一、全球海上風(fēng)電行業(yè)概述
2010年時海上風(fēng)電還被認(rèn)為是新興行業(yè)，隨著這10年間的快速發(fā)展與成熟，如今的海上風(fēng)電行業(yè)已發(fā)生了巨大的變化。2011年全球海上風(fēng)電總裝機(jī)容量為3.8GW，截至到2020年底全球總裝機(jī)容量已達(dá)到34.4GW，10年間裝機(jī)容量增長了9倍。
目前，海上風(fēng)電約占全球風(fēng)電總裝機(jī)容量的5%，隨著海上風(fēng)電技術(shù)不斷提升以及行業(yè)成本不斷下降，全球海上風(fēng)電未來的規(guī)劃目標(biāo)和開發(fā)計劃正在逐步擴(kuò)大。2017——2020年間的全球年平均新增裝機(jī)容量已超過5GW，整個行業(yè)發(fā)展速度也在加快。
全球海上風(fēng)電主要的開發(fā)區(qū)域集中在歐洲和亞洲，2020年底歐洲區(qū)域總裝機(jī)容量為24.9GW；亞洲地區(qū)主要以中國為主，2020年底中國海上風(fēng)電總裝機(jī)容量為9.1GW，亞洲其他國家主要是日本、韓國及越南，三個國家裝機(jī)容量合計為0.3GW；美國海上風(fēng)電現(xiàn)處于起步階段，未來已批準(zhǔn)和規(guī)劃的項目超過35GW。
圖1 2011——2020年全球海上風(fēng)電裝機(jī)容量變化趨勢圖
2001——2020這20年期間，海上風(fēng)電項目一直在向著水深更深以及離岸更遠(yuǎn)的方向發(fā)展，2001年單個項目的平均裝機(jī)容量為25MW，平均水深7m，平均離岸距離5km；2020年單個項目的平均裝機(jī)容量為301MW，平均水深38m，平均離岸距離為30km。
圖2 2000——2020年全球海上風(fēng)電項目裝機(jī)容量和風(fēng)機(jī)單機(jī)容量變化趨勢圖
二、海上風(fēng)電項目建設(shè)成本
和陸上風(fēng)電項目相比，海上風(fēng)電的施工、安裝及運輸條件要困難很多，因此海上風(fēng)電建設(shè)成本更高，工期也更長。
圖3 2000——2020年全球海上風(fēng)電加權(quán)平均建設(shè)成本變化趨勢圖
根據(jù)圖3中所示的數(shù)據(jù)，2006年時全球海上風(fēng)電的建設(shè)成本增長主要是因為：①新建項目的水深和離岸距離都在增加，因此基礎(chǔ)施工、風(fēng)機(jī)安裝及運輸成本均相應(yīng)增加；②新建項目規(guī)模和復(fù)雜性都在增加，項目前期開發(fā)費用（工程勘察及準(zhǔn)證辦理等）增加；③當(dāng)時沒有專業(yè)海上安裝船，安裝效率較低，另外供應(yīng)產(chǎn)業(yè)鏈也并不完善；④當(dāng)時全球范圍的物價上漲影響了建設(shè)及運輸成本。
2011年后隨著供應(yīng)鏈瓶頸的解決、各國政府的支持政策、海上風(fēng)機(jī)技術(shù)升級以及更加專業(yè)的建設(shè)和安裝施工方案，項目建設(shè)成本開始下降。另外，同陸上風(fēng)電和光伏發(fā)電行業(yè)相比，海上風(fēng)電行業(yè)整體的體量較小，因此全球加權(quán)平均數(shù)據(jù)在各年間會呈現(xiàn)出不規(guī)律的上下波動。
全球主要國別市場的建設(shè)成本在過去10年間也都有不同程度的下降，詳細(xì)數(shù)據(jù)如表1中所示。
表1 全球海上風(fēng)電主要市場國別建設(shè)成本表
三、項目容量系數(shù)
不同海上風(fēng)電項目的容量系數(shù)差異較大，差異形成的主要原因是項目所在地區(qū)的氣候條件、所采用的風(fēng)機(jī)技術(shù)和項目建設(shè)及運輸條件，另外運維方案也會對運行期間的容量系數(shù)有明顯的影響。
圖4 2000——2020年全球海上風(fēng)電加權(quán)平均項目容量系數(shù)變化趨勢圖
總體來講，歐洲區(qū)域海上風(fēng)電項目的容量系數(shù)較高，2020年歐洲區(qū)域加權(quán)平均項目容量系數(shù)為44%；與歐洲區(qū)域相比，中國海上風(fēng)電項目多位于潮間帶或者近海區(qū)域，而且所采用的風(fēng)機(jī)單機(jī)容量也較小，因此中國海上風(fēng)電項目的容量系數(shù)要略低一些，2020年中國加權(quán)平均項目容量系數(shù)為37%。
表2 全球海上風(fēng)電主要市場國別項目容量系數(shù)表
四、海上風(fēng)電運維成本
由于所處地理位置的差異，海上風(fēng)電項目的運維成本要明顯高于陸上風(fēng)電項目。同時海上風(fēng)電行業(yè)總體量遠(yuǎn)小于陸上風(fēng)電，因此現(xiàn)能收集到海上風(fēng)電項目的實際運維數(shù)據(jù)也是比較有限的。
目前全球海上風(fēng)電的運維成本大致在70——129美元/kW/年的范圍之間。隨著海上風(fēng)電運維領(lǐng)域經(jīng)驗的增加，同時海上風(fēng)機(jī)單機(jī)容量在不斷增長，因此單位運維成本也在持續(xù)下降。以海上風(fēng)電行業(yè)中知名的開發(fā)商Ørsted公司為例，目前該公司在全球已運行以及建設(shè)中的海上風(fēng)電項目共9.9GW，其運維成本在2015年時為118美元/kW/年，到2018年時下降到了67美元/kW/年。
五、海上風(fēng)電項目LCOE
2010——2020近10年間，隨著海上風(fēng)電行業(yè)的快速發(fā)展，全球海上風(fēng)電項目加權(quán)平均LCOE也基本呈持續(xù)下降趨勢，從2010年時的0.162美元/kWh降低到2020年的0.084美元/kWh，降幅達(dá)到了48%。
圖5 2010——2020年全球海上風(fēng)電加權(quán)平均LCOE變化趨勢圖
2010——2020年間，全球重點市場國別的海上風(fēng)電項目LCOE均有不同幅度的下降，其中中國LCOE下降幅度達(dá)到了53%，歐洲區(qū)域各主要國別LCOE的平均降幅也都超過20%。由表3中數(shù)據(jù)可知，目前除日本外，海上風(fēng)電全球重點市場國別LCOE均低于或接近0.1美元/kWh，這也說明海上風(fēng)電在所有發(fā)電類型中越來越具有競爭力。
表3 全球海上風(fēng)電主要市場國別加權(quán)平均LCOE表
