對(duì)一些國家而言，發(fā)展漂浮式海上風(fēng)電已經(jīng)成為自身脫碳行動(dòng)的必要選擇。

能源生產(chǎn)產(chǎn)生的溫室氣體排放量占全球溫室氣體排放量的3/4。在各國積極采取應(yīng)對(duì)氣候變化措施的大背景下，能源供應(yīng)已經(jīng)成為這場(chǎng)決定人類命運(yùn)“戰(zhàn)役”的主戰(zhàn)場(chǎng)，而以風(fēng)能和太陽能為代表的可再生能源，則是我們手中最重要的“武器”。對(duì)此，國際能源署(IEA)和國際可再生能源署(IRENA)都已給出答案，并表明要實(shí)現(xiàn)凈零碳，2050年前，風(fēng)能和太陽能光伏發(fā)電必須提供約70%的發(fā)電量。

海上風(fēng)電是實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的關(guān)鍵。據(jù)全球風(fēng)能理事會(huì)(GWEC)預(yù)測(cè)，雖然在2020年左右，固定式基礎(chǔ)海上風(fēng)電的增長最為顯著，但從2030年起，漂浮式海上風(fēng)電將快速發(fā)展。這是由于不少國家受陸上與海上風(fēng)能資源、海水深度、海床條件等約束，在固定式基礎(chǔ)陸上或海上風(fēng)電方面的發(fā)展?jié)摿τ邢?，必須利用漂浮式海上風(fēng)電開發(fā)深遠(yuǎn)海資源。有數(shù)據(jù)顯示，全球80%的海上風(fēng)能資源潛力都蘊(yùn)藏在水深超過60m的海域，這成為推動(dòng)漂浮式海上風(fēng)電技術(shù)與市場(chǎng)發(fā)展的主要因素。

當(dāng)然，漂浮式海上風(fēng)電也不僅能為各國減碳發(fā)揮關(guān)鍵作用，更可促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展，增加就業(yè)機(jī)會(huì)，并為擁有海上石油和天然氣活動(dòng)專業(yè)知識(shí)的國家提供了平穩(wěn)的能源過渡途徑。由于處在技術(shù)發(fā)展與商業(yè)化初期，意味著還需要各國在政策上給予漂浮式海上風(fēng)電一定的支持，包括發(fā)展目標(biāo)、用海許可、電力輸送、審批流程等。唯有如此，才能盡快降低項(xiàng)目開發(fā)的投資成本，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。

技術(shù)路線

不同的地理環(huán)境適用不同的解決方案，政策要求、本地化機(jī)遇、當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)設(shè)施以及不同整機(jī)設(shè)計(jì)等因素也會(huì)影響漂浮式基礎(chǔ)的選擇。這意味著市場(chǎng)不太可能圍繞著一種漂浮式平臺(tái)類型進(jìn)行調(diào)整，而是需要因地制宜。

目前主流的漂浮式海上風(fēng)電基礎(chǔ)技術(shù)路線共4種，包括駁船式、半潛式、單樁式、張力腿式。這些正在開發(fā)或使用的基礎(chǔ)技術(shù)路線各具特點(diǎn)。

隨著市場(chǎng)的演變，建造和運(yùn)營更大規(guī)模漂浮式海上風(fēng)電項(xiàng)目的需求正在增加，希望在建設(shè)、運(yùn)營和維護(hù)方面看到更多的創(chuàng)新。同時(shí)，一些漂浮式海上風(fēng)電技術(shù)可以在港口或掩護(hù)水域進(jìn)行建設(shè)，從而利用到固定式基礎(chǔ)海上風(fēng)電的安裝船舶。此外，也可以將漂浮式海上風(fēng)電機(jī)組拖到港口，在現(xiàn)場(chǎng)以外區(qū)域進(jìn)行大型維護(hù)、維修工作。

基礎(chǔ)是最能體現(xiàn)漂浮式海上風(fēng)電創(chuàng)新能力的技術(shù)。目前，多數(shù)市場(chǎng)均更關(guān)注半潛式基礎(chǔ)，但也有部分企業(yè)參與到另外三種技術(shù)的研發(fā)與市場(chǎng)應(yīng)用工作中，并將這些技術(shù)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行展現(xiàn)。由于目前該市場(chǎng)正處于概念與經(jīng)驗(yàn)的積累階段，在短期內(nèi)不會(huì)發(fā)生明顯的整合現(xiàn)象，但為了在市場(chǎng)中更好地生存，技術(shù)研發(fā)企業(yè)有必要緊密聯(lián)系開發(fā)企業(yè)，努力使之為批量項(xiàng)目提供支持，從而進(jìn)一步降低成本。

發(fā)展成果

綜合信息統(tǒng)計(jì)，截至2021年年底，全球?qū)崿F(xiàn)裝機(jī)的漂浮式海上風(fēng)電項(xiàng)目共17個(gè)，累計(jì)裝機(jī)容量為142.37MW，累計(jì)裝機(jī)數(shù)量為27臺(tái)。到2022年年底，全球漂浮式海上風(fēng)電裝機(jī)容量預(yù)計(jì)將達(dá)到200~260MW。

在目前已投運(yùn)的項(xiàng)目中，以下幾個(gè)最具代表性：

全球首臺(tái)并網(wǎng)的兆瓦級(jí)漂浮式風(fēng)電機(jī)組，是2009年在挪威并網(wǎng)的Hywind I，開發(fā)企業(yè)與工程總包商均為Statoil，搭載了由西門子制造的2.3MW機(jī)型。

全球首個(gè)商業(yè)化漂浮式海上風(fēng)電項(xiàng)目，是于2017年在英國投運(yùn)的Hywind Pilot Plant項(xiàng)目，總裝機(jī)容量為30MW，所用機(jī)組的單機(jī)容量為6MW，開發(fā)企業(yè)、工程總包商與整機(jī)商與Hywind I項(xiàng)目相同。

全球最大的漂浮式海上風(fēng)電項(xiàng)目是蘇格蘭的Kincardine項(xiàng)目，總裝機(jī)容量為50MW，采用了由Principal Power打造的Windfloat半潛式基礎(chǔ)。其中，1臺(tái)2MW機(jī)組于2018年投運(yùn);5臺(tái)由三菱—維斯塔斯提供的9.5MW機(jī)型—V164-9.5MW，于2021年投運(yùn)。

中國首臺(tái)漂浮式風(fēng)電機(jī)組是2021年12月7日在三峽陽江沙扒海上風(fēng)電場(chǎng)投運(yùn)的“三峽引領(lǐng)號(hào)”，是全球首臺(tái)抗臺(tái)風(fēng)型漂浮式海上風(fēng)電機(jī)組。“三峽引領(lǐng)號(hào)”采用半潛式基礎(chǔ)，搭載單機(jī)容量為5.5MW的明陽智能MySE5.5MW抗臺(tái)風(fēng)漂浮式機(jī)組，為中國漂浮式海上風(fēng)電技術(shù)與市場(chǎng)應(yīng)用打下重要基礎(chǔ)。

市場(chǎng)預(yù)期

全球風(fēng)能理事會(huì)預(yù)測(cè)，到2030年全球漂浮式海上風(fēng)電裝機(jī)容量可達(dá)16.5GW，其中僅有7.1%或1.2GW在2025年以前完成建設(shè)，其他的大部分裝機(jī)將在2026年以后投運(yùn)。到2026年，預(yù)計(jì)全球每年新增漂浮式海上風(fēng)電裝機(jī)容量將超過1GW，這是固定式基礎(chǔ)海上風(fēng)電在2010年所達(dá)到的水平。2020—2025年全球漂浮式海上風(fēng)電裝機(jī)容量的復(fù)合年均增長率可達(dá)104.7%;2026—2030年可達(dá)59.6%。

目前，漂浮式海上風(fēng)電在全球風(fēng)電總裝機(jī)容量中的占比僅為0.1%，但在未來10年間會(huì)發(fā)揮越來越重要的作用，到2030年將占全球新增風(fēng)電裝機(jī)總量的6.1%。

就區(qū)域市場(chǎng)而言，預(yù)計(jì)在2021―2025年的全球漂浮式海上風(fēng)電新增裝機(jī)中，有68.2%來自歐洲，其次是亞洲和北美洲，分別為21.4%和10.4%。亞洲的份額在2026—2030年可能會(huì)翻倍增長，從而使其成為同期新增裝機(jī)容量最大的區(qū)域。在累計(jì)裝機(jī)方面，到2030年歐洲將占全球的47%，隨后是亞洲(45%)、北美洲(8%)。

據(jù)分析，目前漂浮式海上風(fēng)電裝機(jī)容量排名前五的市場(chǎng)分別為英國、葡萄牙、日本、挪威、法國，到2030年的前五名將可能是韓國、日本、挪威、法國、英國。

此外，南非、中國、澳大利亞、日本、美國、俄羅斯和加拿大等都具有非常高的漂浮式海上風(fēng)電技術(shù)可開發(fā)潛力，漂浮式海上風(fēng)電將有很大機(jī)會(huì)成為這些國家實(shí)施長期脫碳的途徑之一。

總之，從現(xiàn)在開始，漂浮式海上風(fēng)電已經(jīng)結(jié)束了樣機(jī)和試驗(yàn)階段，剛剛步入預(yù)商用階段，從2026年開始，該市場(chǎng)將進(jìn)入真正的商業(yè)化階段。屆時(shí)，隨著裝機(jī)的持續(xù)增加，項(xiàng)目規(guī)模不斷增大，成本將快速降低。

關(guān)鍵區(qū)域

一、歐洲

蘇格蘭是全球首個(gè)商用漂浮式海上風(fēng)電項(xiàng)目——Hywind的所在地，且正在建設(shè)規(guī)模更大的Kincardine項(xiàng)目，因此，蘇格蘭在漂浮式海上風(fēng)電方面是公認(rèn)的全球領(lǐng)導(dǎo)者。蘇格蘭政府通過組織DeepWind項(xiàng)目供應(yīng)鏈集群機(jī)構(gòu)，為其在未來保持該行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者的地位進(jìn)行了投資。

英國政府已經(jīng)承諾到2030年開發(fā)1GW的漂浮式海上風(fēng)電。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，以及增加漂浮式海上風(fēng)電設(shè)備的供應(yīng)，英國政府加大了投資力度，包括運(yùn)行一個(gè)投資額在1750萬英鎊(約合人民幣1.5億元)的漂浮式海上風(fēng)電示范項(xiàng)目，以支持漂浮式海上風(fēng)電技術(shù)創(chuàng)新，主要包括系泊和錨定系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)電纜和子結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)。

法國也是一個(gè)雄心勃勃的漂浮式海上風(fēng)電市場(chǎng)，計(jì)劃未來每年都進(jìn)行商業(yè)招標(biāo)。該國的多年期能源計(jì)劃設(shè)定了監(jiān)管框架，即規(guī)定每年招標(biāo)1GW的海上風(fēng)電裝機(jī)，涵蓋固定式和漂浮式。

意大利被全球風(fēng)能理事會(huì)評(píng)為全球最需密切關(guān)注的5個(gè)漂浮式海上風(fēng)電市場(chǎng)之一。由于該國太過缺乏陸上風(fēng)電發(fā)展空間，實(shí)現(xiàn)綠色能源目標(biāo)可能將主要依賴于漂浮式海上風(fēng)電。其推動(dòng)漂浮式海上風(fēng)電發(fā)展的場(chǎng)地條件、政策環(huán)境、政策支持、政策許可、輸電網(wǎng)尚可，但在供應(yīng)鏈方面稍顯不足。意大利漂浮式海上風(fēng)電開發(fā)的最佳地點(diǎn)在南部：地圖上圍繞著“靴子”的腳部，以及靠近撒丁島和西西里島部分區(qū)域。與其他市場(chǎng)相比，意大利的度電成本最高，主要是由于風(fēng)速相對(duì)較低。

愛爾蘭如果對(duì)輸電網(wǎng)和港口進(jìn)行升級(jí)，那么有利場(chǎng)地條件和雄心勃勃的政府將創(chuàng)造出一個(gè)非常具有吸引力的海上風(fēng)電發(fā)展環(huán)境。目前，國際開發(fā)企業(yè)已經(jīng)收購了愛爾蘭幾個(gè)漂浮式海上風(fēng)電項(xiàng)目的股權(quán)。殼牌和SimplyBlue共同開發(fā)了2個(gè)漂浮式海上風(fēng)電項(xiàng)目——Western Star和Emerald，都位于其西海岸。

該國場(chǎng)地條件與政策支持具有較大優(yōu)勢(shì)，且政策環(huán)境、政策許可、輸電網(wǎng)尚可，但與意大利一樣，同樣是在供應(yīng)鏈方面存在不足。該國也是全球最需密切關(guān)注的5個(gè)漂浮式海上風(fēng)電市場(chǎng)之一。

二、亞洲

日本于2011年在福島建設(shè)了亞洲第一個(gè)漂浮式海上風(fēng)電示范項(xiàng)目，名為“FORWARD”。此后，又在后藤島和北九州安裝了更多示范機(jī)組。

2018年，日本政府通過立法允許在深水區(qū)開發(fā)海上風(fēng)電，包括港口和碼頭以外的地區(qū)，為漂浮式海上風(fēng)電技術(shù)打開了市場(chǎng)，有助于支撐其作為亞洲漂浮式海上風(fēng)電市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者的地位。

韓國計(jì)劃到2030年實(shí)現(xiàn)12GW的海上風(fēng)電裝機(jī)目標(biāo)。其自建設(shè)裝機(jī)規(guī)模為750kW的試點(diǎn)項(xiàng)目以來，一直在為發(fā)展漂浮式海上風(fēng)電做相關(guān)準(zhǔn)備。

2021年5月，韓國發(fā)展研究院批準(zhǔn)了200MW的Donghae 1漂浮式海上風(fēng)電項(xiàng)目，為韓國第一座漂浮式海上風(fēng)電場(chǎng)開了“綠燈”。隨后，韓國時(shí)任總統(tǒng)文在寅宣布在蔚山近海建設(shè)6GW的綜合性漂浮式海上風(fēng)電項(xiàng)目，將達(dá)到該國到2030年海上風(fēng)電裝機(jī)目標(biāo)的一半。

菲律賓也是全球風(fēng)能理事會(huì)評(píng)出的全球最需密切關(guān)注的5個(gè)漂浮式海上風(fēng)電市場(chǎng)之一。其經(jīng)濟(jì)高速增長將推動(dòng)靠近負(fù)荷中心地區(qū)電力需求增加。2021年，該國能源部發(fā)布了一份可再生能源項(xiàng)目清單，其中至少有8個(gè)海上風(fēng)電項(xiàng)目。目前，該國已確定3個(gè)適合發(fā)展漂浮式海上風(fēng)電場(chǎng)的區(qū)域?？傮w來看，菲律賓發(fā)展漂浮式海上風(fēng)電的優(yōu)勢(shì)包括場(chǎng)地條件與政策環(huán)境較佳，政策支持、政策許可、供應(yīng)鏈、輸電網(wǎng)尚可。

三、北美洲

美國有3個(gè)主要的漂浮式海上風(fēng)電市場(chǎng)：緬因州、加利福尼亞州和夏威夷。最接近裝機(jī)的是位于緬因州的Aqua Ventus II項(xiàng)目。拜登政府已經(jīng)提出加速發(fā)展海上風(fēng)電。美國內(nèi)政部與國防部達(dá)成了一項(xiàng)協(xié)議，計(jì)劃推進(jìn)加利福尼亞州北部和中部沿海地區(qū)的海上風(fēng)電開發(fā)。加利福尼亞州是全球最需密切關(guān)注的5個(gè)漂浮式海上風(fēng)電市場(chǎng)之一，其優(yōu)勢(shì)是擁有較好的場(chǎng)地條件、政策環(huán)境、政策許可，但供應(yīng)鏈和輸電網(wǎng)尚顯不足。太平洋地區(qū)近岸海水較深，需要采用漂浮式海上風(fēng)電機(jī)組。

四、非洲

摩洛哥也是5個(gè)全球最值得密切關(guān)注的市場(chǎng)之一。獲取豐富的風(fēng)能資源、實(shí)現(xiàn)綠色目標(biāo)以及提高能源安全性是推動(dòng)海上風(fēng)電在摩洛哥興起的主要因素。該國有較好的風(fēng)能資源和適合發(fā)展漂浮式海上風(fēng)電的水深，場(chǎng)地條件優(yōu)異。直到2019年，摩洛哥的大部分電力仍依賴進(jìn)口，愈加富足的社會(huì)環(huán)境使消費(fèi)量急劇上升，能源安全是一個(gè)大問題，各政府部門已經(jīng)表現(xiàn)出明顯的政治意愿，因此，其政策環(huán)境較好。雖然支持機(jī)制還未用在海上風(fēng)電，但在陸上風(fēng)電項(xiàng)目運(yùn)行良好，顯示政策支持水平良好。有法律規(guī)定了可再生能源項(xiàng)目的審批程序，審批過程順暢，政策許可方面較好。此外，摩洛哥推動(dòng)漂浮式海上風(fēng)電發(fā)展所需的供應(yīng)鏈尚可。唯一不足則體現(xiàn)在輸電網(wǎng)方面。