編譯 | 夏云峰

2030年全球海上風(fēng)電裝機(jī)有望達(dá)到100GW

編譯 | 夏云峰

海上風(fēng)電是推動全球風(fēng)電發(fā)展的核心支柱之一。國際可再生能源署發(fā)布的研究報告認(rèn)為，在利好政策刺激下，隨著技術(shù)創(chuàng)新和成本下降的持續(xù)，全球海上風(fēng)電在2030年將實現(xiàn)100GW的累計裝機(jī)，甚至有望達(dá)到280GW。

國際可再生能源署（IRENA）日前發(fā)布了一份名為《創(chuàng)新應(yīng)用前瞻：海上風(fēng)電篇》（Innovation Outlook: Offshore Wind）的報告，對將會驅(qū)動海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的相關(guān)因素的未來走勢進(jìn)行了研判。報告指出，伴隨著技術(shù)創(chuàng)新和成本的持續(xù)下降，全球海上風(fēng)電總裝機(jī)容量有望從2015年的13GW激增至2030年的100GW。

“海上風(fēng)電已經(jīng)具備了作為核心電源來推動未來全球低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的條件?！眹H可再生能源署總干事阿德南·阿明（Adnan Z. Amin）指出，“在陸上風(fēng)電已經(jīng)在成本上能夠與傳統(tǒng)電源技術(shù)展開競爭的情況下，目前，海上風(fēng)電也正在引發(fā)廣泛關(guān)注，它具有高度依賴技術(shù)驅(qū)動的特質(zhì)。”

在全球高度關(guān)注發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的語境下，海上風(fēng)電有成為改變游戲規(guī)則的可再生能源電力的潛質(zhì)。在國際可再生能源署的這份報告中，開篇即指出，“在人口密集的沿海地區(qū)，可以快速地建立起吉瓦級的海上風(fēng)電場”，這也使得“海上風(fēng)電可以成為通過經(jīng)濟(jì)有效的方式（Cost-effective Manner）來減少能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)碳排放的重要技術(shù)之一”。之所以能夠如此，則和它與生俱來的一些特點相關(guān)，比如，生產(chǎn)的高度綠色、清潔化，技術(shù)進(jìn)步能夠推動成本下降并進(jìn)一步擴(kuò)大了其在新能源市場中的份額。自從第一座海上風(fēng)電場投運以來，海上風(fēng)電成本的下降幅度超過了30%，其度電成本（LCOE）也從2001年的240美元/兆瓦時（按照當(dāng)時匯率折算，約合人民幣1986元/兆瓦時）降低到了2015年的大約170美元/兆瓦時（按照當(dāng)時匯率折算，約合人民幣1054元/兆瓦時）。此外，海上風(fēng)電還從陸上風(fēng)電所取得的成功以及各方高度重視推動技術(shù)進(jìn)步中進(jìn)一步受益，這些技術(shù)將可以推動海上風(fēng)電開發(fā)成本大幅下降，并可以使更多海域的風(fēng)能資源得以開發(fā)。

圖1 海上風(fēng)電的未來技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展趨勢

圖2 推動項目（2001年—2015年投運）成本下降的主要因素

然而，報告的撰寫者們認(rèn)為，在目前的成本基礎(chǔ)上，要想保持海上風(fēng)電的良好發(fā)展勢頭，還要做好以下幾項工作：繼續(xù)推動成本下降，降低并網(wǎng)的難度，進(jìn)一步開拓潛在的市場，持續(xù)關(guān)注環(huán)境、健康以及安全等方面的問題。尤其值得一提的是，國際可再生能源署認(rèn)為，技術(shù)創(chuàng)新將會成為推動海上風(fēng)電成本進(jìn)一步削減的關(guān)鍵因素。上述報告中描繪了一些技術(shù)創(chuàng)新愿景：

（1）葉片制造技術(shù)以及傳動系統(tǒng)性能的持續(xù)改善。這使得可以應(yīng)用更大型的葉片，相應(yīng)地提高了單機(jī)容量。目前主流在役機(jī)組的單機(jī)容量為6MW，風(fēng)輪直徑達(dá)到150m。運用更大型的機(jī)組，可能并不一定會在現(xiàn)有設(shè)計的基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低單位兆瓦的資本成本，但卻可以通過提高可靠性以及降低單位兆瓦的基座制造和吊裝成本，來降低度電成本。預(yù)計到21世紀(jì)20年代，單機(jī)容量為10MW的海上風(fēng)電機(jī)組將會投入商業(yè)化應(yīng)用，而到21世紀(jì)30年代，單機(jī)容量為15MW的機(jī)組將可以進(jìn)入市場。

（2）機(jī)組吊裝的便捷化。機(jī)組吊裝將會不斷趨于簡單。通過在港口組裝和預(yù)調(diào)試機(jī)組，并在海上一次性完成吊裝工作，可以大大簡化原有的環(huán)節(jié)。另外一種創(chuàng)新則是預(yù)先安裝好機(jī)組和基座，再通過定制的運輸船或者拖輪將其運到指定的機(jī)位點。這些方面的創(chuàng)新有助于降低吊裝成本，并規(guī)避健康和安全風(fēng)險。

（3）漂浮式基座的發(fā)展。漂浮式機(jī)組是另外一個將會對海上風(fēng)電成本下降產(chǎn)生重要影響的創(chuàng)新環(huán)節(jié)，并有望在2020年實現(xiàn)商業(yè)化。應(yīng)用該類型的基座，可以使海上風(fēng)電開發(fā)進(jìn)入到風(fēng)能資源更好，水深超過50m的海域。在中等水深（30 m—50 m）的海域，相比于固定式基座，漂浮式基座無疑更具成本優(yōu)勢，因為其可以使基座設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化，并能夠最大限度地減少海上作業(yè)。此外，安裝這種基座時還可以使用造價低、現(xiàn)成的安裝船。

圖3 全球主要能源類型的可能發(fā)展路徑

（4）輸電環(huán)節(jié)的創(chuàng)新。輸電環(huán)節(jié)也存在諸多可以創(chuàng)新的方面，其中就包括減少海上高壓交流（HVAC）基礎(chǔ)設(shè)施。在輸送離岸較遠(yuǎn)的風(fēng)電場所發(fā)電力時，高壓直流（HVDC）方式要優(yōu)于高壓交流（HVAC）方式，因為前者可以減少線損以及電纜成本。高壓直流輸電基礎(chǔ)設(shè)施成本的下降，將可以為其打開新的應(yīng)用市場，并使高壓直流變電站的互聯(lián)成為建設(shè)國際或者洲際高壓交流超級電網(wǎng)的第一要素（First Elements）。

其他方面的諸多創(chuàng)新也已經(jīng)具備了商業(yè)化的條件。比如，風(fēng)電場開發(fā)環(huán)節(jié)的創(chuàng)新——優(yōu)化微觀選址技術(shù)從而更好地利用風(fēng)能，減少氣動尾流效應(yīng)以及最優(yōu)化利用各類海底地質(zhì)條件，都使得海上風(fēng)電場的整體布局趨于更加合理。此外，創(chuàng)新還被廣泛運用于運行維護(hù)（OMS）環(huán)節(jié)，報告對這些方面也進(jìn)行了全面、細(xì)致的研究。

這份報告的核心結(jié)論之一就是，如果全球經(jīng)濟(jì)一直朝著無碳化的方向發(fā)展，到2030年，風(fēng)電必將成為主力電源。國際可再生能源署認(rèn)為，海上風(fēng)電的總裝機(jī)在2030年將達(dá)到100GW，但如果能夠從政策層面使可再生能源在全球能源結(jié)構(gòu)中的占比翻番，那么到2030年海上風(fēng)電的裝機(jī)規(guī)模有望進(jìn)一步擴(kuò)大——風(fēng)電總裝機(jī)將達(dá)到1990GW，其中海上風(fēng)電占280GW。

“海上風(fēng)電的發(fā)展?jié)摿薮?，但要真正將其發(fā)揮出來，各國政府還必須加大對技術(shù)創(chuàng)新的支持力度，并進(jìn)一步完善相關(guān)機(jī)制，從而降低技術(shù)風(fēng)險和財務(wù)成本?！笔澜顼L(fēng)能協(xié)會（WWEA）秘書長斯蒂凡·辛格（Stefan Gs?nger）表示，“國際可再生能源署的這份報告則為我們指明了需要繼續(xù)努力的方向?！?/p>

(編譯自CleanTechnica網(wǎng)站）