秦海巖

中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專(zhuān)業(yè)委員會(huì) 北京100010

海上風(fēng)電是我國(guó)新時(shí)期能源轉(zhuǎn)型的重要支撐， 也是我國(guó)沿海省份發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)的重要力量。 我國(guó)海上風(fēng)電雖然起步較晚， 但得益于政策的大力支持、 技術(shù)的不斷創(chuàng)新、 產(chǎn)業(yè)鏈的不斷完善等， 已經(jīng)迅速成長(zhǎng)為全球最大的海上風(fēng)電市場(chǎng)。

1 海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程

概括來(lái)說(shuō)， 我國(guó)海上風(fēng)電從僅有1 臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的項(xiàng)目起步， 歷經(jīng)示范項(xiàng)目階段， 以試驗(yàn)示范項(xiàng)目建設(shè)帶動(dòng)海上風(fēng)電技術(shù)進(jìn)步和設(shè)備制造產(chǎn)業(yè)升級(jí)， 在規(guī)劃和政策的指引下， 適時(shí)穩(wěn)妥擴(kuò)大海上風(fēng)電建設(shè)規(guī)模，在打好海上風(fēng)電大規(guī)模開(kāi)發(fā)建設(shè)的基礎(chǔ)上， 實(shí)現(xiàn)了我國(guó)海上風(fēng)電的高質(zhì)量發(fā)展。

1.1 前期探索

我國(guó)海上風(fēng)電探索起源于2007 年。 是年11 月8日， 我國(guó)首座安裝有1 臺(tái)金風(fēng)科技1.5 MW 風(fēng)電機(jī)組的海上風(fēng)電項(xiàng)目在渤海綏中油田建成發(fā)電[1]。 該項(xiàng)目由中國(guó)海洋石油總公司興建， 從立項(xiàng)到建成投產(chǎn)僅耗時(shí)7 個(gè)月， 實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)自主創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新。 它標(biāo)志著我國(guó)海上風(fēng)電探索取得實(shí)質(zhì)性突破， 也拉開(kāi)了我國(guó)海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)的序幕。

1.2 試驗(yàn)示范

龍?jiān)慈鐤|海上（潮間帶） 試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)和上海東海大橋100 MW 海上風(fēng)電示范項(xiàng)目的相繼批復(fù)， 標(biāo)志著我國(guó)進(jìn)入了示范項(xiàng)目建設(shè)階段。 龍?jiān)慈鐤|海上（潮間帶） 試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)拉開(kāi)了我國(guó)開(kāi)發(fā)建設(shè)海上（潮間帶）風(fēng)電場(chǎng)的序幕， 上海東海大橋100 MW 海上風(fēng)電示范項(xiàng)目則是我國(guó)建成的第一個(gè)大型海上風(fēng)電場(chǎng)。

2007 年6 月15 日， 國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)國(guó)家發(fā)改委） 辦公廳下發(fā)“在江蘇如東地區(qū)建設(shè)30 萬(wàn)千瓦的海上示范風(fēng)電項(xiàng)目” 的通知[2]， 并要求加快海上示范風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的前期工作。 借此契機(jī)，2008 年5 月， 龍?jiān)措娏υ诮K組建海上風(fēng)電項(xiàng)目籌建處， 針對(duì)該項(xiàng)目開(kāi)展了大量的研討論證工作。 一年之后， 龍?jiān)慈鐤|海上（潮間帶） 試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)首批兩臺(tái)1.5 MW 風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電[3]。 2010 年9 月28 日， 在如東環(huán)港外灘海堤外側(cè)潮間帶區(qū)域， 32 MW 潮間帶試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)建成投產(chǎn)， 實(shí)現(xiàn)了全球潮間帶風(fēng)電“零”的突破。 該項(xiàng)目包括2 臺(tái)明陽(yáng)智能1.5 MW 機(jī)組、2臺(tái)遠(yuǎn)景能源1.5 MW、 2 臺(tái)聯(lián)合動(dòng)力1.5 MW 機(jī)組、2 臺(tái)上海電氣2.0 MW 機(jī)組、 2 臺(tái)三一電氣2.0 MW機(jī)組、 2 臺(tái)中國(guó)海裝2.0 MW 機(jī)組、 1 臺(tái)金風(fēng)科技2.5 MW 機(jī)組、 2 臺(tái)華銳風(fēng)電3.0 MW 機(jī)組、 1 臺(tái)明陽(yáng)智能緊湊型2.5 MW 機(jī)組， 是具有標(biāo)志性的產(chǎn)業(yè)鏈節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)， 促進(jìn)了我國(guó)潮間帶風(fēng)電施工裝備、 作業(yè)方式、 基礎(chǔ)形式、 機(jī)組運(yùn)維等環(huán)節(jié)的建立、 優(yōu)化和改進(jìn)， 大幅降低風(fēng)電場(chǎng)成本， 為國(guó)產(chǎn)海上風(fēng)電機(jī)組提供了一個(gè)驗(yàn)證技術(shù)以及運(yùn)行質(zhì)量的重要平臺(tái)， 為我國(guó)海上風(fēng)電由潮間帶向深海擴(kuò)展， 奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

2008 年5 月， 國(guó)家發(fā)改委會(huì)下發(fā)《關(guān)于上海東海大橋100 兆瓦海上風(fēng)電示范項(xiàng)目核準(zhǔn)批復(fù)》[4]。 2010 年7月10 日， 東海大橋風(fēng)電場(chǎng)一期全部34 臺(tái)3 MW 風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電[5]。 該項(xiàng)目位于東海大橋東側(cè)1～4 km、浦東新區(qū)岸線(xiàn)以南8～13 km 的上海市海域， 平均水深10 m， 總投資22.8 億元。 總裝機(jī)容量102 MW 的上海東海大橋風(fēng)電場(chǎng)， 是我國(guó)首個(gè)大規(guī)模海上風(fēng)電場(chǎng)， 我國(guó)海上風(fēng)電發(fā)展由此開(kāi)始真正起步。 同時(shí)， 它還是歐洲以外的第一個(gè)海上風(fēng)電項(xiàng)目， 是世界其他洲域探索海上風(fēng)電發(fā)展的一塊里程碑。 該項(xiàng)目為我國(guó)開(kāi)展海上風(fēng)電建設(shè)技術(shù)的研究工作， 逐步建立海上風(fēng)電的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系， 形成擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的海上風(fēng)能資源評(píng)價(jià)、 風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)和機(jī)組制造技術(shù)積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)， 為我國(guó)海上風(fēng)電的規(guī)模化發(fā)展創(chuàng)造了條件。

鑒于如東試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)取得的成果， 2010 年12 月6 日， 國(guó)家發(fā)改委核準(zhǔn)了龍?jiān)慈鐤|150 MW 海上（潮間帶） 示范風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目。 該項(xiàng)目分兩期實(shí)施， 一期工程為100 MW， 選用21 臺(tái)西門(mén)子2.38 MW 機(jī)組和17 臺(tái)華銳風(fēng)電3 MW 機(jī)組， 于2011 年6 月21 日開(kāi)工建設(shè)， 同年年底投產(chǎn)發(fā)電； 二期工程為50 MW，選用20 臺(tái)金風(fēng)科技2.5 MW 機(jī)組， 于2012 年11 月23 日投產(chǎn)發(fā)電。 這一工程的風(fēng)能資源和建設(shè)條件在江蘇乃至全國(guó)的潮間帶風(fēng)電場(chǎng)中均有較強(qiáng)的代表性， 為我國(guó)近海風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)， 起到良好的示范作用。

1.3 小規(guī)模開(kāi)發(fā)

受多重因素制約， “十二五” 期間（2011—2015年）， 我國(guó)海上風(fēng)電發(fā)展相對(duì)緩慢， 海上風(fēng)電實(shí)現(xiàn)裝機(jī)不足100 萬(wàn)千瓦， 并未達(dá)到《風(fēng)電發(fā)展“十二五”規(guī)劃》 提出的到2015 年海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)500 萬(wàn)千瓦的目標(biāo)。 CWEA 發(fā)布的《2015 年中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量統(tǒng)計(jì)簡(jiǎn)報(bào)》 顯示， 全年新增裝機(jī)中的50.35%為潮間帶項(xiàng)目， 單機(jī)容量以4 MW 居多。 由此可見(jiàn)， 項(xiàng)目主要集中在有示范項(xiàng)目可以參考的潮間帶。 但該階段針對(duì)海上風(fēng)電發(fā)展面臨的主要問(wèn)題探索出了有效的解決方案， 對(duì)推動(dòng)海上風(fēng)電由示范走向快速規(guī)?；鹬陵P(guān)重要的作用。

在諸多制約因素中， 成本高一直是海上風(fēng)電發(fā)展緩慢的主要因素。 海上風(fēng)電由于環(huán)境特殊， 對(duì)于海上風(fēng)電機(jī)組、 輸變電設(shè)施、 運(yùn)行維護(hù)都有特殊要求， 導(dǎo)致無(wú)論是設(shè)備成本還是運(yùn)維成本均高于陸上風(fēng)電， 約為后者的1.5~2 倍。

為了進(jìn)一步打開(kāi)市場(chǎng)， 2014 年6 月， 國(guó)家發(fā)改委公布《關(guān)于海上風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)政策的通知》[6]， 明確了海上風(fēng)電價(jià)格政策： 非招標(biāo)的海上風(fēng)電項(xiàng)目， 潮間帶風(fēng)電項(xiàng)目0.75 元/千瓦時(shí)（含稅）， 近海風(fēng)電項(xiàng)目0.85 元/千瓦時(shí)（含稅）。 標(biāo)桿電價(jià)的推出， 活躍了市場(chǎng)， 推動(dòng)了產(chǎn)業(yè)“起飛”。

在技術(shù)創(chuàng)新層面， 這一時(shí)期同樣成為海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)的技術(shù)儲(chǔ)備期， 該階段的單機(jī)容量已經(jīng)從3 MW 提升至5 MW。 例如， 中國(guó)海裝具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的5 MW 海上風(fēng)電機(jī)組樣機(jī)投運(yùn)。 2014 年1 月16 日，在龍?jiān)慈鐤|風(fēng)電場(chǎng)的后續(xù)工程中， 2 臺(tái)中國(guó)海裝5 MW 樣機(jī)、 1 臺(tái)東方電氣5 MW 樣機(jī)、 1 臺(tái)遠(yuǎn)景能源4 MW 樣機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行。

在用海方面， 由于開(kāi)發(fā)區(qū)域的特殊性， 海洋、海事、 環(huán)保等眾多部門(mén)均對(duì)開(kāi)發(fā)海上風(fēng)電的海域有著不同程度的管轄權(quán)利， 項(xiàng)目協(xié)調(diào)難度大。 針對(duì)于此，2015 年8 月， 國(guó)務(wù)院印發(fā)《全國(guó)海洋主體功能區(qū)規(guī)劃》[7]， 明確支持海洋可再生能源開(kāi)發(fā)與建設(shè)， 因地制宜科學(xué)開(kāi)發(fā)海上風(fēng)能， 在蘇北海域統(tǒng)籌規(guī)劃海上風(fēng)電建設(shè)， 對(duì)解決長(zhǎng)期以來(lái)阻礙海上風(fēng)電發(fā)展的海洋資源開(kāi)發(fā)綜合規(guī)劃問(wèn)題起到了積極作用。

1.4 規(guī)模化快速發(fā)展

“十三五” 時(shí)期， 得益于前期的技術(shù)儲(chǔ)備， 產(chǎn)業(yè)鏈更加完善， 投融資環(huán)境更加透明， 我國(guó)海上風(fēng)電迎來(lái)了快速發(fā)展的階段， 近海海上風(fēng)電進(jìn)入規(guī)?；l(fā)展階段。

就開(kāi)發(fā)規(guī)模來(lái)看， 截至2020 年6 月底， 共計(jì)約1 100 萬(wàn)千瓦的海上風(fēng)電項(xiàng)目處于在建狀態(tài)， 主要分布于廣東、 江蘇、 遼寧和福建等地區(qū)。 2020 年， 海上風(fēng)電新增并網(wǎng)裝機(jī)306 萬(wàn)千瓦。 到2020 年年底， 海上風(fēng)電累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)容量約為900 萬(wàn)千瓦。

在技術(shù)創(chuàng)新層面， 適用于海上的大容量機(jī)型呈現(xiàn)快速迭代的趨勢(shì)， 不僅5 MW 實(shí)現(xiàn)批量應(yīng)用， 10 MW時(shí)代也已開(kāi)啟。 在此期間， 規(guī)劃建設(shè)的福建福清興化灣樣機(jī)試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)如實(shí)記錄了海上風(fēng)電技術(shù)的演變。該風(fēng)電場(chǎng)是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的海上風(fēng)電機(jī)組科研創(chuàng)新試驗(yàn)平臺(tái)， 以及國(guó)內(nèi)首個(gè)大功率海上風(fēng)電試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)。

它是三峽集團(tuán)福建福清興化灣300 MW 海上風(fēng)電場(chǎng)一期工程， 總裝機(jī)容量為79.4 MW， 平均單機(jī)容量為5.7 MW， 共安裝有來(lái)自8 家風(fēng)電廠(chǎng)商（金風(fēng)科技、中國(guó)海裝、 太原重工、 明陽(yáng)智能、 東方電氣、 GE、上海電氣、 湘電風(fēng)能） 的14 臺(tái)機(jī)組。 該風(fēng)電場(chǎng)是我國(guó)首個(gè)批量使用5 MW 以上機(jī)組的示范海上風(fēng)電場(chǎng)，將為今后我國(guó)風(fēng)電大容量機(jī)組的發(fā)展路徑提供有益實(shí)踐和探索。

相比于試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)， 興化灣二期工程的機(jī)組容量繼續(xù)大幅提升。 2020 年4 月28 日， 國(guó)內(nèi)首臺(tái)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的8 MW 風(fēng)電機(jī)組（輪轂中心高度為110 m， 風(fēng)輪直徑為175 m， 風(fēng)輪掃風(fēng)面積相當(dāng)于3.4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化足球場(chǎng)， 在11.5 m/s 左右的風(fēng)速條件下， 單臺(tái)機(jī)組24 小時(shí)發(fā)電約20 萬(wàn)千瓦時(shí)， 可滿(mǎn)足3.5 萬(wàn)個(gè)家庭一天的用電需求） 在該風(fēng)電場(chǎng)完成吊裝[8]； 2020年7 月12 日， 國(guó)內(nèi)首臺(tái)10 MW 海上風(fēng)電機(jī)組在福清興化灣二期海上風(fēng)電場(chǎng)成功并網(wǎng)發(fā)電[9]。

2021 年上半年， 全國(guó)海上風(fēng)電新增并網(wǎng)容量2.15GW， 同比增長(zhǎng)102.5%[10]， 呈現(xiàn)出強(qiáng)勁的發(fā)展態(tài)勢(shì)。 “十四五” 時(shí)期是實(shí)現(xiàn)“30·60” 目標(biāo)的關(guān)鍵期，我國(guó)海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)速度將大幅提升， 成為新能源裝機(jī)增長(zhǎng)的新引擎。

2 發(fā)展成就

結(jié)合上述歷程梳理可知， 我國(guó)海上風(fēng)電發(fā)展遵循循序漸進(jìn)， 先近海再遠(yuǎn)海， 先示范后批量的原則， 在政策引領(lǐng)下， 通過(guò)行業(yè)的共同努力， 裝機(jī)規(guī)模、 技術(shù)創(chuàng)新、 成本降低等方面取得的巨大成就， 不僅為我國(guó)可再生能源發(fā)展增長(zhǎng)了新的動(dòng)力， 也為全球應(yīng)對(duì)氣候變化發(fā)揮了重要的作用。

2.1 裝機(jī)規(guī)模穩(wěn)居全球前列

在全球范圍內(nèi)， 2015 年， 我國(guó)海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量排名由第5 升至第4； 2016—2019 年， 穩(wěn)居第3；2020 年， 以9.898GW 的累計(jì)裝機(jī)容量超過(guò)德國(guó)， 升至第2 位。

2020 年， 我國(guó)海上風(fēng)電新增裝機(jī)容量超過(guò)3GW，連續(xù)第3 年居全球之首。

2.2 產(chǎn)業(yè)布局輻射全國(guó)海域

在我國(guó)沿海省份中， 江蘇、 廣東、 福建等8 個(gè)省份已有海上風(fēng)電并網(wǎng)項(xiàng)目。

從發(fā)展規(guī)劃來(lái)看， 沿海省份在近遠(yuǎn)期規(guī)劃中， 基本明確提出了百萬(wàn)千瓦或千萬(wàn)千瓦的裝機(jī)目標(biāo)。

就分布區(qū)域而言， 除了項(xiàng)目分布較為集中的東南部海域， 在東北海域， 有位于遼寧大連海域的莊河海上風(fēng)電項(xiàng)目， 總裝機(jī)容量為300 MW， 場(chǎng)址南北長(zhǎng)8.6 km， 東西寬7.7 km， 場(chǎng)址中心距離岸線(xiàn)約22.5 km， 涉海面積約47.7 km2， 場(chǎng)區(qū)水深15~25 m。山東雖起步較晚， 但其截至目前的最大海上風(fēng)電項(xiàng)目——總裝機(jī)規(guī)模為301.6 MW 的煙臺(tái)海陽(yáng)風(fēng)電項(xiàng)目已開(kāi)工建設(shè)。

就離岸距離來(lái)看， 我國(guó)海上風(fēng)電呈現(xiàn)從近海走向深遠(yuǎn)海的態(tài)勢(shì)。 目前， 在建離岸距離最遠(yuǎn)的海上風(fēng)電場(chǎng)是大豐H8-2 海上風(fēng)電項(xiàng)目， 場(chǎng)址中心離岸距離72 km。

2.3 產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)成效出現(xiàn)

2017 年， 廣東將海上風(fēng)電定位為重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)業(yè)，《廣東省加快發(fā)展海洋六大產(chǎn)業(yè)行動(dòng)方案（2019—2021 年）》[11]將建設(shè)珠三角海上風(fēng)電科創(chuàng)金融基地、 建設(shè)粵西海上風(fēng)電高端裝備制造基地、 建設(shè)粵東海上風(fēng)電運(yùn)維和整機(jī)組裝基地作為工作重點(diǎn)。 近年來(lái)， 廣東省的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展方興未艾， 除了形成完善的裝備制造產(chǎn)業(yè)鏈， 更是致力于打造世界一流的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)基地。 以陽(yáng)江為例， “十三五” 以來(lái)， 陽(yáng)江加快推進(jìn)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展， 招引了大批龍頭企業(yè)進(jìn)駐， 全產(chǎn)業(yè)鏈條不斷完善。 除裝備制造業(yè)外， 還全力推進(jìn)世界級(jí)風(fēng)電出運(yùn)母港、 國(guó)家海上風(fēng)電裝備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心和廣東（陽(yáng)江） 海上風(fēng)電技術(shù)創(chuàng)新中心等的建設(shè)， 海上風(fēng)電母港生態(tài)圈建設(shè)取得重大進(jìn)展。 其中， 海上風(fēng)電裝備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心一期主要是建設(shè)具備150 m長(zhǎng)葉片檢測(cè)能力的葉片實(shí)驗(yàn)室， 滿(mǎn)足當(dāng)前以及未來(lái)葉片檢測(cè)的市場(chǎng)需求； 二期將建設(shè)軸承等其他綜合性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)， 為我國(guó)風(fēng)電關(guān)鍵技術(shù)試驗(yàn)提供基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)。

2.4 技術(shù)研發(fā)能力顯著增強(qiáng)

2.4.1 關(guān)鍵零部件實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化

在我國(guó)風(fēng)電發(fā)展初期， 葉片、 齒輪箱產(chǎn)品的非國(guó)產(chǎn)率超過(guò)30%， 2012 年之后逐步降低， 比例下降約10%~15%。 葉片所用的樹(shù)脂、 結(jié)構(gòu)膠、 芯材等原材料實(shí)現(xiàn)了本地化生產(chǎn)， 玻纖完全國(guó)產(chǎn)化。 軸承的非國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品市場(chǎng)份額在2012 年前達(dá)到90%， 現(xiàn)在下降至50%。 發(fā)電機(jī)、 偏航/變槳軸承、 變流器、 變槳系統(tǒng)最初多來(lái)自國(guó)內(nèi)的外資企業(yè)， 2012 年后實(shí)現(xiàn)大規(guī)模國(guó)產(chǎn)化， 如發(fā)電機(jī)、 變流器， 由小部分國(guó)產(chǎn)轉(zhuǎn)為全部國(guó)產(chǎn) （2012 年前非國(guó)產(chǎn)率達(dá)到80%， 目前降至不足5%）； 變槳系統(tǒng)、 偏航/變槳軸承從國(guó)產(chǎn)試點(diǎn)轉(zhuǎn)為大部分國(guó)產(chǎn)（2012 年前非國(guó)產(chǎn)率為100%， 目前降至不足5%）。 葉片的部分關(guān)鍵技術(shù)同樣實(shí)現(xiàn)了突破， 如型式認(rèn)證、 預(yù)埋技術(shù)。

為平穩(wěn)推進(jìn)海上風(fēng)電建設(shè)， 近年來(lái)， 國(guó)家在大型海上風(fēng)電機(jī)組及關(guān)鍵部件研制與產(chǎn)業(yè)化方面取得了多項(xiàng)重大突破， 包括適應(yīng)我國(guó)海上風(fēng)況的新型大葉輪設(shè)計(jì)與應(yīng)用技術(shù)研究、 大型海上風(fēng)電機(jī)組的試驗(yàn)方案研究以及海上安裝、 運(yùn)維、 防腐等產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究。

2.4.2 機(jī)組加速走向大型化

我國(guó)海上風(fēng)電， 無(wú)論是機(jī)組容量， 還是葉片， 一直朝著更大、 更長(zhǎng)的方向發(fā)展。 從我國(guó)已并網(wǎng)的海上風(fēng)電機(jī)組來(lái)看， 單機(jī)容量在4 MW 以上的機(jī)型占并網(wǎng)裝機(jī)容量的一半以上。 我國(guó)海上風(fēng)電機(jī)組最大單機(jī)容量已經(jīng)達(dá)到11 MW， 最長(zhǎng)葉片達(dá)到107 m， 充分證明了我國(guó)具備10 MW 以上大容量海上風(fēng)電機(jī)組自主設(shè)計(jì)、 研發(fā)、 制造、 安裝、 調(diào)試、 運(yùn)行能力。

2.4.3 自主創(chuàng)新能力增強(qiáng)

我國(guó)海上風(fēng)能資源情況與歐洲存在一定差異， 且就國(guó)內(nèi)而言， 不同海域的情況也不盡相同。 因此， 多年來(lái)國(guó)內(nèi)企業(yè)從我國(guó)國(guó)情出發(fā)研發(fā)出了適合不同風(fēng)況特性的風(fēng)電裝備和技術(shù)。 各整機(jī)商推出采用定制化關(guān)鍵部件以及搭載先進(jìn)控制策略的抗臺(tái)風(fēng)型風(fēng)電機(jī)組， 針對(duì)我國(guó)沿海定制化設(shè)計(jì)和探索的明陽(yáng)智能MySE 5.5-7.0 MW 系列機(jī)組、 東方電氣10 MW 海上抗臺(tái)風(fēng)型風(fēng)電機(jī)組就是其中的代表。

不斷向大型化發(fā)展的海上風(fēng)電機(jī)組， 對(duì)風(fēng)電安裝船的甲板面積、 吊重吊高、 甲板載荷、 定位以及打樁能力等方面也提出了更高要求。 逐步向更深海域延伸的海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)， 要求風(fēng)電安裝船的水深適應(yīng)能力逐步增強(qiáng)。 為保障海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)平穩(wěn)有序的發(fā)展， 多年來(lái)我國(guó)提早布局和研發(fā)新船型， 致力于海上風(fēng)電安裝船功能的優(yōu)化提升， 并取得世界頂尖的科技技術(shù)成果。 據(jù)英國(guó)造船和海運(yùn)業(yè)分析機(jī)構(gòu)克拉克森統(tǒng)計(jì)， 在海上風(fēng)電安裝船市場(chǎng)中， 我國(guó)船廠(chǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位[12]。目前， 在全球接單量排名前10 的自升式海上風(fēng)電安裝船船廠(chǎng)中， 我國(guó)船廠(chǎng)占據(jù)7 個(gè)席位。 例如， 2019 年已經(jīng)交付使用的國(guó)內(nèi)首艘1 300 噸自升自航式風(fēng)電安裝船 “鐵建風(fēng)電01” 配備了多項(xiàng)世界領(lǐng)先的科技功能[13]， 多項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)打破國(guó)內(nèi)紀(jì)錄， 是目前國(guó)內(nèi)最先進(jìn)、 綜合性能最高的海上風(fēng)電安裝船舶。 啟東海工成功自主研發(fā)出世界首個(gè)8 MW 級(jí)風(fēng)電機(jī)組的海上安裝系列平臺(tái)， 集裝載運(yùn)輸、 自航自升、 繞樁吊起重、動(dòng)力定位、 海上作業(yè)等多種功能于一體。

2.5 發(fā)電成本穩(wěn)步下降

國(guó)際可再生能源署 （IRENA） 的數(shù)據(jù)顯示，2010—2020 年， 我國(guó)海上風(fēng)電度電成本下降了53%。同時(shí)， 新型大容量機(jī)組的應(yīng)用， 專(zhuān)業(yè)化施工船舶和設(shè)備的投用， 數(shù)字化技術(shù)手段的普及等， 都將帶動(dòng)全生命周期成本的下降。 預(yù)計(jì)到2025 年， 我國(guó)近海風(fēng)電的度電成本有望降至0.4 元/千瓦時(shí)， 遠(yuǎn)海風(fēng)電的度電成本將達(dá)到0.5 元/千瓦時(shí)[14]。

3 展 望

我國(guó)基本具備了大規(guī)模開(kāi)發(fā)海上風(fēng)能資源的能力， 未來(lái)幾年是技術(shù)創(chuàng)新和變革的關(guān)鍵期， 我國(guó)海上風(fēng)電技術(shù)將圍繞以下幾條主線(xiàn)演進(jìn)：

一是大型化。 應(yīng)用更大的風(fēng)電機(jī)組， 能夠有效提高風(fēng)能利用效率， 并大幅降低初始投資、 安裝施工成本、 運(yùn)維成本等， 由此帶動(dòng)度電成本持續(xù)下降。 風(fēng)電度電成本的下降最主要的貢獻(xiàn)來(lái)自發(fā)電能力和效率的提升， 而不僅是造價(jià)的下降。 最新的葉片風(fēng)輪直徑已經(jīng)突破200 m， 可以預(yù)見(jiàn)未來(lái)3~5 年內(nèi)， 我國(guó)海上風(fēng)電度電成本將可以再降一半， 這還沒(méi)有包括機(jī)組可靠性和基于大數(shù)據(jù)人工智能的全生命周期管理等技術(shù)應(yīng)用帶來(lái)的疊加提升效應(yīng)。

二是智能化。 近年來(lái)， 新一代信息化技術(shù)被廣泛應(yīng)用于海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)中， 智能化、 互聯(lián)化成為海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的重要特征。 在選址環(huán)節(jié)， 基于高精度風(fēng)電場(chǎng)功率預(yù)測(cè)微觀選址技術(shù)、 大數(shù)據(jù)中的尺度建模技術(shù)和衛(wèi)星遙感的物理建模技術(shù)， 智慧選址模式正在逐步取代費(fèi)時(shí)、 低效的傳統(tǒng)方式。 在運(yùn)行中，借助現(xiàn)有技術(shù)， 通過(guò)感知并預(yù)測(cè)所處環(huán)境變化， 系統(tǒng)能夠自動(dòng)采取不同控制策略， 做到降載增壽， 提高發(fā)電效率。 在運(yùn)維環(huán)節(jié)， 通過(guò)在風(fēng)電場(chǎng)安裝狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)， 并結(jié)合資產(chǎn)完整性管理理念， 故障維修已經(jīng)從事后轉(zhuǎn)向事前， 逐步走向預(yù)防性維護(hù)， 并在運(yùn)維方案定制和成本優(yōu)化方面開(kāi)始發(fā)揮作用。 未來(lái)，更廣泛的監(jiān)測(cè)傳感、 物聯(lián)技術(shù)應(yīng)用以及建模仿真能力提升， 將逐步促成數(shù)字孿生技術(shù)的實(shí)現(xiàn)， 讓風(fēng)電資產(chǎn)的運(yùn)營(yíng)和改造從中受益， 這有賴(lài)于監(jiān)測(cè)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)方法的進(jìn)步。 此外， 通過(guò)數(shù)字化信息整合行業(yè)資源、 改變產(chǎn)業(yè)鏈互動(dòng)和資源調(diào)配方式， 將進(jìn)一步提高效率、 降低成本， 這需要行業(yè)重新審視， 并改變現(xiàn)有的合作模式。

三是專(zhuān)業(yè)化。 我國(guó)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展的提速， 以及項(xiàng)目開(kāi)發(fā)逐步走向深遠(yuǎn)海， 對(duì)運(yùn)輸、 安裝施工、 運(yùn)維等裝備提出了更高的要求。 進(jìn)一步提升安裝船、 鋪纜船、 運(yùn)維船的專(zhuān)業(yè)化水平， 成為擺在業(yè)界面前的重要課題之一， 這需要各方攜手推進(jìn)相關(guān)技術(shù)的研發(fā)、 先進(jìn)裝備的設(shè)計(jì)與制造。

4 建 議

當(dāng)前我國(guó)海上風(fēng)電仍存在施工、 運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)不足，深遠(yuǎn)海技術(shù)研發(fā)有待加強(qiáng)， 與其他產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展模式有待優(yōu)化等問(wèn)題。 為了保障海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，不斷增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力， 實(shí)現(xiàn)平價(jià)目標(biāo)， 亟待圍繞以下方面不斷努力， 通過(guò)實(shí)踐不斷做大做強(qiáng)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈。

（1） 盡快出臺(tái)產(chǎn)業(yè)扶持政策

當(dāng)下， 海上風(fēng)電還不具備平價(jià)上網(wǎng)的條件， 仍需政府提供適當(dāng)?shù)闹С郑?助推其在未來(lái)3~5 年內(nèi)過(guò)渡到平價(jià)上網(wǎng)。 在這種情況下， 希望中央和沿海省份能夠出臺(tái)扶持政策： 加強(qiáng)統(tǒng)籌規(guī)劃， 堅(jiān)持集中連片開(kāi)發(fā)，確保單體項(xiàng)目規(guī)模不低于100 萬(wàn)千瓦； 送出系統(tǒng)工程由電網(wǎng)負(fù)責(zé)投資， 成本納入輸配電價(jià)； 采取“以獎(jiǎng)代補(bǔ)” 的方式， 支持重點(diǎn)產(chǎn)品與項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)， 實(shí)現(xiàn)跨越式創(chuàng)新； 成立海上風(fēng)電發(fā)展促進(jìn)基金， 推動(dòng)項(xiàng)目長(zhǎng)期貸款利率降至3%以下； 調(diào)整對(duì)央企投資收益率的考核要求， 如降到6%或更低。

（2） 加大關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)力度

著力解決“卡脖子” 關(guān)鍵技術(shù)難題， 建設(shè)海上風(fēng)電科技強(qiáng)國(guó)。 一是加強(qiáng)基礎(chǔ)科學(xué)研究。 充分認(rèn)識(shí)關(guān)鍵技術(shù)的復(fù)雜性， 加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)涉及的各項(xiàng)學(xué)科建設(shè)，增強(qiáng)跨學(xué)科復(fù)合型人才儲(chǔ)備， 夯實(shí)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)的理論基礎(chǔ)， 攻克機(jī)組主軸承、 葉片原材料等國(guó)產(chǎn)化難題， 加快對(duì)具有前瞻性的海洋測(cè)風(fēng)、 安裝和運(yùn)維船舶等的研究。 二是推動(dòng)試驗(yàn)檢驗(yàn)?zāi)芰ㄔO(shè)， 需要高度重視樣機(jī)測(cè)試、 認(rèn)證工作， 對(duì)于海上風(fēng)電而言， 一旦批量安裝后出現(xiàn)問(wèn)題， 將會(huì)付出慘重的代價(jià)。 因此， 必須扎實(shí)推進(jìn)前期工作， 遵循先安裝樣機(jī)再批量安裝的原則， 做好認(rèn)證測(cè)試。 為此， 需要搭建更具適配性、趨近真實(shí)工況的風(fēng)電整機(jī)及關(guān)鍵部件試驗(yàn)檢測(cè)平臺(tái)，提升研發(fā)產(chǎn)品的質(zhì)量水平。 三是加強(qiáng)數(shù)字化技術(shù)的研發(fā)。 加強(qiáng)企業(yè)間交流合作， 消除數(shù)字壁壘， 借助數(shù)字化技術(shù)等手段提升整機(jī)性能和可靠性， 提高施工、 運(yùn)維和管理效率。

（3） 打造更加堅(jiān)強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)鏈

我國(guó)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈完備程度不足， 一是主軸承、 葉片等產(chǎn)業(yè)鏈相對(duì)薄弱。 二是海上風(fēng)電機(jī)組工況復(fù)雜且作業(yè)窗口期較短， 需要運(yùn)維更具專(zhuān)業(yè)性和可靠性， 但由于國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電尚處于初步發(fā)展階段， 風(fēng)電運(yùn)維市場(chǎng)還不成熟， 需要建立及健全運(yùn)維產(chǎn)業(yè)鏈。 三是進(jìn)一步提升風(fēng)電母港產(chǎn)業(yè)集群集中度與完備程度，減少同質(zhì)化， 促進(jìn)產(chǎn)業(yè)整合優(yōu)化， 通過(guò)海上風(fēng)電集約化發(fā)展， 帶動(dòng)成本快速下降。 例如， 廣東陽(yáng)江、 揭陽(yáng)、 江蘇如東等地具備建設(shè)海上風(fēng)電母港的優(yōu)良條件， 依托海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)， 通過(guò)產(chǎn)業(yè)配套及產(chǎn)業(yè)組合，實(shí)現(xiàn)海上風(fēng)電全生命周期產(chǎn)業(yè)價(jià)值的集合， 形成千億元級(jí)產(chǎn)業(yè)集群。

（4） 增強(qiáng)深遠(yuǎn)海技術(shù)支撐

海上風(fēng)電由近海走向遠(yuǎn)海是必然的趨勢(shì)， 為了支撐深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電發(fā)展， 必須做好數(shù)據(jù)積累， 加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)。 與近海相比， 深海環(huán)境更加惡劣， 對(duì)機(jī)組基礎(chǔ)、 海底電纜、 海上平臺(tái)集成等技術(shù)提出了更嚴(yán)苛的要求。 必須強(qiáng)化創(chuàng)新力度， 全面加強(qiáng)基礎(chǔ)科學(xué)、試驗(yàn)仿真的能力， 推進(jìn)數(shù)字化技術(shù)在遠(yuǎn)海領(lǐng)域的應(yīng)用， 提高施工、 運(yùn)維和管理效率。 此外， 我國(guó)目前主要針對(duì)近海海域的風(fēng)能資源評(píng)估， 難以為深遠(yuǎn)海發(fā)展提供數(shù)據(jù)支撐， 還應(yīng)加強(qiáng)評(píng)估規(guī)劃等前期工作。

（5） 推動(dòng)跨產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展

發(fā)展海上風(fēng)電與我國(guó)建設(shè)海洋經(jīng)濟(jì)的國(guó)家戰(zhàn)略高度契合， 海上風(fēng)電與海洋牧場(chǎng)、 氫能、 儲(chǔ)能等的融合發(fā)展， 在為沿海城市提供高質(zhì)量、 低成本、 無(wú)污染的電力、 氫氣等能源的同時(shí)， 還可以為海工裝備業(yè)培育新的增長(zhǎng)點(diǎn)。 因此， 應(yīng)推動(dòng)相關(guān)技術(shù)和模式的研究，實(shí)現(xiàn)海上風(fēng)電的多元化發(fā)展。

近年來(lái)， 習(xí)近平總書(shū)記就實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰與碳中和目標(biāo)， 以及創(chuàng)新發(fā)展發(fā)表過(guò)一系列重要講話(huà)， 海上風(fēng)電能夠?yàn)榇颂峁╆P(guān)鍵支撐。 在當(dāng)前的關(guān)鍵成長(zhǎng)期， 各級(jí)政府相關(guān)部門(mén)應(yīng)當(dāng)通過(guò)優(yōu)化政策環(huán)境來(lái)加快海上風(fēng)電發(fā)展， 使之成為沿海地區(qū)盡早實(shí)現(xiàn)“雙碳” 目標(biāo)、 打造全球創(chuàng)新發(fā)展新高地的核心路徑。