《海上風電專利洞察報告》：揭秘海上風電技術最新趨勢

由于其巨大的能源潛力和成本競爭力，海上風電行業(yè)受到了能源界的極大關注。

根據(jù)國際可再生能源署（IRENA）的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，截至2022年，全球累計安裝了63GW的海上風電容量。

2010-2022年期間，海上風電發(fā)電的平準化成本下降了59%。

“盡管取得了這些積極進展，但國際社會仍需要進一步創(chuàng)新和行動，以確保到2030年和2050年，全球海上風電容量分別達到494GW和2465 GW，符合國際可再生能源機構氣溫升幅限制1.5℃之內的目標。

“到2050年，風電（陸上和海上）將從目前的900GW大幅增加到10000 GW以上，幾乎占可再生能源總裝機容量的三分之一。”

IRENA表示，就海上風電而言，到2050年，全球裝機容量將達到近2500GW。

“這需要比目前的水平（到2022年達到63GW）增加40倍，使海上風電成為未來三十年內實現(xiàn)全球氣候目標的領先技術之一。”

專利申請數(shù)量大幅上升

IRENA最近發(fā)布了一份關于海上風電供應鏈創(chuàng)新趨勢的專利洞察報告。它是由歐洲專利局（EPO）聯(lián)合編寫的。

專利數(shù)據(jù)顯示，從2006年到2012年，全球專利申請量激增，隨后一直停滯不前，直到2017年專利活動死灰復燃。

浮式基礎、運輸和機械傳動在海上風電領域的專利數(shù)量最多。

“從2002年到2022年，約有17000個與海上風能相關的專利家族被公布，平均每年增長18%。2014年至2017年間，申請量停滯不前，但隨后急劇增加。申請量最大的國家是中國（占專利家族總數(shù)的52%），其次是韓國（6%）、德國（5%）、日本（5%），美國（4%）和丹麥（4%）。”

對海上風電行業(yè)的關鍵政策見解

海上風電的發(fā)明增加，在歐洲、亞洲和美國占據(jù)主導地位，成為未來市場。在申請國際專利家族（IPF）前10名國家的排名中，有7個國家是歐洲國家，其中德國和丹麥領先。

浮動基礎、運輸和綠氫吸引了發(fā)明活動。大多數(shù)海上風電的發(fā)明集中在三個領域：浮式基礎、運輸設備以及渦輪機的安裝。

市場趨勢表明，鑒于浮式基礎有潛力將渦輪機安置在風力發(fā)電潛力豐富的深水中，人們對開發(fā)浮式基礎的興趣越來越大。專利數(shù)據(jù)證實了這一點，表明行業(yè)參與者正在這一技術領域進行創(chuàng)新。

塔筒和葉片設計以減少鋼鐵需求并提高可持續(xù)性：海上風電行業(yè)的參與者也在尋找塔筒的替代設計（即混凝土和網(wǎng)格結構），這可能會減少對鋼鐵的需求。

稀土材料在傳動系中的使用增加。在這里，由于直接驅動系統(tǒng)的有效成本重量功率密度比，該趨勢顯示出對其的持續(xù)興趣；然而，這一趨勢意味著永磁同步發(fā)電機的利用率將有所提高。

現(xiàn)場儲能和制氫，以平衡電力系統(tǒng)并創(chuàng)造額外價值。人們越來越關注靈活的能源系統(tǒng)，以應對可再生技術的可變性。海上風能技術的專利數(shù)據(jù)也表明，人們對儲能選擇越來越感興趣，尤其是海上風電場和氫氣生產(chǎn)的結合，這為幫助脫碳活動提供了額外的好處。

占用海底電力基礎設施。對傳輸基礎設施的需求也在推動創(chuàng)新活動，專利數(shù)據(jù)顯示，在海底電纜方面有許多相應的創(chuàng)新，可以經(jīng)濟高效地連接供需。

對將海上風電與其他能源發(fā)電相結合的適度興趣。為了擴大海上風電解決方案的潛力，人們越來越努力將海上能源發(fā)電與光伏或海洋能源等其他技術相結合。

IRENA表示：“總的來說，海上風電領域不斷增長的專利申請活動表明，未來幾年技術部署將持續(xù)增長。快速推出海上風電生產(chǎn)的需求需要不斷開發(fā)創(chuàng)新解決方案，使該技術更具成本競爭力。”