境外海上風(fēng)電機(jī)組發(fā)展趨勢(shì)

來(lái)源：絲路印象 2024-07-19 17:33:26 瀏覽：468 收藏

風(fēng)電作為一種新能源，其所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)收益以及綠色環(huán)保的效益已被眾人所關(guān)注。依據(jù)丹麥一家咨詢公司的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全球市場(chǎng)上風(fēng)電機(jī)組的新增容量已經(jīng)超過(guò)了54.6GW。而全球的總?cè)萘恳呀?jīng)達(dá)到了486.7GW。其中以中國(guó)、美國(guó)、德國(guó)和印度的表現(xiàn)最為突出。而歐洲的一些國(guó)家，如法國(guó)、土耳其以及荷蘭的容量也已經(jīng)超出預(yù)期水平。這一些數(shù)據(jù)都證明了一點(diǎn)，風(fēng)電的使用已成為全球的流行趨勢(shì)，而本文主要將研究國(guó)外海上風(fēng)電機(jī)組的發(fā)展趨勢(shì)，并對(duì)其變化進(jìn)行分析。

一、引言

隨著地球資源的不斷緊張，以及人們對(duì)于環(huán)境認(rèn)知地不斷加深，尋求新能源已成為現(xiàn)代化發(fā)展的必然趨勢(shì)?？v觀整個(gè)清潔能源的發(fā)展，以海上風(fēng)電發(fā)展趨勢(shì)最為迅猛，主要是由于地球70%的面積都以海洋為主。得天獨(dú)厚的自然資源，給予海上發(fā)電的實(shí)現(xiàn)帶來(lái)了可能性。而很多國(guó)家都有海洋資源，因此海上風(fēng)電的發(fā)展受到了廣泛的追捧。

二、概述

依據(jù)一份全球知名管理咨詢公司所發(fā)布的海上風(fēng)電市場(chǎng)分析報(bào)告數(shù)據(jù)顯示，目前很多國(guó)家(地區(qū))，尤其是亞洲國(guó)家(地區(qū))在海上風(fēng)電市場(chǎng)的成長(zhǎng)計(jì)劃目標(biāo)，以中國(guó)的臺(tái)灣為例，它將海灣地區(qū)在2020年海上發(fā)電裝機(jī)容量設(shè)定為600MW，而到2030年則會(huì)達(dá)到3000MW；與此同時(shí)，南韓政府也公布了其海上裝機(jī)容量到2019年，其將實(shí)現(xiàn)1500MW的裝機(jī)容量，而到2030年則要實(shí)現(xiàn)2500MW。盡管全球很多國(guó)家和地區(qū)也都發(fā)布了關(guān)于海上風(fēng)電發(fā)展的目標(biāo)和計(jì)劃，但是由于受到當(dāng)?shù)氐貐^(qū)的政治、經(jīng)濟(jì)等因素的影響，導(dǎo)致海上風(fēng)電裝置容量的預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際情況具有較大的差距。

三、成本趨勢(shì)

現(xiàn)階段來(lái)看海上風(fēng)電價(jià)格，目前呈現(xiàn)出一個(gè)不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)。而這些成本增加的原因主要在于：1.海上風(fēng)電場(chǎng)的位置從最初的淺海區(qū)域不斷地向更深水域的擴(kuò)張；2.風(fēng)電場(chǎng)選址位置由于海域的不斷加深導(dǎo)致其具有的復(fù)雜性不斷地提升；3.在進(jìn)行海上作業(yè)時(shí)，有一些限制性的因素以及自然環(huán)境等因素的影響，導(dǎo)致整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程具有較大的風(fēng)險(xiǎn)。

從2000年到2016年，全球海上風(fēng)電項(xiàng)目的成本總體呈現(xiàn)上漲趨勢(shì)，而平均所投入的資本成本已經(jīng)達(dá)到了近6000美元/千瓦。而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)海上風(fēng)電技術(shù)的施工成本則可以得到有效地緩解，但是也會(huì)使風(fēng)電項(xiàng)目面臨著更大的挑戰(zhàn)和風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)然，除了設(shè)備連接安裝的方法存在的進(jìn)步外，通過(guò)提升裝機(jī)容量以及能量的轉(zhuǎn)化率也可以有效地減輕資金投入量。

值得注意的是，這項(xiàng)數(shù)據(jù)并不能反映整個(gè)國(guó)外地區(qū)海上風(fēng)電項(xiàng)目所承擔(dān)的費(fèi)用成本。例如，德國(guó)所使用的海上風(fēng)電網(wǎng)運(yùn)輸?shù)耐度胭M(fèi)用，是由其負(fù)責(zé)電力系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)商承擔(dān)的，而不是由風(fēng)電項(xiàng)目的業(yè)主負(fù)擔(dān)。但相比較而言，美國(guó)在該項(xiàng)目中所承擔(dān)的資本則會(huì)很大，其投入成本差不多在5000到6000美元/千瓦之間。而這些資本是分布在海上風(fēng)電項(xiàng)目中的各個(gè)方面，這說(shuō)明這些資本的投入有可能降低未來(lái)的成本投入。

以該單位在資本投入的占比數(shù)據(jù)我們可以得出，機(jī)電設(shè)備在成本上的投入占整個(gè)風(fēng)電資本投入成本的3%，而支撐其結(jié)構(gòu)以及風(fēng)電樁所使用的成本為22%，位于整個(gè)成本投入第二位支出。相應(yīng)的物流和安裝方面所占用的成本比重則只達(dá)到了19%。值得關(guān)注的是，該資本評(píng)估公司在海上風(fēng)電資本投入的融資成本占據(jù)了整個(gè)投入比例的12%。而在其他的海上風(fēng)電研究中，其風(fēng)電資本成本所占的比重則上升至為38%，支撐結(jié)構(gòu)和海上電樁所佔(zhàn)用的成本也上升到了25%。

四、市場(chǎng)分析和發(fā)展趨勢(shì)

隨著風(fēng)電項(xiàng)目不斷地得到世人的認(rèn)可，其所呈現(xiàn)的發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)為：風(fēng)電廠在選址方面將會(huì)向更深的水域發(fā)展。這種發(fā)展趨勢(shì)不僅有效地減少了風(fēng)電場(chǎng)對(duì)人們視覺(jué)方面的影響，從而避開(kāi)了公眾對(duì)于海上風(fēng)電項(xiàng)目的否定態(tài)度。這對(duì)于后期海上風(fēng)電技術(shù)的改進(jìn)，以及物流、安裝和維護(hù)等方面的要求都需要得到進(jìn)一步的提升。同時(shí)機(jī)械設(shè)備的對(duì)應(yīng)部件的性能的提升，使得海上風(fēng)電機(jī)組能夠生產(chǎn)出更大的容量，從而更好的利用風(fēng)俗進(jìn)行發(fā)電。原始的設(shè)備正在代替?zhèn)鹘y(tǒng)的聯(lián)動(dòng)傳動(dòng)設(shè)備，其目的就是為了能夠更好的提升發(fā)電效率，減輕渦輪的重量，減少其在使用過(guò)程中所涉及到的售后和維修的服務(wù)需求。

1.深度和距離

正如我們前面所說(shuō)，越來(lái)越多的開(kāi)發(fā)商選擇在更深的海域來(lái)建設(shè)海上風(fēng)電發(fā)電場(chǎng)。而離岸距離越大，對(duì)于其建設(shè)項(xiàng)目的成本以及后期的運(yùn)營(yíng)成本將帶來(lái)非常顯著的影響。比如在線路的聯(lián)通過(guò)程中由于距離的增加，則會(huì)直接導(dǎo)致連接材料和建設(shè)的成本投入。從09年以來(lái)，越來(lái)越多的海上風(fēng)電項(xiàng)目開(kāi)始從離岸10英里的位置，逐漸向20英里以上的水域發(fā)展。在2012年，對(duì)新增產(chǎn)能的商業(yè)化模式項(xiàng)目的研究中發(fā)現(xiàn)，其所佔(zhàn)據(jù)的離岸距離平均已達(dá)到39英里。從科學(xué)的角度來(lái)講，離岸距離越遠(yuǎn)其所占據(jù)區(qū)域的水域則越深，對(duì)于其線路連接的成本以及施工難度只會(huì)不斷的增加。目前在海外最近的幾個(gè)海上風(fēng)電項(xiàng)目中，仍存在著正在向更遠(yuǎn)的水域發(fā)展的趨勢(shì)，其中主要是以德國(guó)公司為主。

德國(guó)目前海上風(fēng)電項(xiàng)目的涉水深度高達(dá)40米，離岸距離約為70多英里。相比較之下，美國(guó)在選擇海上風(fēng)電場(chǎng)的過(guò)程中，會(huì)選擇離岸較近的地方，一般為20英里。但也有例外，有一些風(fēng)電場(chǎng)會(huì)選在相對(duì)較遠(yuǎn)的地方，如美國(guó)預(yù)計(jì)建設(shè)了一所1000MV的風(fēng)能發(fā)電中心，其項(xiàng)目的水深可達(dá)到40m以上，這是由于美國(guó)海洋能源管理局所選擇的風(fēng)能區(qū)域的平均水深已經(jīng)超出了海上風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目的深度。

2.風(fēng)電場(chǎng)的特征

從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，目前國(guó)外在海上風(fēng)電項(xiàng)目中，其風(fēng)電場(chǎng)不斷地向更深更遠(yuǎn)的水域發(fā)展，并且向著更高更大的裝機(jī)容量發(fā)展。我們得出的響應(yīng)數(shù)據(jù)顯示，截至2015年海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到14383MW，而預(yù)計(jì)在2020年之后，裝機(jī)容量將會(huì)翻番。隨著開(kāi)發(fā)商進(jìn)一步從淺水區(qū)向深水區(qū)域發(fā)展，他們將會(huì)獲得越來(lái)越多的風(fēng)力資源，尤其是在輪轂高度得到提升了之后。

3.風(fēng)電機(jī)組

最初，海上風(fēng)電機(jī)組所用的機(jī)組是從陸地風(fēng)電機(jī)組中演化而來(lái)的版本。但是隨著渦輪制造商技術(shù)能力的不斷提升，風(fēng)電市場(chǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大。渦輪制造商也開(kāi)始研究生產(chǎn)專門為海上環(huán)境中所使用的渦輪機(jī)組。與陸地風(fēng)電機(jī)組相比較，海上風(fēng)電機(jī)組其規(guī)模在不斷地加大。一般來(lái)說(shuō)，陸地風(fēng)電機(jī)組的裝機(jī)容量通常在1.5-3MW之間，而其風(fēng)機(jī)槳葉的長(zhǎng)度在70-120米之間，風(fēng)機(jī)架的高度為80米甚至更高。但是現(xiàn)在機(jī)械設(shè)備技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)階段的風(fēng)電機(jī)組的裝機(jī)容量已經(jīng)提升到3-6MW之間，而且風(fēng)葉直徑也達(dá)到了120米，其風(fēng)機(jī)架的高度則從80米升為70到120米之間。從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)說(shuō)，海外風(fēng)電機(jī)組的發(fā)展容量將會(huì)得到進(jìn)一步的發(fā)展，其裝機(jī)容量將會(huì)提至4-8MW之間。

通過(guò)對(duì)比數(shù)據(jù)我們發(fā)現(xiàn)，目前越來(lái)越多的國(guó)外企業(yè)在項(xiàng)目部署過(guò)程中都喜歡采用3-5MW的渦輪機(jī)，發(fā)展到2020年，渦輪機(jī)的規(guī)模則達(dá)到了6.08MW。

五、風(fēng)電機(jī)直徑

隨著海上風(fēng)電機(jī)的裝機(jī)容量的提升，使得整個(gè)風(fēng)電機(jī)在風(fēng)葉設(shè)計(jì)以及輪轂設(shè)計(jì)方面的追求更高，整體不斷地向更大、更長(zhǎng)的方向發(fā)展。變大的葉片則會(huì)增加對(duì)風(fēng)的橫掃面積，從而使整個(gè)風(fēng)電設(shè)備產(chǎn)生更大的能量，創(chuàng)造出更大的利潤(rùn)。

六、結(jié)束語(yǔ)

海上風(fēng)電的使用是人類對(duì)于自然能源利用的有效方式，但隨著人們對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)需求的增加，使得風(fēng)電場(chǎng)無(wú)論是離岸距離還是整個(gè)設(shè)備的設(shè)計(jì)方面都在不斷地提升。導(dǎo)致生產(chǎn)建設(shè)方面的投入更大，難度增加。因此這不僅需要技術(shù)方面的支持，也需要各個(gè)部分和各個(gè)企業(yè)之間的相互配合。只有如此，才能夠更好的降低開(kāi)發(fā)的成本和風(fēng)險(xiǎn)，獲得更大的能源。

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