黃維學，方 濤

相比陸上風電，海上風電有很多優(yōu)點，如：節(jié)約土地資源[1]，噪聲和視覺對公眾影響??；海上發(fā)展空間受限制程度小；風能資源比陸上大，風速高，離岸10 km的海上風速通常比沿岸陸上高約25%；湍流強度低，海水表面粗糙度低，使在風電機組上的疲勞載荷減少，設備使用壽命延長；由于風切變小，可降低塔筒高度，從而降低了風電機組的成本。因此許多沿海國家已將海上風電作為新的發(fā)展方向。

我國政府在2009年的哥本哈根大會上對國際社會做出了非化石能源滿足2020年15%能源消費需求的承諾，隨后又提出2020年我國單位GDP二氧化碳排放強度較2005年減少40%～50%的目標。雖然我國風力資源非常豐富，但是資源分布與電力需求并不匹配，東南沿海地區(qū)電力需求大，風電場接入方便，但土地資源緊張，可用于建設風電場的面積有限。而廣大的“三北”地區(qū)風資源豐富，可建設風電場的面積較大，但其電網建設相對薄弱，電力需求相對較小，需要將電力輸送到較遠的電力負荷中心。東部沿海地區(qū)的海上風資源豐富且距離電力負荷中心很近，開發(fā)海上風電場將有效改善東部沿海地區(qū)的電力供應情況。

1 我國沿海地區(qū)的風能資源

我國有海岸線約1 800 km，東南沿海及其附近島嶼是風能資源豐富地區(qū)，如山東、江蘇、上海、浙江、福建、廣東、廣西和海南等?。ㄊ校┭睾＝?0 km寬的地帶，年風功率密度在200 W/m2以上，沿海島嶼有效風能密度在300 W/m2以上。近海10 m水深的風能資源約1億kW，近海20 m水深的風能資源約3億kW，近海30 m水深的風能資源約4．9億kW。潮間帶、近海和中等水深風電可開發(fā)區(qū)域范圍非常寬廣（見圖1）。

2 我國海上風電的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 各省規(guī)劃情況

2010年3月，國家能源局下發(fā)通知，要求遼寧、河北、天津、上海、山東、江蘇、浙江、福建、廣東、廣西、海南?。▍^(qū)、市）申報海上風電特許權招標項目的規(guī)劃。到2020年我國各?。▍^(qū)、市） 海上風電規(guī)劃已取得初步成果（見表1）。

2.2 海上風電場開發(fā)現(xiàn)狀

自2007年11月8日，中國海洋石油總公司投

圖1 潮間帶、近海和中等水深風電可開發(fā)區(qū)域

表1 各?。▍^(qū)、市）海上風電規(guī)劃初步成果

資并自主建造安裝的第一座海上風力發(fā)電站投產開始我國海上風電項目發(fā)展十分迅猛，其中，東海大橋海上風電場于2009年9月4日首批3臺機組正式并網發(fā)電，2010年10月8日，我國首輪100萬kW海上風電特許權項目招標完成。

2010年9月28日我國乃至全球首個潮間帶風電場國電龍源潮間帶試驗風場全部投產發(fā)電。

2.3 風機整機商發(fā)展現(xiàn)狀

由華銳風電負責建設的“國家能源海上風電技術裝備研發(fā)中心”于2010年1月6日正式獲得國家能源局授牌。而且國內功率最大的6 MW樣機也已于2011年6月正式出產下線。

其他諸如金風科技、湘電、東汽、上海電氣、海裝風電以及聯(lián)合動力等諸多企業(yè)也都斥巨資大舉進入風電領域，通過購買專利技術及建立產業(yè)基地，力圖在3～5年內形成整機制造能力，甚至建成完整產業(yè)鏈，其中在某些技術領域已取得一定進展。

3 存在的問題

3.1 近海風資源評估滯后

與風電制造領域的火熱場面相比，我國海上風電的前期準備工作并不夠充分，陸上大規(guī)模普查風力資源還沒有完全查清楚，而海上的風力資源普查則剛剛開始[3]，盡管中國氣象局風能太陽能評估中心正在收集目前一切可利用的數(shù)據(jù)、觀測資源、衛(wèi)星資料，進行近海風資源及其開發(fā)環(huán)境評估，但這個工作需要持續(xù)比較長的時間，加上收集和處理海上風能資源評估資料比較困難，不確定性也很大，所以導致我國在近海風能資源評估方面相當滯后，嚴重阻礙了我國海上風能資源的有效開發(fā)利用和海上風電產業(yè)的健康發(fā)展。

3.2 整機技術自主研發(fā)能力弱

海上風力發(fā)電機組技術是集空氣動力學、機械設計和制造、發(fā)電技術、電力電子、控制技術、高可靠性設計和海洋工程為一體的綜合性技術。即使像在海上風電已有十多年的經驗的歐洲公司，也還沒有研發(fā)出專用的海上風力發(fā)電機[4]；由于我國海上風電起步晚，歐洲公司對我國實行技術封鎖，在這種條件下，與火電、水電和核電相比，海上風電技術研發(fā)人才嚴重不足，特別是系統(tǒng)掌握風電理論并具有海上風電工程設計實踐經驗的人才相當匱乏，導致我國海上風電整機技術自主研發(fā)能力相當薄弱，難于適應當前我國海上風電快速發(fā)展的需要，成為我國海上風電發(fā)展的最主要障礙。

3.3 海上風電產業(yè)體系不健全

就世界范圍而言，基本上還沒有形成一套獨立的海上風力發(fā)電機組設計方法、標準和檢測、安裝、運行和維護體系，海上一些特殊問題還沒有得到很好解決。

至于我國風電產業(yè)體系則更加不完善，風電技術標準、產品認證與測試、系統(tǒng)設計、工程管理、安裝、運行和維護等基礎都還比較薄弱、宏觀選址和微觀選址技術研究不夠深入，大型風電場并網技術以及風電對接入電網影響等研究工作不足，實踐經驗少，風電產業(yè)體系并不完善。但是國內許多企業(yè)無視我國風電缺乏核心技術、國產風機設備質量差，缺少產業(yè)體系規(guī)范的現(xiàn)實，企業(yè)盲目投資和地方項目無序上馬，造成大量資源浪費，影響海上風電的健康發(fā)展。

3.4 海上風電場經濟性不高

盡管海上風電具有風速高、風向穩(wěn)定、有效利用小時明顯高于陸上風電場等優(yōu)點，但是海上風電場由于建設、安裝、入網以及維護難度的增加，投資成本遠高于陸上風電場。就東海大橋風電示范項目而言，目前確定的含稅上網電價為0.978元/(kW·h)，比陸上風電特許權招標電價相比高出近1倍。即使這樣，業(yè)內專家還預測該項目仍難以實現(xiàn)收支平衡。依據(jù)國外海上風電場經驗，以我國當前海上風電的建設成本，電價至少要達到1.2元/(kW·h)以上才能盈利[5]。所以海上風電高昂的成本是阻礙其大規(guī)模商業(yè)應用的主要因素之一。

4 急需采取的措施

4.1 盡快開展海上風資源勘測和評估

風能資源探測、分析是海上風電場建設的前期工作，是指導海上風電場建設的重要依據(jù)之一，不管是選用進口的海上風機還是自主開發(fā)海上風力發(fā)電機組，在大規(guī)模開發(fā)海上風電之前，都必須對海上風資源詳查取得第一手資料并進行深入的研究分析。這一點在投資風險大的海上風電開發(fā)中表現(xiàn)尤為突出，任何與實地風資源的偏差都將影響整個風電場將來的安全運行和經濟效益。因此國家應盡早開展近海風能資源普查、加強實地測風工作并進行風資源評估，為海上風電建設規(guī)劃提供可靠的基礎資料，使海上風電場的建設做到有序開發(fā)，先易后難，取得經驗，減少風險。

4.2 加強海上風電自主研發(fā)能力

政府應該通過相關政策來支持和整合國內有限的研發(fā)資源，聚集全球頂尖的風電技術裝備研發(fā)人才，聯(lián)合國際、國內頂尖高等院校和研究機構，進行海上風電裝備設計和制造、部件與整機的測試、風機并網、網機聯(lián)動等技術方面的研究，建成全球技術水平最高、設備最先進，研發(fā)和試驗能力最強的風電技術裝備研發(fā)機構。同時鼓勵有關企業(yè)通過加強技術引進和產、學、研相結合，在風機核心技術研發(fā)上有所突破。這樣才能跟上國外風電先進技術，在解決我國海上風電發(fā)展面臨的技術難題的同時，引領全球風電技術的發(fā)展。

4.3 加快海上風電產業(yè)體系建設

海上風電的大規(guī)模發(fā)展必須要有一套適合的標準或規(guī)范，所以應加快風電標準體系建設，加快現(xiàn)有行業(yè)標準的修訂、整合和完善。根據(jù)我國國情研究制定新的行業(yè)標準，形成統(tǒng)一、完整、符合我國國情的海上風電設備標準體系，可采用先有企業(yè)標準，再到行業(yè)標準，最后形成國家標準的模式。

研究建立風電設備檢測、認證制度，建立行業(yè)準入標準，風電整機和關鍵部件必須通過國家認可的檢測認證機構的檢測和認證后方可進入市場。支持風電設備公共技術平臺建設，依托科研院所和重點企業(yè)，建設一批風電檢測、試驗機構，重點支持海上風電零部件和整機檢測和測試、新能源接入測試等機構的建設，加快風電產品認證體系和能力建設，逐步推進風電設備企業(yè)和產品強制性認證。

鑒于丹麥在總結風電產業(yè)經驗時，把很重要一部分原因歸結到風電機組的質量認證和采用技術標準上。因此我國也必須建立起標準、檢測和認證三個風電產業(yè)體系，來保證風電機組運行可靠性。

4.4 提高經濟性

我國海上風電場的建設處于初級階段，技術還不成熟、海上基礎、運輸和安裝、風機的運行和維護經驗還很少，導致投資成本與營運成本較高是難免的，國家應該在稅收和電價政策上給予企業(yè)一定的優(yōu)惠空間，結合國家有關財稅政策，制定適合海上風電發(fā)展的電價政策，只有使海上風電20年經營期的度電成本的上網電價在投資者合理收益范圍之內才能使海上風電產業(yè)健康、快速的發(fā)展起來。

5 結語

我國近海風資源非常豐富，東南沿海一帶未來的海上風場處于用電負荷中心，加上我國節(jié)能減排的壓力非常大，所以雖然我國海上風力發(fā)電處于開發(fā)的初級階段，但是發(fā)展非常迅速。而盡快開展近海風資源的探測和評估，加強我國海上風電的自主研發(fā)能力，建立健全的海上風電設計標準、檢測和認證體系，制定合理的電價和稅收政策，則是盡早實現(xiàn)我國沿海海上風電的大規(guī)模開發(fā)，確保海上風電產業(yè)持續(xù)、健康穩(wěn)定發(fā)展的必由之路。

[1]王徽，黃成力.海上風力發(fā)電技術.上海節(jié)能，2007（1）：23-26.

[2]胡東等.風電接入對海上油田平臺電網穩(wěn)定性的影響 [J].電網技術，2009,33（9） 78283.

[3]朱晨，“襁褓”中的海上風電，商務周刊，2008年7月5日

[4]武春霞，顧為東.海上風電需從長計議 [J].高科技與產業(yè)化，2009， （9）：45-48.

[5]賀德馨.2020年中國的科學和技術發(fā)展研究 [J].科技和產業(yè),2004,4(1)：36.