隨著海上風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展,其成本正在逐步下降,這也使得海上風(fēng)電從近海、淺海逐漸向遠(yuǎn)海、深海過渡。相較于陸上風(fēng)電,較高的成本和安裝的復(fù)雜性對于海上風(fēng)電目前發(fā)展來說仍是一個相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。
近年來,海上漂浮式風(fēng)電熱度持續(xù)升溫,各大能源企業(yè)紛紛在此領(lǐng)域布局。事實上,一些歐美國家早在約二十年前就已經(jīng)開始開發(fā)用于海上承載風(fēng)機的浮動平臺結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)的海上風(fēng)力發(fā)電裝置不同,浮動式風(fēng)力發(fā)電機組不需要在海底打樁再架起來,而是將其建在浮動平臺結(jié)構(gòu)上,由錨泊系統(tǒng)固定在海床上,它們之間會利用電纜連接,最終通過一條輸出電纜將產(chǎn)生的電力輸送到陸上電網(wǎng)。
全球風(fēng)能理事會統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,截至2019年底,全球共安裝了65.7兆瓦的漂浮式海上風(fēng)機,分布于英國、日本、葡萄牙、挪威和法國。
全球海上漂浮式海上風(fēng)電項目累計裝機(2009-2020)
全球完成或在建漂浮式海上風(fēng)電項目
行業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,在迄今為止的示范活動的基礎(chǔ)上,有一系列的試點項目將進(jìn)一步展示漂浮式風(fēng)電的設(shè)計技術(shù)和商業(yè)可行性,以及作為支撐基礎(chǔ)設(shè)施和組件技術(shù)。目前,漂浮式風(fēng)電主要發(fā)展區(qū)域仍集中在歐洲,美國和日本有部分示范項目。
即將進(jìn)行的試點項目
根據(jù)Carbon Trust新發(fā)布的“浮動式風(fēng)電聯(lián)合產(chǎn)業(yè)項目”(JIP)第二階段摘要報告中的預(yù)測,到2040年,全球預(yù)計將安裝70吉瓦的浮動式海上風(fēng)電。
報告指出,目前,雖然歐洲已有少量漂浮式海上風(fēng)電示范項目,但尚無大型漂浮式海上風(fēng)場。技術(shù)挑戰(zhàn)仍然存在于四個主要領(lǐng)域:渦輪機需求和基礎(chǔ)擴(kuò)展;以及重型升降機海上作業(yè);動態(tài)輸出電纜;監(jiān)控和檢查。盡管面臨這些挑戰(zhàn),但報告得出結(jié)論認(rèn)為,浮動式風(fēng)電技術(shù)具有巨大的增長潛力。
其中,部分企業(yè)已經(jīng)憑借自身優(yōu)勢走在了前列:
挪威石油和天然氣集團(tuán)成立于1972年,是世界上最大的原油供應(yīng)商之一和天然氣供應(yīng)商。2018年將Statoil更名Equinor并啟用新LOGO,轉(zhuǎn)型可再生能源。Equinor是全球首個漂浮式海上風(fēng)電商業(yè)項目Hywind Scotland的開發(fā)商,該項目由五臺6MW風(fēng)電機組成,總裝機容量30MW,可為約36,000家英國家庭供電。2019年11月,Equinor公司公布,將投資約5.5億美元建造全球首個為石油平臺供電的海上漂浮式風(fēng)電項目Hywind Tampen。
自2018年建成以來,Ideol 2MW Floatgen漂浮式試驗風(fēng)機已高效運行了2年。根據(jù)該企業(yè)公布的信息顯示,Ideol阻尼池漂浮式基礎(chǔ),是一種混凝土重力基礎(chǔ)技術(shù)(CGF),充分利用混凝土及其所依賴的水泥的柔韌性和強度,可以最大限度降低成本,捕獲遠(yuǎn)海風(fēng)能,且混凝土基礎(chǔ)比鋼制基礎(chǔ)更低碳。全球80%以上的海上風(fēng)能資源位于60m以上的深度,F(xiàn)loatgen項目估計,到2030年,法國的漂浮式海上風(fēng)電裝機可達(dá)6GW,可替代3.6個核電廠。
上述企業(yè)只是冰山一角。英國政府支持的研發(fā)機構(gòu)ORE Catapult早前就宣布聯(lián)合全球10家能源巨頭組成漂浮式海上風(fēng)電卓越中心(FOWCoE),共同推動漂浮式海上風(fēng)電商業(yè)化。這10家能源巨頭為殼牌、道達(dá)爾、法國電力、Equinor(原挪威石油)、葡萄牙電力、ESB、Mainstream、ScottishPower Renewables、SSE Renewables、OWPL。
全球風(fēng)能理事會(GWEC)宣布與行業(yè)內(nèi)多家重點企業(yè)及機構(gòu)成立專門工作組,以推動漂浮式海上風(fēng)電的發(fā)展。
根據(jù)目前已規(guī)劃的項目,GWEC預(yù)測到2030年將會有6.2吉瓦的漂浮式海上風(fēng)機投入使用,但如果相關(guān)成本下降的趨勢加快,屆時的裝機有可能達(dá)到19吉瓦。
漂浮式海上風(fēng)電工作組主席Henrik Stiesdal說:“隨著多個項目在全球各市場的落地,漂浮式風(fēng)電的發(fā)展正迎來轉(zhuǎn)折點。我們要整合多方力量,分享來自不同市場的經(jīng)驗,只有加快技術(shù)進(jìn)步實現(xiàn)成本下降,才能確保產(chǎn)業(yè)的成功。這個工作組將成為重要的交流平臺,為新市場提供最佳實踐,以保證這個全新領(lǐng)域的潛力得到充分的發(fā)掘。”
GWEC首席執(zhí)行官Ben Backwell補充道:“海上風(fēng)電是能源轉(zhuǎn)型的重要驅(qū)動力,行業(yè)內(nèi)預(yù)計到2050年全球海上風(fēng)電裝機將達(dá)到1400吉瓦。開發(fā)漂浮式風(fēng)電是實現(xiàn)這個目標(biāo)的關(guān)鍵一環(huán),因為這項技術(shù)讓深水海域也能安裝風(fēng)機,從而使得可利用風(fēng)資源提高了十倍。我們很高興地看到建設(shè)了全球第一個漂浮式風(fēng)電項目的Henrik Stiesdal將領(lǐng)導(dǎo)這個工作組,相信通過他及工作組其他成員的經(jīng)驗和遠(yuǎn)見,我們能夠解決漂浮式風(fēng)電領(lǐng)域所面對的緊迫問題,從而為海上風(fēng)電的發(fā)展掀開一個新的紀(jì)元。”
(數(shù)據(jù)來源:歐洲海上風(fēng)電、風(fēng)能專委會、全球風(fēng)能理事會、Carbon Trust、Windpower Monthly)