文/孫哲 王碩 蘇辛一 饒建業(yè)

2021 年我國(guó)海上風(fēng)電新增裝機(jī)容量1690 萬千瓦，實(shí)現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到2639 萬千瓦，首次超過英國(guó)，躍居世界第一位。在我國(guó)持續(xù)推行綠色能源替代行動(dòng)的背景下，依托海上豐富的風(fēng)能資源，海上風(fēng)電將在我國(guó)“雙碳”戰(zhàn)略實(shí)施中扮演日益重要的角色。當(dāng)前，我國(guó)海上風(fēng)電開發(fā)進(jìn)入到從近海向深遠(yuǎn)海邁進(jìn)的跨越期，近海開發(fā)成本瀕臨平價(jià)的突破期，亟需厘清海上風(fēng)電發(fā)展定位、優(yōu)化海上風(fēng)電發(fā)展模式、構(gòu)建海上風(fēng)電綜合供給消納體系。

一、海上風(fēng)電在我國(guó)新型能源體系中的定位

黨的二十大報(bào)告明確指出要“深入推進(jìn)能源革命，加強(qiáng)煤炭清潔高效利用，加大油氣資源勘探開發(fā)和增儲(chǔ)上產(chǎn)力度，加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系”。構(gòu)建新型能源體系是黨中央在新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義新征程上對(duì)能源發(fā)展提出的新要求，為我國(guó)“雙碳”戰(zhàn)略下未來能源發(fā)展提供了根本遵循。海上風(fēng)電作為我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)版圖重要組成部分，在我國(guó)新型能源體系中至少具備三個(gè)重要定位。

（一）發(fā)展海上風(fēng)電是我國(guó)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要舉措

我國(guó)中東部地區(qū)土地資源稀缺，新能源開發(fā)受土地制約嚴(yán)重，中東部地區(qū)陸上新能源開發(fā)潛力有限。我國(guó)海上風(fēng)能資源十分豐富，開發(fā)潛力巨大。預(yù)計(jì)到2060 年，我國(guó)海上風(fēng)電開發(fā)規(guī)模將超過7 億千瓦，發(fā)電量將超過2 萬億千瓦時(shí)，占新能源發(fā)電量比重超過20%，海上風(fēng)電將成為我國(guó)、尤其中東部地區(qū)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要支撐力量。

（二）發(fā)展海上風(fēng)電是中東部地區(qū)能源保障的有力補(bǔ)充

中東部地區(qū)是我國(guó)電力負(fù)荷中心，隨著我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程深入推進(jìn)，中東部地區(qū)電力需求仍將保持剛性增長(zhǎng)。而我國(guó)中東部地區(qū)一次能源匱乏，電力供給保障長(zhǎng)期高度依賴西部地區(qū)。海上風(fēng)電距離負(fù)荷中心更近，能源開發(fā)輸送綜合效率更高，隨著海上風(fēng)電開發(fā)成本降低，海上風(fēng)電將成為中東部地區(qū)能源保障的有力補(bǔ)充。

（三）海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)是我國(guó)現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系的重要組成部分

海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)涵蓋上游裝備制造、中游設(shè)計(jì)施工、下游運(yùn)行維護(hù)各環(huán)節(jié)，相較于陸上風(fēng)電，具有產(chǎn)業(yè)鏈條更長(zhǎng)、技術(shù)含量更高、帶動(dòng)能力更強(qiáng)等特點(diǎn)，是我國(guó)清潔能源產(chǎn)業(yè)的重要支撐。同時(shí)，海上風(fēng)電可與海水制氫、海上交通、油氣開采等產(chǎn)業(yè)深度融合，是海洋產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要抓手，對(duì)于推動(dòng)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)融合集群發(fā)展具有重要帶動(dòng)作用。

二、海上風(fēng)電發(fā)展趨勢(shì)判斷

在我國(guó)海上風(fēng)電發(fā)展初期，海上風(fēng)電多為近海、淺海項(xiàng)目，單體項(xiàng)目規(guī)模相對(duì)較小，開發(fā)條件相對(duì)便利，海上風(fēng)電在國(guó)家可再生能源補(bǔ)貼支持下取得了快速發(fā)展。“雙碳”戰(zhàn)略提出后，隨著海上風(fēng)電成本進(jìn)一步下降，總體判斷，我國(guó)海上風(fēng)電已邁入新的發(fā)展階段。

（一）開發(fā)范圍正在從近海向深遠(yuǎn)海邁進(jìn)

當(dāng)前國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電場(chǎng)多數(shù)集中于近海淺水區(qū)，近海深水區(qū)和深遠(yuǎn)海開發(fā)處于起步階段。截至2022 年底，我國(guó)海上風(fēng)電并網(wǎng)容量已達(dá)到3000 萬千瓦，未來幾年內(nèi)，隨著全國(guó)近9000 萬千瓦近海風(fēng)電項(xiàng)目的開發(fā)建設(shè)，近海風(fēng)電資源將逐步開發(fā)完畢。我國(guó)深遠(yuǎn)海資源豐富，技術(shù)可開發(fā)量巨大，但同時(shí)面臨著水深較深、嵌巖施工、造價(jià)更高、輸送更遠(yuǎn)等問題。海上風(fēng)電正加速從近淺海向深遠(yuǎn)海邁進(jìn)，近期廣東陽江、江蘇大豐等海上風(fēng)電項(xiàng)目從漂浮式風(fēng)電機(jī)組應(yīng)用、大容量遠(yuǎn)距離輸電等方面對(duì)深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電開發(fā)進(jìn)行探索。

（二）商業(yè)模式由國(guó)家補(bǔ)貼轉(zhuǎn)為市場(chǎng)導(dǎo)向

2022 年起，新增的海上風(fēng)電項(xiàng)目不再納入中央財(cái)政補(bǔ)貼范圍，0.85 元/ 每千瓦時(shí)的上網(wǎng)電價(jià)成為歷史，轉(zhuǎn)為由各省份自行出臺(tái)補(bǔ)貼政策。廣東、山東率先出臺(tái)按項(xiàng)目容量一次性補(bǔ)貼政策，2022 年補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)分別為1500元/千瓦和800 元/千瓦；浙江省按照0.03 元～0.015 元/千瓦時(shí)標(biāo)準(zhǔn)開展度電補(bǔ)貼。省級(jí)補(bǔ)貼可降低項(xiàng)目投資成本，一定程度上延續(xù)行業(yè)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)、推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步與成本下降；但是“省補(bǔ)”力度遠(yuǎn)低于“國(guó)補(bǔ)”，補(bǔ)貼程度逐年退坡，且近期海上風(fēng)電項(xiàng)目中標(biāo)價(jià)格也呈現(xiàn)大幅下降趨勢(shì)。因此，進(jìn)入無“國(guó)補(bǔ)”時(shí)代后，海上風(fēng)電降本增效需求更為迫切，商業(yè)模式由國(guó)家補(bǔ)貼開始轉(zhuǎn)為市場(chǎng)導(dǎo)向。

（三）送出消納由就近分散接入轉(zhuǎn)為大規(guī)模集中送出

早期海上風(fēng)電普遍采用35千伏或220 千伏電壓等級(jí)接入電網(wǎng)，近期主要采用交流500 千伏輸電或直流±500 千伏輸送方式。江蘇如東海上風(fēng)電場(chǎng)采用±400千伏柔直輸電方式，三峽陽江海上風(fēng)電場(chǎng)采用±500 千伏柔直輸電方式。隨著風(fēng)場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大及輸電距離提升，為克服交流輸電容量限制及遠(yuǎn)距離充電功率問題，海上風(fēng)電送出方式將逐步從高壓交流向柔性直流方向發(fā)展。

三、海上風(fēng)電規(guī)模化發(fā)展面臨的突出問題

海上風(fēng)電作為風(fēng)資源開發(fā)利用的一種，與陸上風(fēng)電一樣在出力特性方面具有隨機(jī)性、波動(dòng)性、間歇性等不足。此外，由于特殊開發(fā)環(huán)境，海上風(fēng)電在用海協(xié)調(diào)、施工建設(shè)、電力送出等諸多方面面臨更大挑戰(zhàn)。

（一）小規(guī)模分散開發(fā)方式造成國(guó)土空間資源協(xié)調(diào)利用難度加大

現(xiàn)有海上風(fēng)電項(xiàng)目大多以本體經(jīng)濟(jì)性優(yōu)先為開發(fā)原則，呈現(xiàn)規(guī)模不大、集中度不強(qiáng)等特點(diǎn)，造成海底輸電走廊、登陸點(diǎn)資源搶占、不合理利用等無序發(fā)展問題。如江蘇省早期核準(zhǔn)海上風(fēng)電項(xiàng)目53 個(gè)，總規(guī)模1280 萬千瓦，單個(gè)項(xiàng)目平均約25 萬千瓦，若每個(gè)項(xiàng)目分散建設(shè)，則至少規(guī)劃53 條海底走廊，將大量占用海底資源，也容易與交通、海事、國(guó)防等方面的用海需求形成矛盾，使后續(xù)項(xiàng)目規(guī)劃建設(shè)更為困難。

（二）大容量遠(yuǎn)距離海上電力送出面臨技術(shù)瓶頸

海上風(fēng)電的規(guī)?；_發(fā)將對(duì)場(chǎng)站的組網(wǎng)匯集和大容量送出技術(shù)提出更高要求，風(fēng)電場(chǎng)的組網(wǎng)方式、系統(tǒng)拓?fù)?、變電設(shè)備、控制與保護(hù)等技術(shù)均需要突破現(xiàn)有技術(shù)瓶頸。目前單回500 千伏交流送出方式最大送電能力在100～120 萬千瓦，大規(guī)模集中送出面臨著送出回路多、距離受限等問題，柔性直流方式送出容量更大，但造價(jià)較高，技術(shù)尚未完全達(dá)到實(shí)用化程度。漂浮式風(fēng)電設(shè)備、場(chǎng)站組網(wǎng)匯集和大容量送出技術(shù)面臨工程實(shí)用化檢驗(yàn)。

（三）海上風(fēng)電的安全可靠替代能力和電網(wǎng)適應(yīng)消納能力亟待提升

當(dāng)前海上風(fēng)電大多分散就近接入電網(wǎng)，而大規(guī)模海風(fēng)接入電網(wǎng)時(shí)，其出力的間歇性、波動(dòng)性將對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行造成影響，反調(diào)峰特性將加大對(duì)調(diào)節(jié)電源需求，風(fēng)電場(chǎng)控制方式也將使系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析更為復(fù)雜。因此，應(yīng)科學(xué)系統(tǒng)地分析接網(wǎng)區(qū)域的支撐電源需求和消納范圍。同時(shí)，大規(guī)模的并網(wǎng)接入將對(duì)東部省份目前的電網(wǎng)形態(tài)和結(jié)構(gòu)造成沖擊，江蘇、廣東等省份已經(jīng)出現(xiàn)了由于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、省內(nèi)通道輸電能力、調(diào)峰能力等因素制約海上風(fēng)電消納的問題。

（四）開發(fā)運(yùn)維成本亟需通過技術(shù)創(chuàng)新和集約化開發(fā)方式大幅降低

從近海走向深遠(yuǎn)海后，漂浮式風(fēng)電裝備總體設(shè)計(jì)面臨海洋平臺(tái)與風(fēng)電機(jī)組的跨界難題，開發(fā)成本大幅上升。此外，深遠(yuǎn)海風(fēng)電機(jī)組故障運(yùn)維成本也為行業(yè)投資利潤(rùn)帶來巨大挑戰(zhàn)。據(jù)行業(yè)普遍估算，海上風(fēng)電運(yùn)維成本占全生命周期度電成本的三分之一，故障處理可帶來每天上百萬出海施工費(fèi)用。因此，需要平衡成本、性能、可靠性三個(gè)關(guān)鍵要素。從海上風(fēng)電全生命周期來看，技術(shù)創(chuàng)新和大規(guī)模集約化發(fā)展是海風(fēng)平價(jià)的主要驅(qū)動(dòng)力。大兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組的投用雖然會(huì)帶來安裝施工成本上升，但也會(huì)攤薄度電成本，提升產(chǎn)業(yè)規(guī)模效應(yīng)。

（五）海上風(fēng)電綜合效益尚未充分挖掘

海上風(fēng)電是海洋產(chǎn)業(yè)重要組成部分，是海上能源開發(fā)的主要方式之一。但目前海上風(fēng)電開發(fā)主要以“發(fā)電上網(wǎng)”模式為主，基本處于電能利用階段，開發(fā)利用模式單一，較少涉及海上能源綜合開發(fā)利用，尚未與其他海洋產(chǎn)業(yè)形成有效聯(lián)合互動(dòng)，海上風(fēng)電綜合一體化開發(fā)模式尚未形成。

四、構(gòu)建海上風(fēng)電綜合供給消納體系

為破解現(xiàn)階段海上風(fēng)電發(fā)展面臨的諸多挑戰(zhàn)，有必要革新海上風(fēng)電發(fā)展理念，創(chuàng)新海上風(fēng)電發(fā)展方式，為此，我們提出“三位一體、海陸協(xié)同”“產(chǎn)能融合、電氫耦合”兩種海上風(fēng)電主要開發(fā)模式，積極構(gòu)建海上風(fēng)電綜合供給消納體系。

一是“三位一體、海陸協(xié)同”發(fā)展模式。“三位一體、海陸協(xié)同”模式以滿足中東部負(fù)荷中心為對(duì)象，以海上風(fēng)電為主體，以沿?；痣?、多時(shí)間尺度儲(chǔ)能等調(diào)節(jié)電源為支撐，以超高壓、特高壓輸電通道為載體，按照源網(wǎng)荷統(tǒng)籌規(guī)劃、海陸電源協(xié)同運(yùn)行思路，將海上風(fēng)電供給消納范圍進(jìn)一步拓展至包括中部地區(qū)在內(nèi)的更廣區(qū)域，在滿足中東部地區(qū)電力電量雙重需求的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)海上風(fēng)電規(guī)?；_發(fā)和高水平消納。二是“產(chǎn)能融合、電氫耦合”發(fā)展模式。海洋產(chǎn)業(yè)包括海上風(fēng)電以及海上油氣開采、海上交通、海水制氫等多類用能產(chǎn)業(yè)。傳統(tǒng)方式下海上能源供給和消費(fèi)是不聯(lián)通的，海洋產(chǎn)業(yè)發(fā)展是割裂的?！爱a(chǎn)能融合、電氫耦合”模式的總體思路是依托海上清潔能源開發(fā)，充分挖掘海上負(fù)荷潛力，堅(jiān)持電力外送和海上就地利用并舉。其中核心在于“融合”，“融合”體現(xiàn)在以電氫為紐帶的產(chǎn)業(yè)銜接，體現(xiàn)在海上能源供需靈活互動(dòng)，也體現(xiàn)在包括油氣通道等基礎(chǔ)設(shè)施的復(fù)合利用。通過打造綠電生產(chǎn)、氫能制備、油氣儲(chǔ)輸于一體的海洋清潔能源產(chǎn)業(yè)圈，滿足沿海地區(qū)、海上負(fù)荷多元用能需求，實(shí)現(xiàn)海上風(fēng)電規(guī)?；⒏哔|(zhì)量發(fā)展。

為實(shí)現(xiàn)“三位一體、海陸協(xié)同”“產(chǎn)能融合、電氫耦合”，未來還需統(tǒng)籌風(fēng)能資源、海底輸電走廊、陸上調(diào)節(jié)性電源等因素，加快構(gòu)建以科技創(chuàng)新為核心、以科學(xué)統(tǒng)籌規(guī)劃為引領(lǐng)、以綜合能源輸送體系為依托、以清潔煤電儲(chǔ)能為支撐的海上風(fēng)電綜合供給消納體系。

以科技創(chuàng)新為核心，加快推進(jìn)深遠(yuǎn)海風(fēng)電技術(shù)創(chuàng)新和示范工程建設(shè)。提高全產(chǎn)業(yè)鏈裝備技術(shù)水平，全面提高風(fēng)電整體制造，海纜、塔筒、基礎(chǔ)等配套裝備，吊裝施工船舶等設(shè)備技術(shù)水平。形成完備的國(guó)產(chǎn)化產(chǎn)業(yè)鏈條，支撐千萬千瓦規(guī)模海上風(fēng)電增量開發(fā)。充分發(fā)揮新能源開發(fā)企業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新中的主體作用，協(xié)同攻關(guān)關(guān)鍵核心技術(shù)和“卡脖子”難題。重點(diǎn)開展50 公里以外海域風(fēng)資源開發(fā)、10 兆瓦以上超大型海上風(fēng)機(jī)制造、大容量、緊湊型遠(yuǎn)海風(fēng)電柔直送出技術(shù)，風(fēng)電機(jī)組與風(fēng)電場(chǎng)數(shù)字化智能化技術(shù)。

以科學(xué)統(tǒng)籌規(guī)劃為引領(lǐng)，合理配置海洋資源、輸電走廊和登陸點(diǎn)等資源要素，實(shí)現(xiàn)海上海下資源最優(yōu)化利用。海上風(fēng)電是典型陸域、海域均覆蓋的用海產(chǎn)業(yè)，不僅要考慮本體經(jīng)濟(jì)性，更應(yīng)合理利用海上、海下資源，統(tǒng)籌規(guī)劃陸域、海域資源。一是要建立深遠(yuǎn)海域風(fēng)資源高精度數(shù)據(jù)集，形成50 公里以外海域風(fēng)能資源圖譜；二是實(shí)現(xiàn)海域資源高效利用，相鄰海上風(fēng)電基地共享輸電路徑、電纜通道、岸線資源及登陸點(diǎn)資源等；三是提升單位面積海域發(fā)電效率，最大化區(qū)域能源保障、海洋開發(fā)、國(guó)防安全、領(lǐng)海保護(hù)等多重效益。

以綜合能源輸送體系為依托，打造以近海交流、深遠(yuǎn)海直流輸電為主、多種能源多元化輸送為輔的綜合能源輸送體系。安全可靠的電能輸送方式是海上風(fēng)電向深遠(yuǎn)海規(guī)模化發(fā)展的載體。當(dāng)前海上風(fēng)電送出多為離岸50 公里左右區(qū)域的交流輸電工程，為克服交流輸電容量限制及遠(yuǎn)距離充電功率問題，海上風(fēng)電將形成近海交流輸電、深遠(yuǎn)海柔性直流輸電相結(jié)合的主要送電模式。此外，柔性低頻輸電等先進(jìn)輸電技術(shù)已進(jìn)入工程示范階段，多端柔直、低頻輸電、新型組網(wǎng)技術(shù)等示范工程將逐步走向商業(yè)化應(yīng)用。隨著海上風(fēng)電綜合開發(fā)應(yīng)用，將形成電力輸送與氫能、油氣輸送相結(jié)合、以運(yùn)輸電池代替電力輸送等多元化電能輸送模式，為深遠(yuǎn)海風(fēng)電提供了更加經(jīng)濟(jì)高效的輸送手段。

以清潔煤電儲(chǔ)能為支撐，為海上風(fēng)電安全可靠接網(wǎng)、高水平消納提供支撐電源體系。沿海省份煤電裝機(jī)達(dá)到3.99 億千瓦，占全國(guó)煤電裝機(jī)比例達(dá)到35.9%；抽水蓄能電站容量2286萬千瓦，占全國(guó)抽水蓄能比例達(dá)到55%，可以為海上風(fēng)電提供充足的靈活性調(diào)節(jié)資源。為保障海上風(fēng)電高水平消納利用，一是將靈活性調(diào)節(jié)資源與海上風(fēng)電同步規(guī)劃建設(shè)、合理配置；二是加大力度開展火電深調(diào)改造工程，緩解海上風(fēng)電大規(guī)模接入壓力；三是依托現(xiàn)有輸電通道，開展海上風(fēng)電與陸上風(fēng)光火核等多種電能打捆送出，多措并舉提升海上風(fēng)電消納利用水平。

五、結(jié)束語

海上風(fēng)電是我國(guó)貫徹落實(shí)“雙碳”戰(zhàn)略的重要支撐力量，在我國(guó)新型能源體系中將扮演日益重要的角色。當(dāng)前，我國(guó)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)在取得重大成就的同時(shí)逐漸暴露出種種問題，這是任何一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大的必經(jīng)階段。面對(duì)機(jī)遇、面對(duì)挑戰(zhàn)，我們必須堅(jiān)持問題導(dǎo)向、堅(jiān)持系統(tǒng)思維、堅(jiān)持全局意識(shí)，在新型能源體系總體框架下謀劃海上風(fēng)電發(fā)展路徑，在海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略中統(tǒng)籌海上風(fēng)電總體布局，強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì)，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，推動(dòng)跨界融合，加快構(gòu)建海上風(fēng)電綜合供給消納體系。