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海上風電裝機規模世界第一 發展海上風電優勢明顯

來源:人民日報海外版 2022-11-03 09:53中投網 A-A+

   10月29日,渤中海上風電A場址項目首批機組順利實現并網,發出了山東省平價海上風電首度綠電。

  發電效率比陸上風電高出20%-40%、利用小時數更高、更節約水資源和土地資源——近年來,海上風電開發越來越受到重視。

  國務院去年10月印發的《2030年前碳達峰行動方案》提出,堅持陸海并重,推動風電協調快速發展,完善海上風電產業鏈,鼓勵建設海上風電基地。一年來,海上風電發展如何?具體的開發技術難度有多高?能帶來多大的經濟效益?本報記者對此進行了采訪。

  海上風電裝機規模世界第一

  10月29日下午5時,距離山東省東營港20公里的渤海中部近海海域,一臺臺百米高的風電機組迎風矗立,風電機葉片悠悠旋轉。陸上集控中心大屏幕上,發電量數字開始跳動。“這是海上風電平價時代全國首個核準項目并網發電,也是山東省平價海上風電首度綠電。”山東能源渤中海上風電項目部副經理朱海飛興奮地說。

  朱海飛介紹,該項目由山東能源集團投資開發建設,總投資66.85億元,裝機容量501兆瓦,安裝60臺單機容量8.35兆瓦風電機組。“我們選用風電葉片長107米,比標準的足球場還要長2米,葉輪直徑220米,掃風面積相當于5.8個足球場面積,轉一圈發電19度。”朱海飛說,“項目每年可提供綠色電量16.98億度,等效節約標準煤51.9萬噸、減排二氧化碳125.77萬噸。”

  “海上風電是指在潮間帶、近海海域等主要區域建立風力發電場,將風能轉換為電能,是一種使用離岸風力能源的方式。”中國船舶集團所屬海裝風電股份有限公司黨委書記、董事長王滿昌介紹,中國是全球風電發展大國。全球風能理事會(GWEC)發布的統計數據顯示,自2010年開始,中國新增和累計風電裝機容量穩居全球首位,而在風電新增裝機中,中國海上風電的增長水平已經快于陸上風電。

  根據生態環境部10月27日發布的《中國應對氣候變化的政策與行動2022年度報告》,截至2021年底,中國可再生能源發電裝機達到10.63億千瓦,占總發電裝機容量的44.8%,海上風電裝機規模躍居世界第一。2021年,新吊裝海上機組2603臺,新增裝機容量達到1448.2萬千瓦,同比增長276.7%,主要分布在江蘇、廣東、浙江、福建、遼寧、山東和上海。

  不僅在規模上成就顯著,中國海上風電機組的質量也不斷提升。數據顯示,截至2021年底,所有吊裝的海上風電機組中,4.0MW(不含4.0MW)以下海上風電機組累計裝機容量占全部海上累計裝機容量的7.7%,比2020年下降了約10個百分點;4.0MW-5.0MW(不含5.0MW)機組占比33.4%,比2020年下降了約19個百分點;5.0MW及以上機組占比達到58.8%,比2020年增長了約29個百分點。

  “發展海上風電已成為大勢所趨。中國海上風能資源豐富、開發潛力巨大,對保障能源安全、推進綠色低碳發展、實現‘雙碳’目標具有重要意義。”王滿昌說。

  發展海上風電優勢明顯

  與陸上風相比,從海上吹來的風有哪些優勢?

  王滿昌解釋,相較于陸上風電,海上風電具有資源豐富、發電利用小時數高、不占用土地、不消耗水資源和適宜大規模開發等優勢。

  “海上風電具有風能資源的能量效益比陸地風電場高,平均空氣密度較高,發電效率好,普遍數據年度發電量能多出20%到40%左右。”王滿昌說,“海上風湍流強度小、風切變小,受地形和氣候的影響也比陸上更小。此外,海上風電場建設受噪音、景觀、電磁波等問題的限制少,也不占用陸上土地資源。”

  國務院發展研究中心企業研究所企業評價研究室主任周健奇介紹,中國發展海上風電具有天然的資源和市場優勢。

  首先,中國海域廣闊,海上風能豐富,但陸上風能資源不均衡,大部分地區是低風速區域。“從總量來看,我國風能資源是豐富的。”周健奇說,“但如果從結構來看,豐富的風能資源主要分布在西北、東北、華北地區,其中又以內蒙古、新疆、甘肅為主。其他大部分地區是平均風速在3m/s至5m/s的低風速區域。”

  其次,中國電力消費保持了較快增速,但陸上風能豐富的地區遠離電力主消費地,存在消納難的問題。“海上風電可以解決陸上風電面臨的‘產’與‘消’的矛盾,因為我國很多用電大省是臨海的。”周健奇說,“因此,海上風電隨著投資和運維成本的不斷下降,呈現出了較快發展的趨勢。”

  海上風電雖好,但建造難度大、技術要求高。王滿昌說,海上風電產業鏈復雜,上游主要是原材料供應和風機設備生產,其中風機設備為關鍵領域,可分為風機機組和輔助設備兩部分,風機機組包括葉片、發電機、齒輪箱、變流器、塔筒等關鍵零部件,輔助設備則包括風機基礎、海底電纜、海上升壓站和陸上升壓站。“因此,建造成本高,十分耗費人力和物力。”王滿昌說,“對整機而言,防腐蝕是關鍵的技術因素,在芯片和軟件設計方面的通用技術也難以突破。此外,電網建設配套成本相比陸上風電也更高。”

  “向海爭風”的一大支撐是海洋高端裝備研發制造能力的迅速提升。近期,許多“全國首個”“全球最大”亮相海上風電領域——10月13日,13.6兆瓦大容量海上風電機組成功下線,該機組是目前全球范圍內葉輪直徑最大、亞太地區單機容量最大的風電機組;9月28日,中國船舶集團旗下黃埔文沖公司成功交付全國首艘2000噸風電安裝平臺“白鶴灘”號,它是中國首艘符合第四代海風裝備功能標準,能實現自升、自航、深遠海等一體化綜合施工作業要求的風電安裝平臺,為中國海上風電向深遠海進軍提供了又一重要利器……“一系列新機組、新產品的落地,說明國內企業的建造能力在這些方面已有突破,與國際領先水平差距越來越小。”周健奇說。

  未來仍需加大創新力度

  發展海上風電意義重大。周健奇介紹,一是有助于優化中國能源結構,提升新興清潔能源發電比重,加快再電氣化進程;二是可以緩解臨海大城市用電壓力和環境壓力,解決遠離陸地海島的用電難題;三是可以成為中國高端裝備技術創新的一個突破口,促進中國工業整體技術創新。

  近年來,中國海上風電行業相關國家政策接連推出,沿海地區多個省份海上風電規劃及支持政策陸續出臺,政策重點包括鼓勵海上風電技術進步、推動海上風電裝機應用等,保障了行業快速健康發展。其中,《廣西能源發展“十四五”規劃》提出,將加強核電、抽水蓄能、清潔煤電、天然氣發電等保供能力較強的清潔電源布局,逐步建設千萬千瓦級海上風電集群;《海南省風電裝備產業發展規劃(2022-2025年)》顯示,海南正加快打造海上風電裝備制造基地,一批海上風電及相關裝備制造項目相繼開工建設,總投資135億元。

  未來,中國海上風電將如何更好發展?

  “中國海上風電產業迅速壯大,整體行業逐漸發展成熟,將向規;、連片開發與深遠海演變。深遠海運維模式和裝備能力提升將是下一階段發展重點,將有更多的深遠海運維模式和裝備出現,以實現運維效率的最大化。”王滿昌說,“由于技術上的要求更高,就更需要企業加強自主創新能力,推動這一產業加速發展。”

  周健奇介紹,今后,海上風電發展仍需加大創新力度。“風電企業不僅要參與行業內的國際競爭,還面臨不同電源之間的競爭。”周健奇說,企業布局海上風電憑借的是實力,創新的方向有兩個:一是制造技術創新,可發揮龍頭帶動作用,支持優秀企業建立智能實驗平臺,集中資源聯合上下游突破工業基礎短板,加速尚不成熟國產風電產品的國產化進程;二是管理創新,特別要強化供應鏈管理能力,從制造向集成服務轉型。

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