中國儲能網(wǎng)訊：發(fā)展海上風電不僅有助于能源低碳轉型，還將加強能源供應安全。當前，越來越多的國家把目光投向海上風電，海上風電行業(yè)正迎來大規(guī)?？焖侔l(fā)展的新時代，發(fā)展?jié)摿薮蟆Ｊ澜玢y行數(shù)據(jù)顯示，全球可用的海上風電資源超過7.1萬吉瓦。全球風能理事會（GWEC）發(fā)布的《全球風能報告2022》稱，未來5年全球海上風電年均復合增長率預計達8.3%，2022-2026年累計新增裝機量將超90吉瓦。同時，全球海上風電項目的投資增速較快。國際能源署（IEA）發(fā)布的《世界能源投資報告2022》稱，2021年海上風電直接投資仍在500億美元以上。全球海上風電市場規(guī)?？焖贁U張的同時，也使海上風電行業(yè)呈現(xiàn)一些新的趨勢。
一、全球海上風電市場概況
（一）新增裝機保持強勁增長勢頭
得益于技術進步和商業(yè)模式創(chuàng)新，風能行業(yè)正在快速發(fā)展。GWEC發(fā)布的《全球風能報告2022》指出，2021年，全球海上風電新增裝機容量21.1吉瓦，同比增長兩倍，在全球新增風電裝機的比重達22.5%，創(chuàng)歷史最大增幅。截至2021年底，全球海上風電累計裝機容量達57吉瓦，同比增長58%，海上風電在全球風電總裝機中的占比上升到7%。
從區(qū)域分布看，中國成為海上風電累計裝機規(guī)模最大的國家。數(shù)據(jù)顯示，2021年，中國海上風電新增裝機1690萬千瓦，占全球新增海上風電裝機的80%；累計裝機2777萬千瓦，躍居世界第一。
（數(shù)據(jù)來源：GWEC）
圖1 截至2021年底各國海上風電累計裝機占比情況
（數(shù)據(jù)來源：GWEC）
圖2 2021年各國海上風電新增裝機占比情況
（二）多國加速布局海上風電項目
目前，多國政府已把布局海上風電看作實現(xiàn)能源安全與轉型，以及低碳目標的重要途徑，并制定了雄心勃勃的裝機目標。近期，歐洲、亞洲、北美洲等地區(qū)主要國家加大對海上風電項目的投入和建設。
在歐洲，今年以來，受地緣局勢影響，為保障能源安全，多國調整能源政策、加大可再生能源部署，地區(qū)光伏、風電裝機需求維持旺盛。英國發(fā)布的《能源安全戰(zhàn)略》提出，到2030年英國海上風電裝機容量的目標從之前的40吉瓦提高到50吉瓦。挪威公布的海上風電相關計劃提出，到2040年開發(fā)30吉瓦海上風電裝機容量，這幾乎相當于挪威目前的總裝機容量。丹麥、德國、比利時與荷蘭的政府首腦在“北海海上風電峰會”上聯(lián)合簽署聯(lián)合聲明，承諾到2050年，將四國的海上風電裝機增加近10倍，從目前的16吉瓦提高到150吉瓦；到2030年，海上風電裝機總量將達到65吉瓦。
在亞洲，中國在全球綠色浪潮與“雙碳”目標的雙重驅動下，海上風電發(fā)展迅速，裝機規(guī)模躍居世界第一。除中國外，日本、韓國、越南等國近年來也加快布局，到2030年計劃裝機量合計將超過25吉瓦。
在北美地區(qū)，美國提高了對海上風電部署的戰(zhàn)略關注度，計劃到2030年部署30吉瓦、到2050年達到110吉瓦的海上風電裝機容量。
（三）全球市場競爭新格局基本形成
從全球市場競爭格局來看，根據(jù)彭博新能源財經(jīng)（BNEF）公布的2021年全球風電整機商排名，維斯塔斯（Vestas）、金風科技、西門子歌美颯（Siemens Gamesa）分列全球前三位，總計裝機容量占全球市場份額的36%。遠景能源穩(wěn)居全球第四，出口量大幅增長，通用電氣（GE）緊隨其后位列第五。在全球排序前十名的整機制造商中，中國風電企業(yè)占據(jù)六個席位，累計裝機規(guī)模在全球年度新增規(guī)模中占比約為44.8%。
據(jù)BNEF數(shù)據(jù)，在2021年全球海上風電整機商排名中，上海電氣、明陽智能，金風科技和中國海裝占據(jù)了全球海上風電整機制造廠商前四名位置，其中上海電氣位居第一。
從市場份額情況看，自2010年之后，國際風機制造商在中國市場的占有率不斷走低。據(jù)BNEF數(shù)據(jù)，2021年西門子歌美颯排名下滑至第六，取而代之的是中國整機制造商的崛起。近兩年以來，中國在“雙碳”目標的引領下，海上風電優(yōu)勢盡顯，發(fā)展速度加快。
（資料來源：BNEF）
圖3 2021年全球TOP10風電整機制造商新增裝機情況
二、全球海上風電發(fā)展趨勢分析
（一）向大型化持續(xù)邁進
海上風電機組平均容量近年呈現(xiàn)持續(xù)增長態(tài)勢。以歐洲為例，目前歐洲新增海上風電機組平均容量從2019年的7.2兆瓦提高到2020年的8.2兆瓦，隨著需求的增加，風電機組容量愈發(fā)大型化。截至目前，國外海上風電機組最大單機容量是維斯塔斯發(fā)布的15兆瓦；國內(nèi)最大單機容量，同時也是全球單機容量最大的海上風電機組為明陽智能發(fā)布的16兆瓦。未來風電機組容量將持續(xù)增長，GWEC預計，2025年全球新增海上風電機組平均容量將達到11.5兆瓦。全球海上風電先行者Henrik Stiesdal甚至認為，海上風電機組容量將在2030年達到20兆瓦的里程碑水平。
雖然大型渦輪機比小機型的成本更高，但這些巨型渦輪機可以顯著降低單位容量的風電機組物料成本，從而降低單位容量的風電機組造價，同時為開發(fā)商節(jié)約地基、電纜和安裝等其他成本。據(jù)Rystad Energy測算，對于1吉瓦海上風電項目，采用14兆瓦風電機組將比采用10兆瓦風電機組節(jié)省1億美元的投資。
（資料來源：GWEC）
圖4 海上風電機組單機容量增長情況
（二）走向深遠海，轉向漂浮式風電
隨著近海資源逐漸開發(fā)，海上風電項目持續(xù)向深遠海發(fā)展，由于深遠海的水深增加，固定式的支撐結構難度更大，漂浮式海上風電技術被業(yè)內(nèi)視為為“未來深遠海海上風電開發(fā)的主要技術”，已在多個國家和地區(qū)展開探索。綜合信息統(tǒng)計，2021年，全球漂浮式海上風電新增裝機5.7萬千瓦，累計總裝機規(guī)模已達12.14萬千瓦。到2022年年底，全球漂浮式海上風電裝機容量預計將達到200~260兆瓦。據(jù)歐洲風能協(xié)會預測，到2030年底，全球漂浮式風電裝機容量將達到1500萬千瓦，保守估計到2050年，漂浮式機組成本將下降38%。
作為全球最大的海上風電市場，中國深遠海風能資源非常豐富，漂浮式海上風電發(fā)展前景十分廣闊。如海南省風能資源優(yōu)異，沿海海域100米高度以上風速在每秒7.5~9米之間，中長期海上風電開發(fā)潛力預計可達到5000萬千瓦左右。中國《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》明確提出，力爭“十四五”期間開工建設中國首個漂浮式商業(yè)化海上風電項目，還將在資源和建設條件好的區(qū)域啟動一批百萬千瓦級深遠海海上風電示范工程開工建設。
相較于底部固定海上風電，漂浮式海上風電向大海延伸距離長，技術要求更高，具備更好的風能資源和更大的技術潛力。不過，盡管如此，漂浮式海上風電作為一項關鍵新興技術，在實現(xiàn)商業(yè)化應用方面仍面臨高成本挑戰(zhàn)。行業(yè)研究機構DNV發(fā)布的報告顯示，已經(jīng)建成的漂浮式海上風電場的平均度電成本比傳統(tǒng)固定式海上風電高3倍以上。目前在漂浮式海上風電建設成本構成中，占比最高的就是設備和施工兩個環(huán)節(jié)。未來，降低關鍵部件和工藝成本將成為行業(yè)發(fā)展關鍵驅動力。相關數(shù)據(jù)顯示，2030年前中國漂浮式海上風電度電成本將約合0.3~0.4元，與平均上網(wǎng)電價持平，屆時中國漂浮式海上風電有望正式進入商業(yè)開發(fā)階段。
（三）海上風電制氫將成為行業(yè)重點研發(fā)方向
100%使用可再生能源生產(chǎn)的綠氫正在成為氫能發(fā)展的焦點，而海上風電比陸上風電更高穩(wěn)定性、更大規(guī)模的特性，對于電解水制氫來說是一大優(yōu)勢，海上風電制氫模式正在受到廣泛關注。
在全球范圍內(nèi)，以英國、德國、荷蘭、比利時為代表的北歐國家紛紛布局海上風電制氫。例如英國Dolphyn項目，計劃在英國北海4吉瓦的漂浮式風電場使用獨立裝置生產(chǎn)氫氣，計劃在2023年投運、2026年前實現(xiàn)在10兆瓦機型上制氫。德國AquaVentus海上制氫項目，位于德國北海Heligoland附近，計劃在2025年前建立包含兩臺14兆瓦風機的試點項目，預計2035年實現(xiàn)年生產(chǎn)100萬噸綠色氫氣。荷蘭的NortH2項目，計劃在2027年首批風機并網(wǎng)發(fā)電并制氫，并計劃到2030年海上風電裝機達到4吉瓦，到2040年海上風電裝機將超過10吉瓦，為全球最大的海上風電制氫項目。
在中國，一些地方政府和企業(yè)也在加快海上風電制氫項目的布局。今年，上海在《上海市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2022-2035年）》中提出，開展深遠海風電制氫相關技術研究，結合上海深遠海風電整體布局，積極開展示范工程建設。浙江省在《浙江省可再生能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃》中提出，將探索海上風電基地發(fā)展新模式，集約化打造“海上風電+海洋能+儲能+制氫+海洋牧場+陸上產(chǎn)業(yè)基地”的示范項目。另有其他省份的相關規(guī)劃也提出，將加快布局海上風電制氫。
未來，風能資源的豐富程度、項目規(guī)模大小以及現(xiàn)有海上天然氣輸送管道改造進展，均將影響海上風電制氫成本。BNEF預計，海上風電制氫的中位數(shù)成本將在2025年降至7美元/千克左右，到2050年降至1美元/千克以下。到2050年，海上風電制氫的成本將低于陸上風電制氫。
三、小結
如今，全球海上風電產(chǎn)業(yè)規(guī)?？焖侔l(fā)展，特別是年初以來在地緣緊張局勢的影響下，多個歐洲國家加快了新能源轉型步伐，在大幅提升海上風電裝機目標的同時，也加速項目布局。與此同時，海上風電的技術進步降低了建設成本，打開了市場成長空間。隨著海上風電逐步向大型化、深遠海方向發(fā)展，機組的支撐基礎也從固定式走向漂浮式。在未來，海上風電制氫、與其他能源形式或儲能聯(lián)合發(fā)電等新型技術應用為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供機遇，海上風電還將結合海洋牧場和海水制氫等新經(jīng)濟模式，實現(xiàn)海洋經(jīng)濟的綜合開發(fā)利用。這些創(chuàng)新技術、新模式的應用，將為可再生能源的豐富發(fā)展、能源低碳轉型貢獻力量。
