè)備的腐蝕作用及防護措施。

5)高聳于高電導(dǎo)性海水及寬闊海面的風(fēng)電設(shè)備在嚴重雷害威脅下的安全保障。

6)在風(fēng)、浪、流、潮工程環(huán)境中施工設(shè)備自身生存條件、作業(yè)效能及作業(yè)安全保證。

7)航行船只在喪失動力或遭遇惡劣氣象條件下風(fēng)電場避撞防護。

8)復(fù)雜氣象條件下風(fēng)電場搶修、救援裝備研制和配備。

9)風(fēng)電場建在海防一線的國防安全及反恐安全考慮。

5 海上風(fēng)電場建設(shè)應(yīng)特別關(guān)注的問題和相應(yīng)建議

1)規(guī)劃海上風(fēng)電項目必須首先搞清擬建風(fēng)電場海域的風(fēng)能資源情況。當(dāng)前我國嚴格按規(guī)范要求設(shè)置的海上測風(fēng)塔數(shù)量甚少，測風(fēng)時間也很短，不足以反映風(fēng)能資源的真實情況。當(dāng)務(wù)之急是抓緊搞清海上風(fēng)能資源，加強海上測風(fēng)投入和風(fēng)能資源資料的收集、積累、分析與評估以及風(fēng)電機組運行情況的后評估。

2)海上風(fēng)電場規(guī)模發(fā)展必須體現(xiàn)循序漸進，不應(yīng)強調(diào)一步建設(shè)到位，以免造成當(dāng)下的技術(shù)長期凍結(jié)大片風(fēng)能豐富的海域，不能隨著技術(shù)的發(fā)展進步，取得更大的效益;海上風(fēng)電場規(guī)劃設(shè)計不可恣意濫用海域面積，應(yīng)將氣象學(xué)科與風(fēng)能工程學(xué)科緊密結(jié)合，最大限度科學(xué)合理利用風(fēng)能資源。

3)通過產(chǎn)業(yè)的水平及垂向兼并重組把前期風(fēng)電技術(shù)多渠道引進的風(fēng)電技術(shù)多元局面轉(zhuǎn)化為我國風(fēng)電設(shè)備研發(fā)、風(fēng)電產(chǎn)業(yè)開發(fā)的快速發(fā)展局面。不應(yīng)過多宣傳風(fēng)機裝機容量增長成績統(tǒng)計及定型產(chǎn)品批量產(chǎn)能，而應(yīng)強調(diào)風(fēng)電實際產(chǎn)能和合理消納(并網(wǎng)、非并網(wǎng))增長的評比以及產(chǎn)品的升級換代和電場的設(shè)計優(yōu)化。風(fēng)電建設(shè)應(yīng)強調(diào)規(guī)劃的權(quán)威性。

4)理順海上風(fēng)電發(fā)展機制，制定合理的海上風(fēng)電電價，整合資源地區(qū)、能源公司、設(shè)備生產(chǎn)廠家、電網(wǎng)公司、海上施工公司的利益分配和合作體制，調(diào)動各方積極性，引導(dǎo)海上風(fēng)電科學(xué)發(fā)展，確保運用于海上風(fēng)電場風(fēng)機的質(zhì)量和產(chǎn)出效益。

5)應(yīng)用于海上的風(fēng)機不僅應(yīng)進行風(fēng)機對特定海域的海洋化設(shè)計，而且應(yīng)將風(fēng)機在相應(yīng)海域條件下進行充分的規(guī)范化的試驗檢驗考核，未經(jīng)嚴格檢驗考核的風(fēng)機，不能用于海上風(fēng)電場。海上風(fēng)電場的風(fēng)電機組設(shè)計選型，其性能及可靠性必須嚴格進行產(chǎn)品認證。進一步加強國家海上風(fēng)電技術(shù)研發(fā)中心的建設(shè)，加快設(shè)計標(biāo)準制定及認證體系的建立、完善工作，加強風(fēng)電設(shè)備的電網(wǎng)友好性、可控性和安全性的研究。

6)海上風(fēng)電工程涉及多個學(xué)科的技術(shù)。以海上風(fēng)電基礎(chǔ)工程為例，涉及海洋環(huán)境、氣象條件、地質(zhì)構(gòu)造，涉及高性能材料、高性能結(jié)構(gòu)、精細化設(shè)計、現(xiàn)代化施工、專用化設(shè)施、信息化管理、全壽命維護，沒有跨學(xué)科協(xié)作攻關(guān)是不行的。必須下大力氣搞好以企業(yè)為主體產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的研究攻關(guān)，發(fā)揮行業(yè)協(xié)會信息與咨詢公共服務(wù)平臺的重要作用，組織好多學(xué)科、跨學(xué)科融合協(xié)作，形成強大的技術(shù)支撐。

7)海上風(fēng)電場開發(fā)規(guī)劃及風(fēng)電場選址要充分考慮貫徹國防要求，周密關(guān)照各類功能區(qū)的需求。一個海域的資源、能源和功能是多方面的，不能只盯住風(fēng)能一項，應(yīng)多方兼顧，和諧發(fā)展，同時保護好生態(tài)環(huán)境。

8)海上風(fēng)電場全壽命設(shè)計及全程認證體系的建立應(yīng)給予充分的重視。風(fēng)電場的建設(shè)，必須有前期規(guī)劃的牢固基礎(chǔ)，中期的嚴格認證以及后期改造打算，直到拆除的設(shè)計安排，在從項目啟動到壽命終結(jié)的幾十年中，體現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展要求。

9)要深入研究臺風(fēng)微氣象對海上風(fēng)電結(jié)構(gòu)物作用的原理，落實海上風(fēng)電機組防臺風(fēng)技術(shù)保證及安全對策。全球氣候變暖，氣象條件異常，臺風(fēng)發(fā)生的頻率增大，強度增高，行進路徑也變得詭異，海上風(fēng)電場建設(shè)工程對臺風(fēng)襲擊應(yīng)作慎重考慮。

10)解決灘涂風(fēng)電場施工及深海、遠海風(fēng)電場浮式基礎(chǔ)問題需求迫切、難度大，應(yīng)受到特別關(guān)注。灘涂作業(yè)難度大，必須開發(fā)特種工程裝備及特種工程技術(shù);浮式基礎(chǔ)在風(fēng)、浪、流作用下的運動對風(fēng)機工作的影響分析應(yīng)盡早攻關(guān)解決。與浮式基礎(chǔ)配套使用的垂直軸、大功率風(fēng)機應(yīng)予重視。

11)海上風(fēng)電、風(fēng)電場規(guī)?；M程不能等待強大智能電網(wǎng)及上規(guī)模的高效儲能技術(shù)的突破，在以當(dāng)下技術(shù)確保風(fēng)電安全并網(wǎng)的同時，還要重視海上風(fēng)電利用途徑的多元化，如直供海島和用戶，直供特種產(chǎn)業(yè)需求的非并網(wǎng)利用，尤其是遠海深水建設(shè)風(fēng)電站，可依此建立海上生產(chǎn)平臺，改送電上岸為送產(chǎn)品上岸。

12)重視海上風(fēng)電技術(shù)及管理人才培養(yǎng)，特別強調(diào)對我國現(xiàn)有102個風(fēng)機整機制造企業(yè)研發(fā)隊伍的掌握，不致在行業(yè)整頓洗牌中大量流失，對240個風(fēng)電場的調(diào)試、維修、管理技術(shù)人員的培養(yǎng)提高應(yīng)加強。

13)我國海島多達6 000多個，在海島上尤其是無人居住海島上運用大功率風(fēng)機和分布式供電系統(tǒng)消納海上風(fēng)電，是開發(fā)海上風(fēng)電的重要途徑。

14)海上風(fēng)電場建設(shè)與海洋能發(fā)電場建設(shè)綜合考慮，促進各種儲能技術(shù)綜合應(yīng)用發(fā)展，探索將海上風(fēng)能、海洋能、太陽能等統(tǒng)一開發(fā)，建成海上新能源綜合基地的可行性。

15)由于目前國內(nèi)尚無完整系統(tǒng)的近海風(fēng)電施工規(guī)范，因此施工技術(shù)方案的可行性尤為重要。施工方案的成立與否直接決定工程的成敗，并直接影響著電價水平，因而施工方案的評審應(yīng)成為項目評標(biāo)的核心環(huán)節(jié)和前提。主管部門對項目評標(biāo)應(yīng)采用兩階段評標(biāo)辦法，即在施工技術(shù)方案得到評審?fù)ㄟ^的基礎(chǔ)上，方可進入下一階段商務(wù)標(biāo)的評審，以營造良好投資環(huán)境，促進海上風(fēng)電建設(shè)工程的健康發(fā)展。

“十二五”是我國能源體系轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵期，打好海上風(fēng)電攻堅戰(zhàn)，建設(shè)好一批高質(zhì)量、高效能海上風(fēng)電場，積極穩(wěn)妥、又好又快地發(fā)展我國海上風(fēng)電，對于促進我國能源的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量都發(fā)生革命性的變革將發(fā)揮重大作用。