關(guān)鍵詞：深遠海，浮式風電，產(chǎn)業(yè)鏈，標準體系，國際標準

0 引言

全球范圍內(nèi)海上風電的發(fā)展，不斷地從淺近海走向深遠海，特別是在歐洲和中國。歐洲是深遠海域海上風電的先行者。歐洲市場已經(jīng)完成建設(shè)漂浮式單立柱式風機20余臺，半潛式風機10余臺。多個海上風電強國也已在深遠海域進行布局。中國在深遠海上風電建設(shè)方面發(fā)展迅速，已經(jīng)成為全球海上風電裝機容量增長的主要驅(qū)動力之一[1-2]。其中，以“海油觀瀾號”為代表，海上風電項目在單臺風機功率、離岸距離、水深、單位兆瓦用鋼量等各項指標都處于國際先進水平[3-4]。

風電產(chǎn)業(yè)經(jīng)過多年的高速發(fā)展至今，近海風電資源開發(fā)已趨近飽和，深遠海海上風電已成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然選擇和新動力[5]。國家發(fā)展改革委等九部門聯(lián)合印發(fā)的《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》提出，要積極推動深遠海海上風電技術(shù)創(chuàng)新和示范應(yīng)用，不斷推進深遠海海上風電降本增效。因此，實現(xiàn)深遠海規(guī)模化、商業(yè)化發(fā)展，構(gòu)建先進的標準體系既是必要的，也是緊迫的。

1 國際標準

國際電工委員會（IEC）風能發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)委員會（TC 88 Wind energy generation systems）是專門負責風能發(fā)電系統(tǒng)相關(guān)國際標準化工作的技術(shù)委員會，也是全球各國制定風電國際標準的重要標準化平臺，其中WG3（Design requirements for offshorewind turbines）工作組承擔了海上風電設(shè)計要求相關(guān)標準[6]。IEC TS 61400-3-2：2019 Design requirementsfor floating offshore wind turbines這一部分規(guī)定了評估浮動式海上風力發(fā)電機組（FOWT）站點外部條件的額外要求，并規(guī)定了確保FOWT工程完整性的基本設(shè)計要求。在第一版發(fā)布后不久，技術(shù)委員會就啟動了修訂工作，將技術(shù)規(guī)范升級為標準，將于2024年度完成[7]。

國際標準化組織（ISO）有多個技術(shù)委員會涉及海上風電領(lǐng)域，其中船舶與海洋技術(shù)委員會（TC8 Ships and marine technology）發(fā)布兩項標準[8]，分別是Offshore wind energy系列的ISO 29400和ISO29404。前者為海上風電場的港口和海上作業(yè)提供了全面的規(guī)劃和工程要求及指導(dǎo)，以確保海上風電場在建設(shè)和運營過程中的港口和海上作業(yè)能夠高效、安全地進行；后者則規(guī)定了風力發(fā)電機組組件從供應(yīng)商到施工現(xiàn)場在施工階段以及維修和保養(yǎng)過程中，進行物理移動所需的啟動和控制信息的內(nèi)容和格式。

ISO TC 156（Corrosion of metals and alloys）金屬和合金的腐蝕技術(shù)委員會于2022年出版了國際標準ISO 24656，詳細規(guī)定了海上風電場結(jié)構(gòu)外部和內(nèi)部陰極保護的要求[9]。它適用于與海水或海底環(huán)境接觸的結(jié)構(gòu)及其附屬設(shè)備。這些要求旨在防止海上風電場結(jié)構(gòu)因海水腐蝕而受損，從而確保風電場的長期穩(wěn)定運行。此外，ISO TC 67 Oil and gasindustries including lower carbon energy（包括低碳能源在內(nèi)的石油和天然氣工業(yè)技術(shù)委員）下的海洋結(jié)構(gòu)分委會（SC 7 Offshore structures）工作范圍中包括了用于低碳/可再生能源生產(chǎn)的海上結(jié)構(gòu)（例如風力），但截至目前，尚未開展海上風電領(lǐng)域的標準化工作。

上述國際標準化組織發(fā)布的標準，并未將海上風電按照近海和遠海進行劃分。綜合分析，這些標準均適用于深遠海浮式風電，見表1。目前深遠海浮式風電領(lǐng)域國際標準數(shù)量較少，仍存在很多空白，遠未形成全球統(tǒng)一的產(chǎn)業(yè)和技術(shù)。

2 國外先進標準

2.1 美國標準化工作

國外海上風電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計人員，一般都具有海洋工程的經(jīng)驗，所使用的分析方法也主要是基于多年來形成的海洋油氣開發(fā)平臺技術(shù)。以美國石油學會（API）為代表的機構(gòu)，認為，鑒于天然氣和石油行業(yè)的相關(guān)企業(yè)積累了數(shù)十年的應(yīng)對復(fù)雜環(huán)境的海上運營經(jīng)驗，將現(xiàn)有的油氣行業(yè)標準應(yīng)用于海上風能領(lǐng)域是行業(yè)發(fā)展的自然進程[10]。API與海上運營商委員會（OOC）達成合作，雙方將共同為海上風能運營和資產(chǎn)開發(fā)建立安全管理體系，未來將形成海上風能相關(guān)標準和指導(dǎo)方針。其他方面，其直接將海洋工程的已有標準移植到海上風電領(lǐng)域。

美國船級社（ABS）在設(shè)計、建造和入級方面形成了4部標準，這些工作基本上都是2023年完成的，見表2。美國海上風電行業(yè)正處于快速發(fā)展階段，其首個商業(yè)規(guī)模海上風電場首批5臺風機2024年實現(xiàn)商業(yè)投運，但在標準化領(lǐng)域，并沒有大的動作。究其原因，一方面是認為依托墨西哥灣油氣開發(fā)成功的海洋工程經(jīng)驗，“無需重新發(fā)明輪子”，另一方面是海上風電產(chǎn)業(yè)鏈的限制，使得標準制修訂活動并不活躍。

2.2 挪威標準化工作

歐洲是全球海上風電的發(fā)源地，早在2009年，挪威在北海就建成全球首臺兆瓦級漂浮式風電樣機。目前，挪威的海上漂浮式風電項目已實現(xiàn)商業(yè)化運行[11]。與美國對海上風電標準化的思路不同，全球領(lǐng)先的海洋工程標準化機構(gòu)挪威船級社（DNV），則逐步構(gòu)建針對性的海上風電標準體系。

挪威在海上風電領(lǐng)域的標準化工作開展得廣泛而深入。截至2023年底，DNV已經(jīng)發(fā)布了30余項海上風電領(lǐng)域的標準，其中針對浮式風電有6項，見表3。這些標準涵蓋了基礎(chǔ)設(shè)計、結(jié)構(gòu)完整性、設(shè)備與系統(tǒng)、操作與維護、環(huán)保與安全、性能要求、測試與認證，為漂浮式風電的設(shè)計、建設(shè)和運營提供了全面的指導(dǎo)和要求。

總體而言，北海海上風電，特別是漂浮式風電先行所總結(jié)的經(jīng)驗，結(jié)合DNV在海洋工程裝備的技術(shù)積累，使得相關(guān)標準和指南在國際上具有較高的認可度和權(quán)威性，因此包括中國在內(nèi)的全球海上風電領(lǐng)域都在借鑒和使用。

3 中國標準

3.1 標準化組織

標準化組織在海上風電領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用，通過制定和實施國家和行業(yè)標準，促進風電技術(shù)的規(guī)范化、標準化和國際化發(fā)展，提高風電設(shè)備的安全性和可靠性。我國目前風電領(lǐng)域相關(guān)標準化組織主要有三個，見表4。

（1）全國風力發(fā)電標準化技術(shù)委員會（SAC/TC50）是我國風電國家標準歸口和管理的單位，其秘書處同時承擔IEC/TC 88的國內(nèi)技術(shù)對口單位。因此，IEC國際標準轉(zhuǎn)化為我國國家標準基本上都是這個委員會完成的。

（2）對于行業(yè)標準，基本上由NEA/TC 1，即能源行業(yè)風電標準化技術(shù)委員會歸口發(fā)布的。在海上風電領(lǐng)域，NEA/ TC 1發(fā)布了涵蓋了風電場規(guī)劃設(shè)計、施工安裝、運行維護、并網(wǎng)管理以及風電機械設(shè)備、電氣設(shè)備等專業(yè)的多項標準。

（3）中國船級社（CCS，也稱中國船檢局）致力于海上風電設(shè)施及相關(guān)工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范和標準制定，雖然不是嚴格意義的標準化組織，但其發(fā)布的指南和規(guī)范，在海上風電領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用和接受度，被視為通用標準。

盡管目前我國有多家團體標準化組織如中國海洋工程咨詢協(xié)會、中國電機工程學會、中國巖石力學與工程學會等，已發(fā)布涉及海上風電領(lǐng)域標準30余項，但都是以近海為主，尚未發(fā)布深遠海浮式風電相關(guān)標準。

3.2 國家和行業(yè)標準

海上浮式風電相關(guān)的國家標準可以分為兩個部分，一是對ISO和IEC國際標準的轉(zhuǎn)化，二是自主編制的國家標準。表5中所列的標準大部分是處于編制過程尚未正式出版的，即近年來，結(jié)合我國獨特海洋環(huán)境特征、行業(yè)內(nèi)科研成果和工程技術(shù)經(jīng)驗等形成的。與上述國外先進標準相比，我國在漂浮式風電領(lǐng)域的標準化工作并不落后，而是走在世界前列。

中國船級社（CCS）作為有政府背景的認證機構(gòu)，在海上風電標準化領(lǐng)域開展了廣泛而深入的工作。其根據(jù)國內(nèi)外海上浮式風機基礎(chǔ)的設(shè)計和建造經(jīng)驗，以及在審和已審的海上浮式風機平臺圖紙的審查經(jīng)驗，提出了海上浮式風機平臺及其附屬系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)和檢驗要求，發(fā)布了《海上浮式風機平臺指南》等文件[12]。

4 標準體系建設(shè)的建議

我國海上風能資源較為豐富，發(fā)展海上風電有特別的優(yōu)勢，并已成為全球海上風電累計裝機規(guī)模最大的國家，但尚未形成較完善的技術(shù)標準體系。在30多年的開發(fā)實踐中，海上風電產(chǎn)業(yè)逐步形成近海風能和深遠海風能開發(fā)兩條技術(shù)路線[13]。作為未來海上風電發(fā)展的重要方向，漂浮式風電技術(shù)得到越來越多的關(guān)注[14]，國內(nèi)外一些標準化組織也制定了針對性的標準。通過深入分析浮式風電國際標準、國外先進標準、國內(nèi)已有標準的現(xiàn)狀，結(jié)合我國海上風電產(chǎn)業(yè)的經(jīng)驗，提出標準體系建設(shè)的建議：

（1）關(guān)于深遠海浮式風電標準化工作，目前有觀點認為深水油氣工程技術(shù)覆蓋浮式風電70%以上的技術(shù)范疇，并具備推動相關(guān)技術(shù)實現(xiàn)有效移轉(zhuǎn)的可能性[15]，但就從業(yè)人員而言，海上風電的技術(shù)人員來自不同行業(yè)，具有海洋油氣開發(fā)浮式平臺設(shè)計經(jīng)驗的較少。深遠海浮式風電平臺涉及的技術(shù)復(fù)雜且獨特，需要專門的標準來確保技術(shù)的正確應(yīng)用與設(shè)備的穩(wěn)定運行，因此構(gòu)建一套完整的深遠海浮式風電標準體系是必要的。

（2）我國在深遠海風電領(lǐng)域技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展基本上與世界同步，標準化工作應(yīng)充分利用在陸上和近海海上風電建設(shè)積累的經(jīng)驗和優(yōu)勢。隨著全球漂浮式風電快速發(fā)展，從現(xiàn)在到2030年是關(guān)鍵時期[16]，應(yīng)加快形成標準體系，以“產(chǎn)業(yè)鏈”+“標準”來解決限制了我國漂浮式風電的大規(guī)模應(yīng)用的高成本問題。

（3）對于全球市場，我國深遠海浮式風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展并不落后。中國擁有完善的裝備制造體系，歐洲則具備先進的技術(shù)和豐富的項目經(jīng)驗，在雙方積極合作的同時，競爭也是不可避免的[17-18]。深遠海形成主流市場的時機應(yīng)在“十五五”期間。目前需要加快做好標準研制工作，才能保證在未來競爭中保持領(lǐng)先優(yōu)勢。

（4）漂浮式風電標準體系的建立，應(yīng)以產(chǎn)業(yè)鏈自主可控能力為目標，聚焦于大容量風電機組、遠距離柔性直流送電、支撐結(jié)構(gòu)、動態(tài)電纜、海上安裝等制約其實現(xiàn)大規(guī)模、批量化開發(fā)的技術(shù)，以及針對我國海域抗臺風，運維技術(shù)和配套裝備等方面[19]。

（5）深遠海域風電是海上風電未來發(fā)展的趨勢，但離岸距離遠使得電能可能因成本或技術(shù)限制無法進入電網(wǎng)[2 0]，因此漂浮式風電標準體系的建立，不能局限風電本身，而是通過“海上風電+”的融合發(fā)展模式，與油氣開發(fā)結(jié)合，與其他電力消納，如電制氫（氨）等能源綜合利用和能源外送技術(shù)相融合[21-22]。

（6）目前國際上統(tǒng)一的浮式海上風電標準體系尚未形成，國際標準有空白。浮式海上風電作為一種重要的清潔能源形式，全球市場規(guī)模的擴大必然伴隨著國際標準的需求。隨著我國技術(shù)進步、工程實踐的積累以及國際合作的加強，存在較多機會來牽頭主導(dǎo)深遠海浮式風電領(lǐng)域國際標準制定，為建立更加完善的國際標準體系貢獻中國經(jīng)驗和智慧。

5 結(jié)語

全球海上風電正穩(wěn)步邁向深遠海，構(gòu)建深遠海浮式風電標準體系顯得尤為關(guān)鍵，其緊迫性不容忽視。標準體系的建立，一方面要為我國漂浮式風電的規(guī)?；瘧?yīng)用提供堅實的支撐；另一方面，要助力與歐美國家在這一領(lǐng)域的競爭。我國在浮式風電產(chǎn)業(yè)鏈上占據(jù)優(yōu)勢地位，應(yīng)以標準為引領(lǐng)，提升我國在國際風電市場的核心競爭力。在深遠海浮式風電這一創(chuàng)新領(lǐng)域，針對國際標準化存在的空白點與薄弱環(huán)節(jié)，應(yīng)積極發(fā)揮單項技術(shù)優(yōu)勢，主動出擊，精心布局國際標準制定工作。盡早形成一套完整且具備前瞻性標準體系，對于推動我國深遠海浮式風電技術(shù)和裝備走向海外，提升我國在全球風電領(lǐng)域的影響力與話語權(quán)具有重要意義。