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從全球范圍來看，2021年是漂浮式海上風(fēng)電從示范性階段進(jìn)入商業(yè)化前期的一年，這一年，全球?qū)崿F(xiàn)了57 MW的漂浮式海上風(fēng)電新增裝機(jī)，累計(jì)裝機(jī)121.4 MW。在中國(guó)，“三峽引領(lǐng)號(hào)”和中國(guó)海裝“扶搖號(hào)”兩個(gè)示范性工程相繼建成，拉開我國(guó)漂浮式海上風(fēng)電發(fā)展的大幕。

2022年6月，行業(yè)又曝一則震撼消息——海南萬寧市正在規(guī)劃建設(shè)裝機(jī)容量100萬千瓦的漂浮式風(fēng)電項(xiàng)目，其中，一期20萬千瓦工程將力爭(zhēng)于2025年10月建成并網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)行。

在海上風(fēng)電領(lǐng)域，海南省這個(gè)“后進(jìn)生”正錨定深遠(yuǎn)海風(fēng)電，彎道超車謀求商業(yè)化漂浮式風(fēng)電上的引領(lǐng)地位。

漂浮式風(fēng)電商業(yè)化的挑戰(zhàn)

迄今為止，全球漂浮式尚未建成無補(bǔ)貼的商業(yè)化項(xiàng)目。三峽能源和中國(guó)海裝作為中國(guó)漂浮式風(fēng)電批吃螃蟹的企業(yè)，其“引領(lǐng)號(hào)”和“扶搖號(hào)”兩個(gè)項(xiàng)目的示范意義非凡。但據(jù)了解，以上兩個(gè)項(xiàng)目的造價(jià)均普遍高于固定式海上風(fēng)電項(xiàng)目，按照當(dāng)前的造價(jià)水平來看，在“十四五”末期實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)漂浮式風(fēng)電商業(yè)化還存在極大的難度。

“目前，制約漂浮式風(fēng)電商業(yè)化的主要因素是建設(shè)成本，在漂浮式風(fēng)電的成本構(gòu)成中，占比高的就是設(shè)備和施工兩個(gè)環(huán)節(jié)�！�中國(guó)電建集團(tuán)中南勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院新能源工程設(shè)計(jì)院總工程師鐘耀在日前于海南省萬寧市召開的中歐漂浮式海上風(fēng)電合作論壇上指出。

據(jù)了解，當(dāng)前我國(guó)已投運(yùn)的兩個(gè)漂浮式風(fēng)電示范項(xiàng)目單機(jī)容量分別為5.5MW和6.2MW，掃風(fēng)面積分別為3.43㎡/kW和2.93㎡/kW。

從降低單位千瓦造價(jià)、增加發(fā)電收益的角度來看，更大的機(jī)組設(shè)備是漂浮式海上風(fēng)電未來實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的基礎(chǔ)，未來超過5-6MW、掃風(fēng)面積達(dá)到3.8㎡以上的機(jī)組將是海南建設(shè)漂浮式風(fēng)電項(xiàng)目更佳的選擇。

同時(shí)，施工工藝也是漂浮式風(fēng)電商業(yè)化應(yīng)用的另一大制約因素。國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)施工工藝一般是在船廠制造浮體——碼頭吊裝——一體化拖航——現(xiàn)場(chǎng)浮吊安裝這個(gè)流程，施工成本高昂。

“以當(dāng)前國(guó)內(nèi)建成的樣機(jī)工程來看，基礎(chǔ)浮體、系泊系統(tǒng)、施工造價(jià)的成本占比總造價(jià)的80%以上，這是一個(gè)非常高的水平，但也預(yù)示著這部分環(huán)節(jié)存在較大的降本空間�！辩娨�指對(duì)北極星風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)說。

預(yù)計(jì)2027年漂浮式風(fēng)電實(shí)現(xiàn)商業(yè)化

漂浮式海上風(fēng)電被業(yè)內(nèi)寄望為“未來深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電開發(fā)的主要技術(shù)”。“十四五”期間，海南省規(guī)劃漂浮式容量100萬千瓦，列入國(guó)家深遠(yuǎn)海開發(fā)的漂浮式容量是400萬千瓦，再結(jié)合海南離岸近、水深深的特有優(yōu)勢(shì)，這也成為萬寧項(xiàng)目2025年并網(wǎng)的有利條件。

據(jù)了解，萬寧漂浮式海上風(fēng)電項(xiàng)目已經(jīng)由中電建中南院開展了風(fēng)資源觀測(cè)、海洋水文觀測(cè)、地形測(cè)量、海洋環(huán)境調(diào)查以及鳥類觀測(cè)等前期工作。

“在我們的規(guī)劃目標(biāo)中，萬寧項(xiàng)目可能分三個(gè)階段開發(fā)。樣機(jī)階段，我們將通過在浮體、系泊和施工方面的創(chuàng)新優(yōu)化，將該部分成本占比降低至70%；20萬千瓦并網(wǎng)時(shí)，上述三個(gè)環(huán)節(jié)的成本降低至60%；項(xiàng)目全容量并網(wǎng)時(shí)期，以上三塊成本降低至55-50%。”鐘耀說。

有目標(biāo)自然會(huì)匹配相應(yīng)的實(shí)施路徑。在鐘耀看來，萬寧漂浮式風(fēng)電整體的降本思路可以從一下幾個(gè)路徑著手：

在整體設(shè)計(jì)階段，對(duì)包含浮體、系泊系統(tǒng)單元和整機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)和優(yōu)化。綜合考慮系泊系統(tǒng)共享、海纜以及輸電系統(tǒng)，采用大容量風(fēng)電機(jī)組，進(jìn)一步降低浮體、系泊成本以及施工安裝成本，以減少單位千瓦投資。并充分考慮項(xiàng)目的綜合利用，如海上風(fēng)電和海洋牧場(chǎng)融合、海上風(fēng)電制氫的、海上平臺(tái)及海島供電等融合發(fā)展。

“在風(fēng)電機(jī)組的定制上，我們認(rèn)為需要設(shè)計(jì)院和風(fēng)機(jī)廠商共同提出參數(shù)，優(yōu)化定制大容量風(fēng)電機(jī)組，單機(jī)容量建議不低于15MW。”鐘耀說，“通過對(duì)機(jī)組、浮體、系泊、海纜等進(jìn)行一體化仿真設(shè)計(jì)，以及新材料、新的基礎(chǔ)型式應(yīng)用，達(dá)到浮體結(jié)構(gòu)的整體降本。”

之后則是通過運(yùn)輸及安裝裝備的改進(jìn)、開展新型系統(tǒng)安裝設(shè)備和工藝研究等方式，降低運(yùn)輸成本，提升施工效率。

動(dòng)態(tài)海纜也是漂浮式風(fēng)電的重要成本構(gòu)成，據(jù)了解，“扶搖號(hào)”動(dòng)態(tài)海纜成本占比達(dá)8.6%。在這個(gè)環(huán)節(jié)上，鐘耀建議通過降低認(rèn)證費(fèi)用和測(cè)試費(fèi)用、降低附件成本、設(shè)計(jì)新結(jié)構(gòu)新材料、改進(jìn)安裝方式等方法，降低動(dòng)態(tài)海纜成本。

“通過推動(dòng)以上一系列的創(chuàng)新突破，再加上海南省對(duì)充分培育相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的重視，以及未來可能出臺(tái)的相關(guān)電價(jià)或投資補(bǔ)貼支持，預(yù)測(cè)2027年漂浮式風(fēng)電可以實(shí)現(xiàn)商業(yè)化開發(fā)�！�

同時(shí)鐘耀也指出，2025到2030年期間，降本和增效將是漂浮式海上風(fēng)電發(fā)展的主旋律，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的規(guī)模擴(kuò)大化，為商業(yè)化打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2021年，我國(guó)海上風(fēng)電新增裝機(jī)16.9GW，依托強(qiáng)大的本地產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現(xiàn)了超過2020年以前海上風(fēng)電總裝機(jī)的1.7倍。也正是依靠如此完備的產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)，我國(guó)風(fēng)電整機(jī)在全球整機(jī)價(jià)格上漲的的情況下仍逆勢(shì)降本，與國(guó)際92萬美元/兆瓦（數(shù)據(jù)來源：BNEF“2022年上半年風(fēng)機(jī)價(jià)格指數(shù)”）的水平拉開巨大的差距。未來，國(guó)內(nèi)漂浮式風(fēng)電也會(huì)在連續(xù)的政策驅(qū)動(dòng)、持續(xù)的技術(shù)突破以及完備的產(chǎn)業(yè)鏈支撐之上獲取持續(xù)降本增效的能力。