從1990年丹麥安裝了第一臺單機容量為220千瓦的近海示范風電機組到現在,海上風電的歷史已經走過21年。到2010年底,全球已建成43個海上風電場,安裝了1339臺風電機組,總容量366.6萬千瓦,海上風電正在成為全球風電開發領域的新寵。
2010年,全球海上風電新增裝機144.4萬千瓦,同比增長110%,占全球風電新增裝機的3.7%,主要分布在歐洲的英國、丹麥、比利時和德國。其中:英國2010年海上新增裝機92.5萬千瓦,成為海上風電的全球領跑者,預計在今后幾年英國仍將會保持領先地位;德國近兩年采用5兆瓦和6兆瓦大型風電機組建設海上風電場,成為海上風電的后起之秀。歐洲之外,中國建成了上海東海大橋海上風電場,為大規模建設海上風電場建設,積累了設備制造、工程施工以及運營維護的經驗。
表 2009~2010年近海風電場裝機容量(MW)
國家
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2009裝機容量(MW)
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2009累計裝機容量(MW)
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2010裝機容量(MW)
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2010累計裝機容量(MW)
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占2010年全球總裝機容量的百分比(%)
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英國
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306
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894
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925
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1819
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51.18
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丹麥
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228
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625.9
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207
|
832.9
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23.44
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荷蘭
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0
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246.8
|
0
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246.8
|
6.94
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比利時
|
0
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30
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165
|
195
|
5.49
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德國
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60
|
60
|
108
|
168
|
4.73
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瑞典
|
30
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163.3
|
0
|
163.3
|
4.59
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中國
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63
|
63
|
39
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102
|
2.87
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愛爾蘭
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0
|
25
|
0
|
25
|
0.7
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挪威
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2.3
|
2.3
|
0
|
2.3
|
0.06
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總計
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689
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2110
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1444
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3554
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100
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資料來源: BTM咨詢公司2011年3月統計資料
從世界范圍來看,經過20多年的發展,海上風電技術已經比較成熟。與陸上風電場相比,海上風電場具有風能資源非常穩定,不占用寶貴的土地資源,對生態環境影響小等優點,并且海上風電一般靠近傳統電力負荷中心,便于電網消納,免去了長距離輸電的問題。因此,英國、德國、愛爾蘭、丹麥、比利時、荷蘭、瑞典等歐洲國家都紛紛加快了海上風電的開發力度。德國首座海上風力發電場——阿爾法·文圖斯海上風力發電場正式并網發電,該海上風力發電場總裝機容量為60兆瓦,可滿足5萬戶家庭用電需求。
另一方面,相對于陸上風電,海上面臨著浮冰、臺風、鹽霧等復雜的自然條件,海上風機技術要求更高,海上風電場建設難度更大。除了技術因素外,海上風電開發還要考慮電纜鋪設、船舶航運、灘涂圍墾以及珍稀禽類保護等多方面的因素。例如:出于保護沿海淺灘區生態和避免影響旅游業的考慮,德國政府要求海上風力發電場至少距離海岸30公里。阿爾法·文圖斯海上風力發電場離海岸有40多公里,由于建設地點離岸遠、水深、風電機組尺寸大等因素,最終該項目耗資大大超過預算,達到2.5億歐元,每千瓦造價超過3.5萬人民幣。
我國的海上風電資源比較豐富,根據中國氣象局詳查初步成果,在我國5米到25米水深的海域內、50米高度風電可裝機容量約2億千瓦,5米到50米水深、70米高度風電可裝機容量約5億千瓦。到目前為止,我國已建成海上風電項目13.8萬千瓦,分別為東海大橋海上風電項目(10萬千瓦)、如東潮間帶示范項目(3萬千瓦)、渤海綏中單機示范項目(1.5兆瓦)和江蘇響水示范項目(6.5兆瓦)。2010年,首批100萬千瓦海上風電特許權項目完成招標,其中:江蘇濱海、射陽近海項目各30萬千瓦,江蘇東臺、大豐潮間帶項目各20萬千瓦。
面對海上風電廣闊的發展前景,全球風機制造企業也紛紛加大海上風電機組研發和產業化力度,目前,能夠在海上風電場批量應用的海上風電機組主要有:法國Areva Multibrid公司的5兆瓦半直驅風電機組、德國REpower公司5兆瓦風電機組、丹麥Vestas公司的2兆瓦和3兆瓦雙饋異步風電機組、德國西門子公司的2.3兆瓦和3.6兆瓦風電機組、德國Bard公司的5兆瓦風電機組、芬蘭WinWind公司的3兆瓦半直驅風電機組。中國華銳風電研制的3兆瓦風電機組,也已經批量安裝在上海東海大橋海上風電場。
大型化將是海上風電機組的發展趨勢。通過增加單機容量,可以提升機組在風電場建設中的成本占比,有效降低海上風電場的總建設成本。中國各主要風電機組制造商最近將推出的大型海上風電機組有:華銳風電的5兆瓦和6兆瓦雙饋風電機組;金風科技的3兆瓦、6兆瓦直驅風電機組;湖南湘電的5兆瓦風電機組;重慶海裝的5兆瓦風電機組;上海電氣的3.6兆瓦風電機組;國電聯合動力的3兆瓦、6兆瓦和廣東明陽的3兆瓦風電機組。中國風電設備制造企業如此密集地推出大容量風電機組,標志著中國海上風電正在進入5兆瓦、6兆瓦的過渡期。