發(fā)展海上風(fēng)電不僅有助于能源低碳轉(zhuǎn)型，還將加強(qiáng)能源供應(yīng)安全。當(dāng)前，越來越多的國家把目光投向海上風(fēng)電，海上風(fēng)電行業(yè)正迎來大規(guī)模快速發(fā)展的新時(shí)代，發(fā)展?jié)摿薮蟆Ｈ蝻L(fēng)能理事會(huì)(GWEC)發(fā)布的《全球風(fēng)能報(bào)告2022》稱，未來5年全球海上風(fēng)電年均復(fù)合增長率預(yù)計(jì)達(dá)8.3%，2022~2026年累計(jì)新增裝機(jī)量將超9000萬千瓦。同時(shí)，全球海上風(fēng)電項(xiàng)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(bào)告2022》稱，2021年海上風(fēng)電直接投資仍在500億美元以上。全球海上風(fēng)電市場(chǎng)規(guī)模快速擴(kuò)張的同時(shí)，也使海上風(fēng)電行業(yè)呈現(xiàn)一些新的趨勢(shì)。
全球海上風(fēng)電市場(chǎng)概況
(一)新增裝機(jī)保持強(qiáng)勁增長勢(shì)頭
得益于技術(shù)進(jìn)步和商業(yè)模式創(chuàng)新，風(fēng)能行業(yè)正在快速發(fā)展。GWEC發(fā)布的《全球風(fēng)能報(bào)告2022》指出，2021年，全球海上風(fēng)電新增裝機(jī)容量2110萬千瓦，同比增長兩倍，在全球新增風(fēng)電裝機(jī)的比重達(dá)22.5%，創(chuàng)歷史最大增幅。截至2021年底，全球海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)5700萬千瓦，同比增長58%，海上風(fēng)電在全球風(fēng)電總裝機(jī)中的占比上升到7%。
從區(qū)域分布看，中國成為海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)規(guī)模最大的國家。數(shù)據(jù)顯示，2021年，中國海上風(fēng)電新增裝機(jī)1690萬千瓦，占全球新增海上風(fēng)電裝機(jī)的80%;累計(jì)裝機(jī)2777萬千瓦，躍居世界第一。
(二)多國加速布局海上風(fēng)電項(xiàng)目
目前，多國政府已把布局海上風(fēng)電看作實(shí)現(xiàn)能源安全與轉(zhuǎn)型，以及低碳目標(biāo)的重要途徑，并制定了雄心勃勃的裝機(jī)目標(biāo)。近期，歐洲、亞洲、北美洲等地區(qū)主要國家加大對(duì)海上風(fēng)電項(xiàng)目的投入和建設(shè)。
在歐洲，受地緣局勢(shì)影響，為保障能源安全，多國調(diào)整能源政策、加大可再生能源部署，地區(qū)光伏、風(fēng)電裝機(jī)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(fēng)電裝機(jī)容量的目標(biāo)從之前的4000萬千瓦提高到5000萬千瓦。挪威公布的海上風(fēng)電相關(guān)計(jì)劃提出，到2040年開發(fā)3000萬千瓦海上風(fēng)電裝機(jī)容量，這幾乎相當(dāng)于挪威目前的總裝機(jī)容量。丹麥、德國、比利時(shí)與荷蘭的政府首腦在“北海海上風(fēng)電峰會(huì)”上簽署聯(lián)合聲明，承諾到2050年，將四國的海上風(fēng)電裝機(jī)從目前的1600萬千瓦提高到15000萬千瓦。
在亞洲，中國在全球綠色浪潮與“雙碳”目標(biāo)的雙重驅(qū)動(dòng)下，海上風(fēng)電發(fā)展迅速，裝機(jī)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(jì)劃裝機(jī)量合計(jì)將超過2500萬千瓦。
在北美地區(qū)，美國提高了對(duì)海上風(fēng)電部署的戰(zhàn)略關(guān)注度，計(jì)劃到2030年部署3000萬千瓦、到2050年達(dá)到11000萬千瓦的海上風(fēng)電裝機(jī)容量。
(三)全球市場(chǎng)競(jìng)爭新格局基本形成
從全球市場(chǎng)競(jìng)爭格局來看，根據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)(BNEF)公布的2021年全球風(fēng)電整機(jī)商排名，維斯塔斯(Vestas)、金風(fēng)科技、西門子歌美颯(Siemens Gamesa)分列全球前三位，總計(jì)裝機(jī)容量占全球市場(chǎng)份額的36%。遠(yuǎn)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(jī)制造商中，中國風(fēng)電企業(yè)占據(jù)六個(gè)席位，累計(jì)裝機(jī)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)，2021年全球海上風(fēng)電整機(jī)商排名中，上海電氣、明陽智能、金風(fēng)科技和中國海裝占據(jù)了全球海上風(fēng)電整機(jī)制造廠商前四名位置，其中上海電氣位居第一。
從市場(chǎng)份額情況看，自2010年之后，國際風(fēng)機(jī)制造商在中國市場(chǎng)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(jī)制造商的崛起。近兩年以來，中國在“雙碳”目標(biāo)的引領(lǐng)下，海上風(fēng)電優(yōu)勢(shì)盡顯，發(fā)展速度加快。
全球海上風(fēng)電發(fā)展趨勢(shì)分析
(一)持續(xù)向大型化邁進(jìn)
海上風(fēng)電機(jī)組平均容量近年呈現(xiàn)持續(xù)增長態(tài)勢(shì)。截至目前，國外海上風(fēng)電機(jī)組最大單機(jī)容量是維斯塔斯發(fā)布的1.5萬千瓦;國內(nèi)最大單機(jī)容量，同時(shí)也是全球單機(jī)容量最大的海上風(fēng)電機(jī)組為明陽智能發(fā)布的1.6萬千瓦。未來風(fēng)電機(jī)組容量將持續(xù)增長，GWEC預(yù)計(jì)，2025年全球新增海上風(fēng)電機(jī)組平均容量將達(dá)到1.15萬千瓦。
雖然大型渦輪機(jī)比小機(jī)型的成本更高，但這些巨型渦輪機(jī)可以顯著降低單位容量的風(fēng)電機(jī)組物料成本，從而降低單位容量的風(fēng)電機(jī)組造價(jià)，同時(shí)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(cè)算，對(duì)于100萬千瓦海上風(fēng)電項(xiàng)目，采用1.4萬千瓦風(fēng)電機(jī)組將比采用1萬千瓦風(fēng)電機(jī)組節(jié)省1億美元的投資。
(二)走向深遠(yuǎn)海，轉(zhuǎn)向漂浮式
隨著近海資源逐漸開發(fā)，海上風(fēng)電項(xiàng)目持續(xù)向深遠(yuǎn)海發(fā)展，由于深遠(yuǎn)海的水深增加，固定式的支撐結(jié)構(gòu)難度更大，漂浮式海上風(fēng)電技術(shù)被業(yè)內(nèi)視為“未來深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電開發(fā)的主要技術(shù)”，已在多個(gè)國家和地區(qū)展開探索。綜合信息統(tǒng)計(jì)，2021年，全球漂浮式海上風(fēng)電新增裝機(jī)5.7萬千瓦，累計(jì)總裝機(jī)規(guī)模已達(dá)12.14萬千瓦。到2022年年底，全球漂浮式海上風(fēng)電裝機(jī)容量預(yù)計(jì)將達(dá)到20萬千瓦~26萬千瓦。據(jù)歐洲風(fēng)能協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，到2030年底，全球漂浮式風(fēng)電裝機(jī)容量將達(dá)到1500萬千瓦，保守估計(jì)到2050年，漂浮式機(jī)組成本將下降38%。
作為全球最大的海上風(fēng)電市場(chǎng)，中國深遠(yuǎn)海風(fēng)能資源非常豐富，漂浮式海上風(fēng)電發(fā)展前景十分廣闊。如海南省風(fēng)能資源優(yōu)異，沿海海域100米高度以上風(fēng)速在每秒7.5米~9米之間，中長期海上風(fēng)電開發(fā)潛力預(yù)計(jì)可達(dá)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(shè)中國首個(gè)漂浮式商業(yè)化海上風(fēng)電項(xiàng)目，還將在資源和建設(shè)條件好的區(qū)域推動(dòng)一批百萬千瓦級(jí)深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電示范工程開工建設(shè)。
相較于底部固定海上風(fēng)電，漂浮式海上風(fēng)電向大海延伸距離長，技術(shù)要求更高，具備更好的風(fēng)能資源和更大的技術(shù)潛力。不過，盡管如此，漂浮式海上風(fēng)電作為一項(xiàng)關(guān)鍵新興技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用方面仍面臨高成本挑戰(zhàn)。行業(yè)研究機(jī)構(gòu)DNV發(fā)布的報(bào)告顯示，已經(jīng)建成的漂浮式海上風(fēng)電場(chǎng)的平均度電成本比傳統(tǒng)固定式海上風(fēng)電高3倍以上。目前在漂浮式海上風(fēng)電建設(shè)成本構(gòu)成中，占比最高的就是設(shè)備和施工兩個(gè)環(huán)節(jié)。未來，降低關(guān)鍵部件和工藝成本將成為行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2030年前中國漂浮式海上風(fēng)電度電成本將約合0.3~0.4元，與平均上網(wǎng)電價(jià)持平，屆時(shí)中國漂浮式海上風(fēng)電有望正式進(jìn)入商業(yè)開發(fā)階段。
(三)海上風(fēng)電制氫將成為行業(yè)重點(diǎn)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(diǎn)，而海上風(fēng)電比陸上風(fēng)電更高穩(wěn)定性、更大規(guī)模的特性，對(duì)于電解水制氫來說是一大優(yōu)勢(shì)，海上風(fēng)電制氫模式正受到廣泛關(guān)注。
在全球范圍內(nèi)，以英國、德國、荷蘭、比利時(shí)等為代表的歐洲國家紛紛布局海上風(fēng)電制氫。例如英國Dolphyn項(xiàng)目，計(jì)劃在英國北海400萬千瓦的漂浮式風(fēng)電場(chǎng)使用獨(dú)立裝置生產(chǎn)氫氣，計(jì)劃在2023年投運(yùn)、2026年前實(shí)現(xiàn)在1萬千瓦機(jī)型上制氫。德國AquaVentus海上制氫項(xiàng)目計(jì)劃在2025年前建立包含兩臺(tái)1.4萬千瓦風(fēng)機(jī)的試點(diǎn)項(xiàng)目，預(yù)計(jì)2035年實(shí)現(xiàn)年生產(chǎn)100萬噸綠色氫氣。荷蘭的NortH2項(xiàng)目，計(jì)劃在2027年實(shí)現(xiàn)首批風(fēng)機(jī)并網(wǎng)發(fā)電并制氫，并計(jì)劃到2030年海上風(fēng)電裝機(jī)達(dá)到400萬千瓦，到2040年海上風(fēng)電裝機(jī)將超過1000萬千瓦，為全球最大的海上風(fēng)電制氫項(xiàng)目。
在中國，一些地方政府和企業(yè)也在加快海上風(fēng)電制氫項(xiàng)目的布局。今年，《上海市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2022—2035年)》提出，開展深遠(yuǎn)海風(fēng)電制氫相關(guān)技術(shù)研究，結(jié)合上海深遠(yuǎn)海風(fēng)電整體布局，積極開展示范工程建設(shè)。《浙江省可再生能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃》提出，將探索海上風(fēng)電基地發(fā)展新模式，集約化打造“海上風(fēng)電+海洋能+儲(chǔ)能+制氫+海洋牧場(chǎng)+陸上產(chǎn)業(yè)基地”的示范項(xiàng)目。另有其他省份的相關(guān)規(guī)劃也提出，將加快布局海上風(fēng)電制氫。
未來，風(fēng)能資源的豐富程度、項(xiàng)目規(guī)模大小以及現(xiàn)有海上天然氣輸送管道改造進(jìn)展，均將影響海上風(fēng)電制氫成本。BNEF預(yù)計(jì)，海上風(fēng)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(fēng)電制氫的成本將低于陸上風(fēng)電制氫。
如今，全球海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)規(guī)模快速發(fā)展，特別是年初以來在地緣局勢(shì)緊張的影響下，多個(gè)歐洲國家加快了新能源轉(zhuǎn)型步伐，在大幅提升海上風(fēng)電裝機(jī)目標(biāo)的同時(shí)，也加速項(xiàng)目布局。與此同時(shí)，海上風(fēng)電的技術(shù)進(jìn)步降低了建設(shè)成本，打開了市場(chǎng)成長空間。隨著海上風(fēng)電逐步向大型化、深遠(yuǎn)海方向發(fā)展，機(jī)組的支撐基礎(chǔ)也從固定式走向漂浮式。在未來，海上風(fēng)電制氫、與其他能源形式或儲(chǔ)能聯(lián)合發(fā)電等新型技術(shù)應(yīng)用將為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供機(jī)遇，海上風(fēng)電還將結(jié)合海洋牧場(chǎng)和海水制氫等新經(jīng)濟(jì)模式，實(shí)現(xiàn)海洋經(jīng)濟(jì)的綜合開發(fā)利用。這些創(chuàng)新技術(shù)、新模式的應(yīng)用，將為可再生能源的豐富發(fā)展、能源低碳轉(zhuǎn)型貢獻(xiàn)力量。
