摘要：

近年來，全球漂浮式海上風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模增長較快，但項(xiàng)目建設(shè)成本高昂，為掌握項(xiàng)目成本水平，摸清成本變化趨勢，梳理了中歐地區(qū)漂浮式海上風(fēng)電項(xiàng)目成本數(shù)據(jù)，解析雙方項(xiàng)目建設(shè)成本，剖析項(xiàng)目間的成本差異與影響因素，預(yù)測其在2022，2030，2040年的建設(shè)投資與平準(zhǔn)化度電成本與未來雙方成本的變化趨勢。研究結(jié)果表明：2022年中國項(xiàng)目成本高于歐洲，中國為138歐元/（MW·h），歐洲預(yù)計(jì)為137歐元/（MW·h），但中國成本下降速率快于歐洲。2030年、2040年中國項(xiàng)目成本將顯著低于歐洲，2030年中國為64歐元/（MW·h）、歐洲預(yù)計(jì)為72歐元/（MW·h）；2040年中國為50歐元/（MW·h）、歐洲預(yù)計(jì)為57歐元/（MW·h）。研究成果可為中歐漂浮式海上風(fēng)電降本增效提供參考。

關(guān)鍵詞：

漂浮式海上風(fēng)電； 平準(zhǔn)化度電成本； 建設(shè)成本； 成本差異

中圖法分類號：TK89

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2024.07.012

文章編號：1006-0081（2024）07-0070-04

0 引 言

為盡快掌握漂浮式海上風(fēng)電技術(shù)，大多沿海國家均布局漂浮式海上風(fēng)電試驗(yàn)項(xiàng)目，部分項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化應(yīng)用［1］。2009年，全球首個(gè)漂浮式海上風(fēng)電樣機(jī)單位千瓦造價(jià)約11.7萬元。2017年，首個(gè)商業(yè)化漂浮式海上風(fēng)電項(xiàng)目單位千瓦造價(jià)約5.99萬元。2023年泰彭海風(fēng)（Hywind Tampen）項(xiàng)目單位千瓦投資約3.65萬元，實(shí)現(xiàn)了成本迅速下降，預(yù)測到2025年建設(shè)成本將下降40%左右，單位千瓦投資將降至1.5萬～2.0萬元，具備平價(jià)上網(wǎng)條件［2］。

本文通過與相關(guān)公司溝通，收集了中國、歐洲當(dāng)前漂浮式海上風(fēng)電工程的成本數(shù)據(jù)，系統(tǒng)梳理雙方項(xiàng)目的建設(shè)成本，將雙方商業(yè)化項(xiàng)目以500 MW裝機(jī)容量為模型，對其建設(shè)成本進(jìn)行模擬，并從成本差異與影響因素的維度分析雙方差異。通過預(yù)測雙方在2022，2030，2040年的建設(shè)投資與平準(zhǔn)化度電成本，研判未來雙方成本態(tài)勢，研究成果可助力漂浮式海上風(fēng)電提質(zhì)降本研究，以早日實(shí)現(xiàn)商業(yè)化、規(guī)?；l(fā)展。

1 成本解析

1.1 中國已實(shí)施項(xiàng)目成本

2021年7月至2023年5月，中國共建造了3個(gè)浮式樣機(jī)項(xiàng)目，分別為三峽引領(lǐng)號、海裝扶搖號、海油觀瀾號。經(jīng)研究，三峽引領(lǐng)號總投資預(yù)估32 500萬元、單位千瓦投資5.91萬元。海裝扶搖號總投資預(yù)估35 000萬元，單位千瓦投資5.64萬元，相比三峽引領(lǐng)號單位千瓦投資，下降幅度為4.6%。海油觀瀾號總投資預(yù)估為35 300萬元，單位千瓦投資為4.87萬元，相比海裝扶搖號單位千瓦投資，下降幅度為13.6%。中國浮式樣機(jī)成本見表1。

1.2 中國模擬項(xiàng)目成本

依據(jù)中國漂浮式海上風(fēng)電技術(shù)現(xiàn)狀、工藝水平，研判2025年中國規(guī)模化、商業(yè)化項(xiàng)目成本水平，以單機(jī)容量20 MW機(jī)組、裝機(jī)容量500 MW項(xiàng)目為模型，模擬其成本費(fèi)用。依據(jù)模擬結(jié)果，總投資為1 255 352萬元，單位千瓦投資為25 107元，風(fēng)機(jī)、浮式基礎(chǔ)、系泊和錨固系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)電纜和施工安裝占比分別為11.86%，30.80%，23.10%，8.56%和25.67%，浮式基礎(chǔ)、系泊和錨固系統(tǒng)、施工安裝占比較大，模擬項(xiàng)目成果見表2。

1.3 歐洲已實(shí)施項(xiàng)目成本

2009年全球首個(gè)漂浮式海上風(fēng)電樣機(jī)海風(fēng)一（Hywind I）項(xiàng)目，單位千瓦投資約11.7萬元。2011年漂浮風(fēng)一（WindFloat I）樣機(jī)項(xiàng)目，單位千瓦投資約8.28萬元，此后開發(fā)成本逐步下降。2017年，蘇格蘭海風(fēng)（Hywind Scotland）作為首個(gè)商業(yè)化漂浮式海上風(fēng)電項(xiàng)目，單位千瓦投資約5.99萬元［2］。

2023年泰彭海風(fēng)（Hywind Tampen）項(xiàng)目，總投資約合人民幣34.5億元，單位千瓦投資約3.65萬元。項(xiàng)目單位投資由2009年的11.71萬元/kW下降至2023年的3.65萬元/kW，相鄰項(xiàng)目下降幅度在0.2%～29.0%［2］，歐洲浮式樣機(jī)及項(xiàng)目成本成果見表3，其中總投資為測算值。

1.4 歐洲模擬項(xiàng)目成本

歐洲在漂浮式海上風(fēng)電方面技術(shù)先進(jìn)、產(chǎn)業(yè)鏈完善，結(jié)合行業(yè)發(fā)展趨勢，分析2025年歐洲規(guī)?；?、商業(yè)化項(xiàng)目成本水平，同樣以單機(jī)容量20 MW機(jī)組、裝機(jī)容量500 MW項(xiàng)目為模型，模擬其成本費(fèi)用。依據(jù)其模擬結(jié)果，總投資為16 641百萬歐元，單位投資為3 328歐元/kW，折合人民幣約24 128元/kW，風(fēng)機(jī)、浮式基礎(chǔ)、系泊和錨固系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)電纜和施工安裝占比分別為24.00%，24.80%，18.60%，4.70%和27.89%，風(fēng)機(jī)、浮式基礎(chǔ)、施工安裝占比較大。歐洲模擬項(xiàng)目成本見表4，其中模擬成本為預(yù)測值。

2 成本差異及影響因素分析

2.1成本差異

歐洲在漂浮式海上風(fēng)電技術(shù)開發(fā)、施工應(yīng)用方面積累了較為豐富的經(jīng)驗(yàn)，隨著技術(shù)水平進(jìn)步、大容量單機(jī)機(jī)組的采用、商業(yè)化發(fā)展應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)鏈配套成熟完善等，建設(shè)成本快速下降。中國起步較晚，正設(shè)立樣機(jī)進(jìn)行探索研究，缺乏商業(yè)化項(xiàng)目建設(shè)的工程設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營和成本優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)，成本相對較高。雙方成本差異顯著，主要體現(xiàn)在以下5個(gè)方面。

（1） 浮式風(fēng)機(jī)成本占比歐洲較高，約為中國的兩倍。中國浮式風(fēng)機(jī)成本占比11.86%，歐洲占比24%，歐洲漂浮式風(fēng)機(jī)以西門子和維斯塔斯兩家為主，市場競爭相對平穩(wěn)，價(jià)格企穩(wěn)。中國浮式風(fēng)電雖處于起步階段，但中國風(fēng)機(jī)廠商較多，競爭激烈，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)價(jià)格不斷探底［3］。

（2） 浮式基礎(chǔ)成本占比較高，中歐差異相對較大。中國浮式基礎(chǔ)成本占比30.80%，歐洲占比24.80%，中國處于樣機(jī)驗(yàn)證階段，設(shè)計(jì)相對保守，浮式基礎(chǔ)尺寸偏重，建造成本相對歐洲偏高。歐洲技術(shù)先進(jìn)、研發(fā)實(shí)力強(qiáng)、制造工藝水平高［3］。

（3） 受水深影響，中國系泊和錨固系統(tǒng)成本占比較高。中國占比23.10%，歐洲占比18.60%。中國樣機(jī)工程分布在近海水深較淺海域，歐洲項(xiàng)目主要布設(shè)在水深約200～300 m左右的海域，水深對成本影響較大，當(dāng)水深較淺時(shí)，成本反而增大。

（4） 中國動(dòng)態(tài)電纜成本占比較高。歐洲動(dòng)態(tài)海纜施工技術(shù)先進(jìn)、制造工藝成熟、船機(jī)資源豐富，單位投資小、占比低。

（5） 兩地區(qū)施工安裝技術(shù)水平接近。中國占比25.67%，歐洲占比27.89%。中國施工安裝技術(shù)經(jīng)驗(yàn)豐富，施工船機(jī)資源豐富，競爭激烈，歐洲產(chǎn)業(yè)鏈配套完善、設(shè)備先進(jìn)，雙方成本水平接近［3］。

2.2 項(xiàng)目成本差異影響因素

（1） 行業(yè)競爭格局各異。歐洲漂浮式風(fēng)機(jī)主要由西門子和維斯塔斯等頭部設(shè)備廠商供貨，優(yōu)勢明顯。中國風(fēng)機(jī)設(shè)備制造商多，導(dǎo)致市場競爭激烈，價(jià)格跳水嚴(yán)重［4］。

（2） 產(chǎn)業(yè)鏈成熟度不一。中國漂浮式海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱，浮體結(jié)構(gòu)、系泊系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)海纜等產(chǎn)業(yè)稀缺，浮式風(fēng)機(jī)驗(yàn)證處于起步階段，產(chǎn)業(yè)鏈成熟度低。歐洲行業(yè)發(fā)展較早，風(fēng)機(jī)生產(chǎn)集中于頭部風(fēng)電設(shè)備商，已研發(fā)并商業(yè)應(yīng)用大兆瓦浮式機(jī)組，配套產(chǎn)業(yè)鏈布局較早，技術(shù)水平、專業(yè)性能、質(zhì)量可靠度等均行業(yè)領(lǐng)先［4］。

（3） 技術(shù)創(chuàng)新水平差異。歐洲設(shè)計(jì)與裝備制造水平先進(jìn)，技術(shù)能力高，浮式基礎(chǔ)技術(shù)百花齊放，型式多種多樣，持續(xù)涌現(xiàn)新技術(shù)、新方案，系泊纜有懸鏈、復(fù)合纜等方案成熟。中國已建樣機(jī)均采用半潛式基礎(chǔ)和懸鏈方案，技術(shù)型式單一［5］。

（4） 大兆瓦、規(guī)?；瘧?yīng)用影響。按照常理，風(fēng)機(jī)單機(jī)容量與裝機(jī)規(guī)模愈大，單位容量成本愈低［5］。歐洲發(fā)展進(jìn)程快，其單位投資已降至3.65萬元/kW。中國樣機(jī)單位投資雖下探至4.87萬元/kW，但相比歐洲泰彭海風(fēng)（Hywind Tampen）項(xiàng)目，存在近1.2萬元/kW的成本差距。

（5） 建設(shè)條件不同。中國沿海臺(tái)風(fēng)頻發(fā)，極端條件惡劣，水深條件不足，配套設(shè)施欠缺。歐洲項(xiàng)目水深普遍大于中國，海況條件好，有設(shè)施完善的配套港口、碼頭［6］。

（6） 政府支持力度。歐洲對漂浮式海上風(fēng)電給予獨(dú)立上網(wǎng)電價(jià)或項(xiàng)目補(bǔ)貼等扶持政策。中國海上風(fēng)電已平價(jià)上網(wǎng)，未對漂浮式海上風(fēng)電提出專門性補(bǔ)貼政策。

3 中歐建設(shè)投資、平準(zhǔn)化度電成本變化

3.1 中國項(xiàng)目建設(shè)投資

項(xiàng)目建設(shè)投資通常包括風(fēng)機(jī)、浮式基礎(chǔ)、系泊錨固系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)海纜、運(yùn)輸施工及安裝等?；诟∈斤L(fēng)機(jī)國產(chǎn)化、浮式基礎(chǔ)制造工藝、施工船機(jī)資源等方面，預(yù)測中國項(xiàng)目建設(shè)投資將由2022年的42 971元/kW降至2030年的21 181元/kW，進(jìn)而下降至2040年的16 239元/kW，下降幅度分別為51%和23%，降幅較為明顯，預(yù)測建設(shè)投資值見表5和圖1。

3.2 歐洲項(xiàng)目建設(shè)投資

基于大兆瓦風(fēng)機(jī)開發(fā)、新型浮式基礎(chǔ)、共享系泊技術(shù)、規(guī)模化發(fā)展等方面，預(yù)測歐洲項(xiàng)目建設(shè)投資將由2022年的5 548歐元/kW（約合人民幣3.9萬元/kW）降至2030年的3 362歐元/kW（約合人民幣2.4萬元/kW），進(jìn)而下降至2040年的2 808歐元/kW（約合人民幣2萬元/kW），下降幅度分別為39%和16%，降幅較為明顯。歐洲項(xiàng)目建設(shè)投資變化值見表6，投資組成見圖2［7］。

3.3 中歐平準(zhǔn)化度電成本

平準(zhǔn)化度電成本（LCoE）是衡量一個(gè)風(fēng)電場在其生命周期內(nèi)的平均凈發(fā)電成本，所有與建設(shè)和運(yùn)營期有關(guān)的成本都按照單位發(fā)電量（MW·h）進(jìn)行折算。對于2022年漂浮式海上風(fēng)電LCoE，中國為138歐元/（MW·h），歐洲預(yù)計(jì)為137歐元/（MW·h），中國高于歐洲，但成本下降幅度更大。到2030年，中國為64歐元/（MW·h），歐洲預(yù)計(jì)為72歐元/（MW·h）。到2040年，中國為50歐元/（MW·h），歐洲預(yù)計(jì)為57歐元/（MW·h）［7］，中歐兩國對比見圖3。

4 結(jié) 論

近年來，固定式海上風(fēng)電成本大幅降低，漂浮式海上風(fēng)電將遵循類似的成本下降規(guī)律。相比于固定式海上風(fēng)電的成本構(gòu)成，漂浮式海上風(fēng)電施工安裝成本占比更小，但增加了浮式基礎(chǔ)壓載系統(tǒng)、系泊與錨固系統(tǒng)成本。雖然漂浮式海上風(fēng)電成本高，但降本路徑與方向清晰，資源開發(fā)潛力大，產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)扎實(shí)。隨著行業(yè)發(fā)展、成熟，未來成本將不斷降低。

當(dāng)前中國樣機(jī)成本在（4.8萬～5.9萬）/kW，歐洲項(xiàng)目成本水平已達(dá)3.65萬/kW，歐洲項(xiàng)目建設(shè)成本普遍低于中國。通過分析中歐雙方模擬項(xiàng)目的成本水平與構(gòu)成，反映雙方在成本構(gòu)成上差異較大，浮式基礎(chǔ)、動(dòng)態(tài)海纜、系泊與錨固系統(tǒng)的占比方面，中國高于歐洲，而風(fēng)機(jī)、施工安裝的占比方面，歐洲比重高于中國。導(dǎo)致中歐漂浮式海上風(fēng)電項(xiàng)目成本差異的影響因素主要有行業(yè)競爭格局各異、產(chǎn)業(yè)鏈成熟度不一、技術(shù)創(chuàng)新水平差異、大兆瓦與規(guī)模化應(yīng)用影響、建設(shè)條件不同、政府支持力度6個(gè)方面。

經(jīng)研究，2022年漂浮式海上風(fēng)電建設(shè)投資與平準(zhǔn)化度電成本，中國高于歐洲，但中國成本下降速率快于歐洲，2030年、2040年中國將顯著低于歐洲。

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（編輯：張 爽）

Study on cost comparison and variation trend of floating offshore wind power between China and Europe

LIU Gongpeng1，YANG Yufei2，YANG Cuilan1，XIE Yuetao2

（1.PowerChina Zhongnan Engineering Corporation Limited，Changsha 410014，China； 2.China Renewable Energy Engineering Institute，Beijing 100120，China）

Abstract：

In recent years，the wind turbine installation scale of floating offshore wind power in the world has increased rapidly. However，the construction cost of the project is high. In order to grasp the cost level and find out the cost change trend，we combed the cost data of floating offshore wind power projects between China and Europe，analyzed the construction cost of both projects in detail，deeply analyzed the cost differences and influencing factors of both projects，predicted the construction investment and leveling electricity cost of both sides in 2022，2030 and 2040，and pointed out the changing trend of both sides′ costs in the future. The results showed that the project cost of China is higher than that of Europe in 2022，which is 138 EUR/（MW·h），and Europe is expected to be 137 EUR/（MW·h），but the cost of China is falling faster than that of Europe. The project cost of China will be significantly lower than that of Europe in 2030 and 2040. In 2030，the cost will be 64 EUR/（MW·h） in China and 72 EUR/（MW·h） in Europe. In 2040，the cost will be 50 EUR/（MW·h） in China and 57 EUR/（MW·h） in Europe. The research results can provide data support for reducing cost and increasing efficiency of floating offshore wind power in China and Europe.

Key words：

floating offshore wind power； leveling electricity cost； construction cost； cost difference