文：《風(fēng)能》趙靚
5月20日，中國首座深遠(yuǎn)海漂浮式海上風(fēng)電平臺“海油觀瀾號”成功并入文昌油田群電網(wǎng)。這是中國第二臺實現(xiàn)并網(wǎng)投運(yùn)、第三臺完成現(xiàn)場安裝的漂浮式海上風(fēng)電機(jī)組，標(biāo)志著中國深遠(yuǎn)海風(fēng)電關(guān)鍵技術(shù)研制取得重大進(jìn)展，正在大步追趕國際同行。
多項統(tǒng)計信息綜合顯示，截至2023年5月，全球漂浮式海上風(fēng)電機(jī)組的累計投運(yùn)容量在20.6萬千瓦左右，累計投運(yùn)數(shù)量約36臺。其中，有7臺樣機(jī)在完成測試工作后被拆除。投運(yùn)的小批量或商業(yè)化項目共4個，總?cè)萘吭?5.9萬千瓦左右。
縱觀全球漂浮式海上風(fēng)電技術(shù)與市場的發(fā)展，大致經(jīng)歷了從樣機(jī)驗證（2009―2016年），到小型項目示范（2017―2020年），再到商業(yè)批量項目（2021年以后）三個階段。
最早投運(yùn)的兩臺漂浮式樣機(jī)，分別為挪威采用立柱式基礎(chǔ)的Hywind，葡萄牙采用半潛式基礎(chǔ)的WindFloat。它們的單機(jī)容量在2~2.3MW，所對應(yīng)的技術(shù)方案目前均已進(jìn)入小型項目驗證，甚至商業(yè)大批量項目開發(fā)的階段，并都進(jìn)一步搭載了8MW以上機(jī)型。
以日本與韓國海域的水深條件，大規(guī)模采用固定式海上風(fēng)電進(jìn)行項目開發(fā)的成本過高，技術(shù)存在諸多挑戰(zhàn)，反而更適合漂浮式海上風(fēng)電發(fā)展。因此，兩國緊隨歐洲之后進(jìn)行了相關(guān)技術(shù)開發(fā)與樣機(jī)投運(yùn)。2013―2016年，全球漂浮式海上風(fēng)電市場基本被日本主導(dǎo)，該國兩家開發(fā)企業(yè)連續(xù)投運(yùn)了5臺漂浮式樣機(jī)，均采用立柱式或半潛式基礎(chǔ)，主機(jī)制造商分屬三家企業(yè)。在完成技術(shù)驗證后，這些機(jī)組中的大部分都已被拆除。2020年，韓國首臺漂浮式樣機(jī)投運(yùn)，單機(jī)容量較小，于次年拆除。隨著中國“三峽引領(lǐng)號”在2021年完成并網(wǎng)，全球漂浮式海上風(fēng)電技術(shù)與市場基本定格在歐洲與東亞這兩個重點區(qū)域。
公開信息顯示，目前，中國共有6個漂浮式海上風(fēng)電項目（樣機(jī)）實現(xiàn)投運(yùn)或正在推進(jìn)實施。除安裝在三峽陽江沙扒海上風(fēng)電場的“三峽引領(lǐng)號”于2021年并網(wǎng)發(fā)電外，由中國海油主導(dǎo)的“海油觀瀾號”，在距海南文昌136km的海上油田海域投運(yùn)，成為全球第一個離岸距離超過100km和海水深度超過100m的“雙百”海上風(fēng)電項目。另有中國海裝主導(dǎo)推進(jìn)的“扶搖號”，已在廣東湛江羅斗沙海域完成安裝。
除上述3臺完成安裝的漂浮式樣機(jī)外，還有兩個搭載漂浮式樣機(jī)的項目正在推進(jìn)。2023年3月，龍源莆田南日島海上風(fēng)電項目的漂浮式機(jī)組平臺獲得了AIP（原則性認(rèn)可）證書；2022年2月，明陽陽江青洲四海上風(fēng)電項目開工，計劃安裝一臺16.6MW的漂浮式機(jī)組。
此外，已完成核準(zhǔn)并宣布開工的漂浮式風(fēng)電項目或樣機(jī)中，還有一個為大批量項目。萬寧百萬千瓦漂浮式海上風(fēng)電項目總裝機(jī)容量達(dá)到100萬千瓦，是國內(nèi)首個大型漂浮式海上風(fēng)電項目，也是全球已經(jīng)實質(zhì)性啟動的最大的漂浮式海上風(fēng)電項目。據(jù)相關(guān)報道，該項目計劃分兩期建設(shè)，一期建設(shè)規(guī)模為20萬千瓦，計劃于2025年前投運(yùn)；二期規(guī)模為80萬千瓦，計劃于2027年年底前投運(yùn)。據(jù)中電建萬寧漂浮式海上風(fēng)電試驗項目一期工程10萬千瓦樣機(jī)工程的EPC總包中標(biāo)公告顯示，該項目計劃安裝6臺單機(jī)容量為16~18MW的風(fēng)電機(jī)組。
目前，中國進(jìn)入安裝階段的漂浮式樣機(jī)基礎(chǔ)技術(shù)路線，都采用了三立柱半潛式方案。包括正在推進(jìn)開發(fā)的部分樣機(jī)，大多與采用固定式基礎(chǔ)的大型海上風(fēng)電場相連，或作為其中一個發(fā)電單元運(yùn)行。這有利于降低樣機(jī)的并網(wǎng)、運(yùn)維、安裝與管理成本，同時可與固定式機(jī)組的運(yùn)行情況進(jìn)行對標(biāo)測試，提升漂浮式海上風(fēng)電技術(shù)與市場的發(fā)展效率。
據(jù)了解，隨著近海風(fēng)能資源開發(fā)逐漸飽和，著力解決深遠(yuǎn)海風(fēng)電開發(fā)成本問題的漂浮式海上風(fēng)電技術(shù)得到充分驗證，不少國家都為漂浮式海上風(fēng)電制定了較大的市場規(guī)模。
2022年1月，蘇格蘭皇家地產(chǎn)局（Crown Estate Scotland）公布了蘇格蘭海上風(fēng)電首輪用海權(quán)招標(biāo)結(jié)果，中標(biāo)項目中的漂浮式海上風(fēng)電容量達(dá)到1450萬千瓦，盡管政府給這些項目留出的開發(fā)周期較寬松，但這仍在一定程度上反映出歐洲海上風(fēng)電的發(fā)展趨勢。
2022年9月15日，美國宣布啟動“漂浮式海上風(fēng)電行動計劃”，旨在推動開發(fā)無法采用固定式風(fēng)電的新海域。這項計劃的重點是在平臺制造、海洋工程和漂浮式機(jī)組領(lǐng)域進(jìn)行集中研究、開發(fā)和示范，到2035年將漂浮式海上風(fēng)電的度電成本降低70%以上，從2021年的0.084美元/千瓦時（約合人民幣0.602元/千瓦時）下降至0.045美元/千瓦時。并且，到2035年部署1500萬千瓦的漂浮式海上風(fēng)電裝機(jī)容量。如果這些計劃得以順利實施，10年后美國將成為全球第三個重要的漂浮式海上風(fēng)電市場。
基于各國市場規(guī)劃目標(biāo)，多家機(jī)構(gòu)對未來全球漂浮式海上風(fēng)電市場規(guī)模做出了預(yù)測。其中，全球風(fēng)能理事會（GWEC）在2021年的一項報告中預(yù)測，到2030年全球?qū)⒂?650萬千瓦的漂浮式海上風(fēng)電裝機(jī)。Westwood預(yù)測，到2026年全球?qū)⒂?60萬千瓦的漂浮式海上風(fēng)電并網(wǎng)。Rystad Energy預(yù)測，到2030年全球投運(yùn)漂浮式海上風(fēng)電1300萬千瓦，到2035年接近6000萬千瓦，漂浮式機(jī)組數(shù)量超過1300臺。4C Offshore預(yù)測，到2030年的全球漂浮式海上風(fēng)電投運(yùn)容量為1400萬千瓦?？傮w來看，各機(jī)構(gòu)對到2030年的全球漂浮式海上風(fēng)電市場規(guī)模預(yù)測在1300萬~1650萬千瓦，有一定差異但不明顯。
對于中國市場的預(yù)測則相對明確很多，尤其是就近期開展的規(guī)模化項目而言。2021年，中國海上風(fēng)電裝機(jī)容量已超過英國，成為全球最大的海上風(fēng)電市場，但在漂浮式海上風(fēng)電市場中，包括樣機(jī)與示范項目在內(nèi)的容量，僅排全球第五，居于英國、韓國、西班牙、意大利之后。2022年，多位來自不同機(jī)構(gòu)的專家對中國漂浮式海上風(fēng)電的中期發(fā)展情況的預(yù)測結(jié)果基本一致：到2026年有望達(dá)到50萬千瓦左右。
對于漂浮式海上風(fēng)電市場中長期發(fā)展態(tài)勢的影響因素有很多，包括政府支持力度，以及固定式海上風(fēng)電技術(shù)進(jìn)步等。最重要的影響則是漂浮式海上風(fēng)電的降本幅度。
事實上，漂浮式海上風(fēng)電是近期風(fēng)電技術(shù)發(fā)展中最活躍的一部分。新技術(shù)的快速涌現(xiàn)，大多是出于對降本的考慮和對不同海域環(huán)境的適應(yīng)。
據(jù)了解，全球首個漂浮式海上風(fēng)電項目的造價高達(dá)30萬元/千瓦。隨著近年來漂浮式海上風(fēng)電技術(shù)的進(jìn)步、單機(jī)容量的增加、項目規(guī)模的提升，漂浮式海上風(fēng)電項目單位千瓦造價已經(jīng)下降至4萬元/千瓦。據(jù)Carbon Trust預(yù)測，未來全球漂浮式海上風(fēng)電項目降本空間約為52%。而DNV的《能源轉(zhuǎn)型展望》（Energy Transition Outlook）報告預(yù)測，到2050年漂浮式海上風(fēng)電成本將下降近80%。
在這方面，一個現(xiàn)實參考案例是萬寧百萬千瓦漂浮式海上風(fēng)電項目。公開數(shù)據(jù)顯示，該項目總投資計劃約230億元，對應(yīng)的單位千瓦造價約2.3萬元/千瓦。一些專家與機(jī)構(gòu)預(yù)測，中國漂浮式海上風(fēng)電項目投資成本到2025年達(dá)到2萬元/千瓦左右，2030年降至1萬~1.5萬元/千瓦，達(dá)到與固定式海上風(fēng)電相當(dāng)?shù)乃健?/div>
