中國儲能網(wǎng)訊：從上世紀 70年代開始，中國氣象局以及中國科學(xué)院等部 門多次展開風(fēng)能資源評估，據(jù) 2010 年發(fā)改委能源研究所發(fā)布的“風(fēng)電滿足 10%電力 需求的可行性研究”披露，我國陸地風(fēng)能資源的理論儲量大于 40 億 kw，技術(shù)可開發(fā) 量約 6-10億 kw，我國近海風(fēng)電裝機容量約為 1.5-2 億 kw。
陸上風(fēng)能、海上風(fēng)能資源技術(shù)可開發(fā)量歷次評估結(jié)果
我國近海 70m高度年平均風(fēng)功率密度可達 300w/m2以上，大于 6m/s 風(fēng)速的累計小時數(shù)可達 4000 小時，其中臺灣海峽和東海南部風(fēng)能資源最為豐富，風(fēng)功率密度超過 500 w/m2，大于 6m/s 風(fēng)速的累計小時數(shù)可達 5000 小時。類似條件的 陸上風(fēng)能資源主要分布在內(nèi)蒙、新疆、甘肅等地，這些地區(qū)目前已建設(shè)有多個千萬 千瓦級風(fēng)電基地。
以我國陸上風(fēng)電 6 億 kw（600GW）技 術(shù)可開發(fā)量計算，截止 2015 年末，我國陸上風(fēng)電累計裝機容量約 140GW，占技術(shù)可 開發(fā)量比重 23%；以我國海上風(fēng)電 1.5 億 kw（150GW）技術(shù)可開發(fā)量計算，截止 2015 年末，我國海上風(fēng)電累計裝機容量約 1GW，占技術(shù)可開發(fā)量 0.6%。我國沿海風(fēng)能資 源豐富，風(fēng)能質(zhì)量好，距離電力負荷中心近，對比陸上風(fēng)電裝機量與技術(shù)可開發(fā)量 占比，距我國海上風(fēng)電達到相應(yīng)的開發(fā)程度，尚有 34GW 裝機量的空間，市場容量 約合 6420億元。
2012 年，國家能源局印發(fā)《風(fēng)電發(fā)展“十二五”規(guī)劃》中，提出到 2015 年，投入運行的風(fēng)電裝機容量達到 1 億千瓦，風(fēng)電發(fā)電量在全部發(fā)電量中的比重超過 3%，其中海上風(fēng)電裝機容量達到 500 萬 千瓦?！笆濉币?guī)劃對 2020 年海上風(fēng)電的裝機目標是 3000 萬千瓦。截至 2015 年底，實際完成的海上風(fēng)電裝機容量為 101.5 萬千瓦，距目標裝機容量相差較大。
2014 年 8 月，國家能源局組織召開“全國海上風(fēng)電推進會”，公布《全國海上風(fēng)電開發(fā)建設(shè)方案(2014-2016)》， 44個項目列入方案，項目核準有效期 2 年，總裝機容量 1053 萬千瓦。2015 年 9 月， 國家能源局通報《方案》項目進展，已建成投產(chǎn) 2 個、裝機容量 6.1 萬千瓦，核準在 建 9 個、裝機容量 170.2 萬千瓦，核準待建 6 個，裝機容量 154 萬千瓦，其余項目正 在開展前期工作。截至 2015 年底，我國實際完成的海上風(fēng)電裝機容量 101.4 萬千瓦， 約為“十二五”規(guī)劃目標的五分之一。
海上風(fēng)電項目進展情況統(tǒng)計（2015年 9月）
2016 年 6 月 22日，海上風(fēng)電領(lǐng)袖峰會上，國家能源局新能源和可再生能源編制中的“十三五” （2016-2020 年）規(guī)劃對 2020 年國內(nèi)海上風(fēng)電裝機容量的目標初步確定為 1000 萬千瓦。
據(jù)統(tǒng)計預(yù)測，2020 年歐洲海上風(fēng)電裝機容量可達到 23.5GW，年發(fā)電量達到 86TWH（860 億 KWH），滿足 2.9%的全社會用電需求量。 在 EWEA 最新的風(fēng)電前景展望報告中，預(yù)計 2030 年歐洲風(fēng)電裝機容量將達到 320GW，其中陸上風(fēng)電 254GW，海上風(fēng)電 66GW。到 2030 年歐洲陸上風(fēng)電年發(fā)電量可達 533TWH，滿足 16.7%的社會用電量需求，海上風(fēng)電年發(fā)電量可達 245TWH， 滿足 7.7%的社會用電量需求。
歐洲風(fēng)電裝機容量預(yù)測
據(jù)美國能源署（DOE）2015年發(fā)布的風(fēng)電觀察報告，預(yù)計2020年前建立完備的海上風(fēng)電市場和產(chǎn)業(yè)鏈，2030 年前完成 22GW海上風(fēng)電裝機容量，2050 前在東海岸、西海岸、五大湖區(qū)以及墨西 哥灣建立 86GW海上風(fēng)電基地。
美國風(fēng)電裝機容量預(yù)測
據(jù)國家可再生能源實驗室（NREL）對已經(jīng)發(fā)布開發(fā)計劃的海上風(fēng)電項目資料統(tǒng)計，計劃在 2020 年前裝機投運的海上風(fēng)電項目裝機容量合計達到 47.39GW，到 2020 年中國和美國的海上風(fēng)電累計裝機量占比有望大幅提升。
全球海上風(fēng)電項目統(tǒng)計
中國風(fēng)能資源豐富，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，但在海 上風(fēng)電領(lǐng)域尚未取得相對應(yīng)的表現(xiàn)。2015 年全球風(fēng)電裝機容量 432GW，新增容量 63GW，中國在裝機容量和新增容量中分別占比達到 32%和 47%。2015 年海上風(fēng)電 裝機容量 12GW，新增容量 3.4GW，中國在海上風(fēng)電領(lǐng)域裝機容量和新增裝機容量 占比分別為 8.3%和 10%。據(jù)國際工程顧問公司 4C offshore統(tǒng)計，全球 18個最適合建設(shè)海上風(fēng)電的風(fēng)場中，有 16個在我國臺灣海峽。以我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的規(guī)模和增速， 加之優(yōu)良的資源環(huán)境，中國海上風(fēng)電還有很大的提升空間。
國際能源署2014 年發(fā)布的《世界能源展望》中，綜合考 量各國新能源政策及遠景目標后，預(yù)測 2040 年世界能源需求增幅達到 1.37 倍，能源 結(jié)構(gòu)中化石燃料占比由 82%下降至 74%，可再生能源占能源結(jié)構(gòu)比例由 13.5%提升 至 18.9%。國際能源署指出，在各國新政情形下，燃煤發(fā)電占總發(fā)電量比例將由目前 的 40.5%下降至 30.5%，水力之外的可再生能源占比將提升至 17%，其中風(fēng)力發(fā)電占 比最高。 國際能源署分“各國能源新政”以及“控制二氧化碳濃度 450ppm 以內(nèi)” 兩種情形下的電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)做出比較。
分情形下 2040 年電力能源結(jié)構(gòu)比較
海上風(fēng)電單機容量已由最初的600kw增至2MW、4MW和5MW 等更大容量風(fēng)機的逐漸成為市場主流，德國已經(jīng)開發(fā)出 7MW 的近海風(fēng)電機組（葉 片直徑 127m），丹麥正在進行樣機試驗的最新型號風(fēng)電機組為 8MW級別（葉片直徑 達 164 m），大容量海上風(fēng)電機組有效提升了風(fēng)場的發(fā)電效率。
風(fēng)力機組大型化趨勢
基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是海上風(fēng)機重要組成部分，從單樁固定式基礎(chǔ)、重力固定式基礎(chǔ)到負壓桶式基礎(chǔ)、浮置式基礎(chǔ)，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的多樣化使得海上風(fēng)機適用 更深的水深，風(fēng)場布置范圍越廣。
全球海上風(fēng)電項目離岸距離及水深
海上風(fēng)機的安裝難度大、安裝周期長，安裝成本遠高于陸上風(fēng)機，長期以來，高效化的吊裝方式成為降低海上風(fēng)電成本的有力手段。從平底駁船、地面起吊機，到半沉式起吊船、自升自航式吊裝船，更大吊重、更高起重高度、 更好精確度的風(fēng)電安裝船舶提高了安裝效率，降低了安裝成本。
試驗項目所獲得的一手資料可用于評估某項風(fēng)電技術(shù)開發(fā)的可行性、某海域風(fēng)電資源的經(jīng)濟性等，為后續(xù)大規(guī)模開發(fā)提供參考和積累經(jīng)驗。各 國均采用“設(shè)點試驗-積累經(jīng)驗-規(guī)模化運用”的模式驗證海上風(fēng)電技術(shù)，我國經(jīng)過多 年的經(jīng)驗積累和數(shù)據(jù)采集，海上風(fēng)電將呈現(xiàn)厚積薄發(fā)的態(tài)勢。
我國海上風(fēng)電試驗項目統(tǒng)計
2014 年 6 月，發(fā)改委出臺海上風(fēng)電上網(wǎng)價格政 策，對 2017 年前投運的近海風(fēng)電項目制定上網(wǎng)電價 0.8 元/kwh，潮間帶風(fēng)電項目上 網(wǎng)電價為 0.75 元/kwh。同年，上海市出臺上海市可再生能源和新能源發(fā)展專項資金 扶持辦法，對海上風(fēng)電給予 0.2 元/kwh 的電價補貼，期限 5 年時間，單個項目年度 最高補貼額度不超過 5000 萬元。2015 年 9 月國家能源局在海上風(fēng)電對外通報中鼓勵 省級能源主管部門向省政府建議并積極協(xié)調(diào)財政、價格等部門，基礎(chǔ)上研究出臺本地區(qū)的配套補貼政策，隨著十三五能源規(guī)劃的出臺，后續(xù)沿海省份海上風(fēng)電補貼政 策有望落地。
2016 年 1 月，發(fā)改委出臺全國碳排放 權(quán)交易市場啟動重點工作的通知，將電力、石化、鋼鐵等行業(yè)納入碳排放權(quán)交易市 場第一階段重點覆蓋領(lǐng)域中。目前我國已有 7 個碳排放交易市場，截止至 2015 年底 共覆蓋 2052 家控排企業(yè)，累計配額交易量超過 5365 萬噸，累計成交量額超過 19.5 億元。2010 年上海東海大橋風(fēng)場以 38.24 萬歐元價格向英國碳資源管理有限公司出 售 3.02 萬噸減排量，后續(xù)海上風(fēng)場將可以通過國內(nèi)碳排放市場交易減排量。
2016 年 3 月，國家能源局印發(fā)《關(guān)于建立可再生能源開發(fā)利用目標引導(dǎo)制度的指導(dǎo)意見》，對 2020 年各省級行政區(qū)域全 社會用電量中非水電可再生能源電力消納量比重指標做出規(guī)定，要求，各發(fā)電企業(yè)（除專門的非化石能源生產(chǎn)企業(yè)外）非水電可再生能源發(fā)電量應(yīng)達到全部發(fā)電量的 9%以上，并提出建立可再生能源電力綠色證書交易機制，各發(fā)電企業(yè)可以通過證書 交易完成非水可再生能源占比目標的要求，而目前我國發(fā)電量結(jié)構(gòu)中非水可再生能 源占比約 4.1%。2016 年 4 月，國家能源局下發(fā)通知要求建立燃煤火電機組承擔(dān)非水 可再生能源發(fā)電配額的機制。非水可再生能源配額制為包括海上風(fēng)電在內(nèi)的新能源 發(fā)電產(chǎn)業(yè)拓寬了項目收益方式。
我國各類能源發(fā)電量統(tǒng)計
2015 年全國風(fēng)電設(shè)備平均利用小時數(shù) 1727 小時， “棄風(fēng)”率達到 15%，同比上升 7 個百分點，“三北”地區(qū)棄風(fēng)率更高達 30%， 距 離負荷中心過遠、輸電通道不暢等因素是限制風(fēng)電有限利用的原因。我國沿海地區(qū)經(jīng)濟發(fā)達，用電需求集中，電網(wǎng)調(diào)峰能力好，有較強的風(fēng)電消納能力，適于海上風(fēng) 電建設(shè)。2010 年 7 月投運的上海東海大橋海上風(fēng)電項目 1 期，至2016年 4 月，發(fā)電量超過 13億度，折算機組年平均利用小時數(shù)超過 2166 小時，遠高于陸上風(fēng)電水平。
我國海上風(fēng)電投運項目統(tǒng)計
我國海上風(fēng)電建設(shè)成本受影 響因素很多，如基礎(chǔ)形式、位置水深、氣候條件等，已建成項目的成本在 1.5 萬/kw 至 1.9 萬元/kw 之間，位處潮間帶的項目安裝成本較低。在建項目的計劃投資額度換 算成本也在這個范圍內(nèi)。同期陸上風(fēng)電建成成本在 7000-9000 元/kw 之間，海上風(fēng)電 成本約為其兩倍。
我國海上風(fēng)電在建項目統(tǒng)計
國外海上風(fēng)電造價差別較大，各國項目情況不一。2015 年歐洲風(fēng)電造價約 4650 美元/kw，而在 Navigant Consulting 2014 年為美國能源署所做報告 中，估算的海上風(fēng)電造價超過 5000 美元/kw。影響造價因素包括海上風(fēng)機安裝位置 離岸距離、水深、風(fēng)機容量等技術(shù)因素以及各國產(chǎn)業(yè)政策、環(huán)境政策等非技術(shù)因素。歐洲海上風(fēng)電項目近年來呈現(xiàn)安裝水深及離岸距離越來大的趨勢，對項目成本增加 較多，但有利于風(fēng)能資源利用率的提升。
海上風(fēng)電單位造價高于陸上風(fēng)電，主要的成本增加項目在于海上工程（樁基工程、安裝工程等）、電網(wǎng)接入。每單位（kw）陸上風(fēng)機的安裝及基礎(chǔ)工程項造價在 500-600 美元，而每單位的海上風(fēng)機的該項成本高達 1800-2000 美元。相比之下，海上風(fēng)電與陸上風(fēng)電的風(fēng)機成本差異較小，海上風(fēng)電風(fēng)機造價約 1600/kw，陸上風(fēng)電風(fēng)機造價約 1200 美元/kw。由此導(dǎo)致海上、陸上風(fēng)電的成本構(gòu)成比例差異顯著，海上風(fēng)電與陸上 風(fēng)電亦將呈現(xiàn)不同的產(chǎn)業(yè)格局。
陸上風(fēng)電成本構(gòu)成分解
海上風(fēng)電成本構(gòu)成分解
據(jù) crown estate 2015 年的英國海上風(fēng)電報告，海上風(fēng)電度電成本的下降幅度超過預(yù)期，2010 年英國海上風(fēng)電度 電成本為 136 英鎊/MWh，2014 年度電成本下降至 121 英鎊/MWh（約人民幣 1.05 元 /kwh），預(yù)計 2020 年將下降至 100 英鎊/MWh。據(jù) IRENA 2016 年的風(fēng)能報告，2015 年海上風(fēng)電度電成本約 0.16 美元/kwh（約人民幣 1.06 元/kwh），預(yù)計至 2025 年海上 風(fēng)電建設(shè)成本下降至 4000 美元/kw，度電成本下降至 0.11 美元/kwh（約人民幣 0.72 元/kwh）。
我海上風(fēng)電的發(fā)展也經(jīng)歷著從試驗項目、試點項目、規(guī)?；b機的過程，在此之中，驅(qū)動成本下降的因素的有技術(shù)進步（更遠的離岸距離、更多的利用小時數(shù)）、規(guī)模效應(yīng)（部件成本下降）、市場競爭（安裝運維成本下降）等，從上海東海 大橋海上風(fēng)場 1 期及 2 期建設(shè)成本比較可以看出，在同一水域環(huán)境中，建設(shè)成本從 2010 年的26667 元/kw 下降至 19200 元/kw，降幅約 30%，由此節(jié)約的度電成本可觀。
海上風(fēng)電成本及下降空間分解（建設(shè)成本）
我國近海海上風(fēng)電及潮間帶海上風(fēng)電在以上電價水平下尚有一定利潤空間。另據(jù)《中國風(fēng)電發(fā)展路線圖 2050》，預(yù)計 2020 年我國 近海海上風(fēng)電度電成本低于 0.77 元/kwh，屆時項目收益率顯著提升。目前 0.75 元/kwh 及 0.85 元/kwh 的上網(wǎng)電價尚不能形成足夠的吸引力，但隨著 碳排放交易、非水可再生能源指標的加強，海上風(fēng)電收益率增高，同時，2017 年前 后新的海上風(fēng)電上網(wǎng)電價及各地補貼政策將出臺，海上風(fēng)電發(fā)展臨界點將近。
海上風(fēng)電成本及下降空間分解（度電成本）
近年來，全球海上風(fēng)電機組呈現(xiàn)出大型化趨勢，4MW以上風(fēng)機廣泛 運用，6 到 8 MW風(fēng)機也在各海上風(fēng)場裝機或原型機試驗，Siemens 和 Vestas 也計劃 在 2020 年前推出 10MW級別的原型機。此外，中速二級齒輪箱傳動以及直驅(qū)型風(fēng)機 因重量輕、可靠性高而成為海上風(fēng)機發(fā)展趨勢。
在全球范圍內(nèi)，以 Siemens 和 MHI vestas 為主的風(fēng)機生產(chǎn)商占據(jù)市場領(lǐng)先的份 額，兩者合計市占率超過 77%，亦是趨勢領(lǐng)導(dǎo)者，在建和擬建海上風(fēng)電項目中依然 牢牢占據(jù)領(lǐng)頭位置，可以預(yù)見 2020 年前 Siemens 和 MHI vestas 都將是海上風(fēng)電的 技術(shù)引領(lǐng)者和市場風(fēng)向標。4 家中國海上風(fēng)機廠商進入前十，但合計市場份額低于 7%。全球海上風(fēng)機寡頭壟斷的格局雖短期內(nèi)不會改變，隨著中國海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)崛起， 以上海電氣、華銳風(fēng)電等廠商為代表的海上風(fēng)機新秀將獲得更大的市場份額。
全球海上風(fēng)電機組市場份額
以 2020 年 10GW海上風(fēng)電裝機容量測算（假設(shè) 1.9 萬元/kw），按海上風(fēng)電成本 構(gòu)成比例，未來 4 年海上風(fēng)機市場約合 456 億元，年均 114 億。參考市占率表現(xiàn)，上海電氣、華銳風(fēng)電、金風(fēng)科技、遠景能源等領(lǐng)先廠商有望獲獲得大部分的市場份額。
國內(nèi)海上風(fēng)電機組市場份額
