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新增装机中,海上风电增速已快于陆上风电
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新增装机中,海上风电增速已快于陆上风电

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  • 发布时间:2022-11-03
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新增装机中,海上风电增速已快于陆上风电

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发电效率比陆上风电高出20%-40%、利用小时数更高、更节约水资源和土地资源——近年来,海上风电开发越来越受到重视。

国务院去年10月印发的《2030年前碳达峰行动方案》提出,坚持陆海并重,推动风电协调快速发展,完善海上风电产业链,鼓励建设海上风电基地。一年来,海上风电发展如何?具体的开发技术难度有多高?能带来多大的经济效益?本报记者对此进行了采访。

 

海上风电装机规模世界第一

10月29日下午5时,距离山东省东营港20公里的渤海中部近海海域,一台台百米高的风电机组迎风矗立,风电机叶片悠悠旋转。陆上集控中心大屏幕上,发电量数字开始跳动。“这是海上风电平价时代全国首个核准项目并网发电,也是山东省平价海上风电首度绿电。”山东能源渤中海上风电项目部副经理朱海飞兴奋地说。

朱海飞介绍,该项目由山东能源集团投资开发建设,总投资66.85亿元,装机容量501兆瓦,安装60台单机容量8.35兆瓦风电机组。“我们选用风电叶片长107米,比标准的足球场还要长2米,叶轮直径220米,扫风面积相当于5.8个足球场面积,转一圈发电19度。”朱海飞说,“项目每年可提供绿色电量16.98亿度,等效节约标准煤51.9万吨、减排二氧化碳125.77万吨。”

“海上风电是指在潮间带、近海海域等主要区域建立风力发电场,将风能转换为电能,是一种使用离岸风力能源的方式。”中国船舶集团所属海装风电股份有限公司党委书记、董事长王满昌介绍,中国是全球风电发展大国。全球风能理事会(GWEC)发布的统计数据显示,自2010年开始,中国新增和累计风电装机容量稳居全球首位,而在风电新增装机中,中国海上风电的增长水平已经快于陆上风电。

根据生态环境部10月27日发布的《中国应对气候变化的政策与行动2022年度报告》,截至2021年底,中国可再生能源发电装机达到10.63亿千瓦,占总发电装机容量的44.8%,海上风电装机规模跃居世界第一。2021年,新吊装海上机组2603台,新增装机容量达到1448.2万千瓦,同比增长276.7%,主要分布在江苏、广东、浙江、福建、辽宁、山东和上海。

不仅在规模上成就显著,中国海上风电机组的质量也不断提升。数据显示,截至2021年底,所有吊装的海上风电机组中,4.0MW(不含4.0MW)以下海上风电机组累计装机容量占全部海上累计装机容量的7.7%,比2020年下降了约10个百分点;4.0MW-5.0MW(不含5.0MW)机组占比33.4%,比2020年下降了约19个百分点;5.0MW及以上机组占比达到58.8%,比2020年增长了约29个百分点。

“发展海上风电已成为大势所趋。中国海上风能资源丰富、开发潜力巨大,对保障能源安全、推进绿色低碳发展、实现‘双碳’目标具有重要意义。”王满昌说。

 

发展海上风电优势明显

与陆上风相比,从海上吹来的风有哪些优势?

王满昌解释,相较于陆上风电,海上风电具有资源丰富、发电利用小时数高、不占用土地、不消耗水资源和适宜大规模开发等优势。

“海上风电具有风能资源的能量效益比陆地风电场高,平均空气密度较高,发电效率好,普遍数据年度发电量能多出20%到40%左右。”王满昌说,“海上风湍流强度小、风切变小,受地形和气候的影响也比陆上更小。此外,海上风电场建设受噪音、景观、电磁波等问题的限制少,也不占用陆上土地资源。”

国务院发展研究中心企业研究所企业评价研究室主任周健奇介绍,中国发展海上风电具有天然的资源和市场优势。

首先,中国海域广阔,海上风能丰富,但陆上风能资源不均衡,大部分地区是低风速区域。“从总量来看,我国风能资源是丰富的。”周健奇说,“但如果从结构来看,丰富的风能资源主要分布在西北、东北、华北地区,其中又以内蒙古、新疆、甘肃为主。其他大部分地区是平均风速在3m/s至5m/s的低风速区域。”

其次,中国电力消费保持了较快增速,但陆上风能丰富的地区远离电力主消费地,存在消纳难的问题。“海上风电可以解决陆上风电面临的‘产’与‘消’的矛盾,因为我国很多用电大省是临海的。”周健奇说,“因此,海上风电随着投资和运维成本的不断下降,呈现出了较快发展的趋势。”

海上风电虽好,但建造难度大、技术要求高。王满昌说,海上风电产业链复杂,上游主要是原材料供应和风机设备生产,其中风机设备为关键领域,可分为风机机组和辅助设备两部分,风机机组包括叶片、发电机、齿轮箱、变流器、塔筒等关键零部件,辅助设备则包括风机基础、海底电缆、海上升压站和陆上升压站。“因此,建造成本高,十分耗费人力和物力。”王满昌说,“对整机而言,防腐蚀是关键的技术因素,在芯片和软件设计方面的通用技术也难以突破。此外,电网建设配套成本相比陆上风电也更高。”

“向海争风”的一大支撑是海洋高端装备研发制造能力的迅速提升。近期,许多“全国首个”“全球最大”亮相海上风电领域——10月13日,13.6兆瓦大容量海上风电机组成功下线,该机组是目前全球范围内叶轮直径最大、亚太地区单机容量最大的风电机组;9月28日,中国船舶集团旗下黄埔文冲公司成功交付全国首艘2000吨风电安装平台“白鹤滩”号,它是中国首艘符合第四代海风装备功能标准,能实现自升、自航、深远海等一体化综合施工作业要求的风电安装平台,为中国海上风电向深远海进军提供了又一重要利器……“一系列新机组、新产品的落地,说明国内企业的建造能力在这些方面已有突破,与国际领先水平差距越来越小。”周健奇说。

未来仍需加大创新力度

发展海上风电意义重大。周健奇介绍,一是有助于优化中国能源结构,提升新兴清洁能源发电比重,加快再电气化进程;二是可以缓解临海大城市用电压力和环境压力,解决远离陆地海岛的用电难题;三是可以成为中国高端装备技术创新的一个突破口,促进中国工业整体技术创新。

近年来,中国海上风电行业相关国家政策接连推出,沿海地区多个省份海上风电规划及支持政策陆续出台,政策重点包括鼓励海上风电技术进步、推动海上风电装机应用等,保障了行业快速健康发展。其中,《广西能源发展“十四五”规划》提出,将加强核电、抽水蓄能、清洁煤电、天然气发电等保供能力较强的清洁电源布局,逐步建设千万千瓦级海上风电集群;《海南省风电装备产业发展规划(2022-2025年)》显示,海南正加快打造海上风电装备制造基地,一批海上风电及相关装备制造项目相继开工建设,总投资135亿元。

未来,中国海上风电将如何更好发展?

“中国海上风电产业迅速壮大,整体行业逐渐发展成熟,将向规模化、连片开发与深远海演变。深远海运维模式和装备能力提升将是下一阶段发展重点,将有更多的深远海运维模式和装备出现,以实现运维效率的最大化。”王满昌说,“由于技术上的要求更高,就更需要企业加强自主创新能力,推动这一产业加速发展。”

周健奇介绍,今后,海上风电发展仍需加大创新力度。“风电企业不仅要参与行业内的国际竞争,还面临不同电源之间的竞争。”周健奇说,企业布局海上风电凭借的是实力,创新的方向有两个:一是制造技术创新,可发挥龙头带动作用,支持优秀企业建立智能实验平台,集中资源联合上下游突破工业基础短板,加速尚不成熟国产风电产品的国产化进程;二是管理创新,特别要强化供应链管理能力,从制造向集成服务转型。

 

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