廣東海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及對策建議

 海上風(fēng)電是世界公認(rèn)并競相布局發(fā)展的綠色能源。廣東作為能源消費(fèi)大省，大力發(fā)展海上風(fēng)電對優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，引領(lǐng)綠色能源革命，實現(xiàn)“碳達(dá)峰”、“碳中和”目標(biāo)意義重大[1]。廣東海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的潛力巨大、前景廣闊，但也存在一些制約因素。本文在介紹全球海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對廣東發(fā)展海上風(fēng)電的利弊條件進(jìn)行了分析，找出存在的主要問題，并給出推動海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展的若干建議。

 1海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)趨勢

 1.1海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

 1.1.1全球海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)呈快速增長態(tài)勢

 作為一種無污染、可再生的高效清潔新能源，海上風(fēng)電已成為全球可再生能源發(fā)電的重要增長點(diǎn)[2]。根據(jù)全球風(fēng)能理事會（globalwindenergycouncil,GWEC）發(fā)布的《全球風(fēng)能報告2022》顯示：2021年，全球海上風(fēng)電新增裝機(jī)容量21.1GW，同比增長兩倍，創(chuàng)歷史最大增幅；海上風(fēng)電累計裝機(jī)容量達(dá)57.2GW，為5年前（2017年，18.8GW）的3倍。但與同期陸上風(fēng)電（裝機(jī)總?cè)萘繛?80GW）相比，海上風(fēng)電占比仍然較低，僅為7.3%。

 1.1.2中國成為海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)全球領(lǐng)導(dǎo)者

 2021年，中國海上風(fēng)電新增裝機(jī)容量近17GW,占全球的80%，連續(xù)4年保持全球第一[3]；累計裝機(jī)容量達(dá)27.7GW（國家能源局的數(shù)據(jù)顯示，截至2021年底，中國海上風(fēng)電累計并網(wǎng)裝機(jī)容量為26.39GW），超越英國成為全球海上風(fēng)電累計裝機(jī)容量最多的國家。歐洲的德國、荷蘭、丹麥分列全球第三、四、五位。除中國和歐洲之外，越南以779MW的新增裝機(jī)容量，成為第三大海上風(fēng)電市場。2021年全球各國（地區(qū)）海上風(fēng)電新增裝機(jī)容量占比情況如圖1所示。截至2021年底全球各國（地區(qū)）海上風(fēng)電累計裝機(jī)容量占比情況如圖2所示。

 1.1.3亞太地區(qū)將成為全球海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)增長引擎

 據(jù)GWEC預(yù)測，2022－2031年全球?qū)⑿略龀^315GW的海上風(fēng)電裝機(jī)容量；到2031年底，海上風(fēng)電累計裝機(jī)容量將達(dá)到370GW，年新增裝機(jī)容量有望增加一倍以上，從21.1GW提高到54.9GW。亞洲將取代歐洲成為最大的海上風(fēng)電市場，并將領(lǐng)先優(yōu)勢一直保持到2030年底[4]。其中，中國未來5年有望新增裝機(jī)容量45.6GW，越南（2.2GW）、韓國（1.7GW）和日本（1GW）緊隨其后。

 1.2海上風(fēng)電技術(shù)趨勢 

 近些年，歐美發(fā)達(dá)國家在海上風(fēng)電技術(shù)集成與關(guān)鍵裝備領(lǐng)域進(jìn)步巨大，總體呈現(xiàn)“由淺入深、由近及遠(yuǎn)、由小及大”的發(fā)展趨勢，即風(fēng)場離岸距離和水深不斷增加，分別超過100km和100m，深遠(yuǎn)?；厔菝黠@；單機(jī)額定容量逐步增大，海上風(fēng)電機(jī)組進(jìn)入10MW時代；風(fēng)電場規(guī)模越來越大，單體規(guī)模超過百萬千瓦，規(guī)?；_發(fā)趨勢明顯[5]。

 1.2.1海上風(fēng)電項目從近海逐步向深遠(yuǎn)海發(fā)展

 當(dāng)前，我國海上風(fēng)電項目主要分布在水深不超過50m的海域，近海風(fēng)電項目場址日益緊張；相比之下，水深超過50m的深遠(yuǎn)海域風(fēng)能資源豐富，開發(fā)潛力巨大，且海事、環(huán)保制約性因素相對較少，容量系數(shù)高、出力穩(wěn)定[6]，必將成為未來海上風(fēng)電發(fā)展的主戰(zhàn)場。發(fā)達(dá)海洋國家紛紛將研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)向深海，我國沿海省份也都在積極規(guī)劃深海風(fēng)電。

 1.2.2風(fēng)電場基礎(chǔ)由固定式向漂浮式發(fā)展

 近海風(fēng)電場采用的各種類型固定式基礎(chǔ)的自重和工程造價，隨著水深的增加而大幅遞增，在經(jīng)濟(jì)上變得不可行；而漂浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)具有不受水深及地質(zhì)影響、安裝成本低、視覺沖擊和噪聲污染小等優(yōu)勢，市場前景更加廣闊。隨著海上風(fēng)電的規(guī)?；_發(fā)，適合建造固定式風(fēng)機(jī)的場址越來越少，亟須加大海上漂浮式風(fēng)電的研究和建設(shè)力度。

 1.2.3海上風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量越來越大

 大兆瓦機(jī)組是海上風(fēng)電機(jī)組發(fā)展的必然方向，海上風(fēng)電機(jī)組平均單機(jī)容量將由當(dāng)前的6.5MW增加到2025年的10~12MW。目前，國內(nèi)外風(fēng)電整機(jī)商都

 在競相打造大兆瓦風(fēng)電機(jī)組。在國外，海上風(fēng)機(jī)技術(shù)發(fā)展最為成熟的歐洲市場過去10年單機(jī)容量增加了62%；在國內(nèi)，通用電氣（GE）海上風(fēng)電揭陽總裝基地生產(chǎn)的單機(jī)容量可達(dá)12MW，明陽智慧能源集團(tuán)股份公司（以下簡稱“明陽智能”）自主研發(fā)的8.3MW海上風(fēng)機(jī)已在福建興化灣成功吊裝，16.6MW雙機(jī)頭海上風(fēng)機(jī)也即將面世。

 2廣東發(fā)展海上風(fēng)電的“四大優(yōu)勢”和“四大掣肘”

 2.1廣東發(fā)展海上風(fēng)電的“四大優(yōu)勢”

 從2018年4月首個海上風(fēng)電示范項目并網(wǎng)實現(xiàn)“零的突破”，到2021年底廣東省海上風(fēng)電累計并網(wǎng)裝機(jī)容量位居全國第二（約650萬千瓦，占全國的24.6%），廣東海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)了跨越式發(fā)展[7]。作為海洋大省，廣東海岸線長、風(fēng)力資源豐富、海洋裝備產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)雄厚，這為海上風(fēng)電發(fā)展壯大奠定了堅實的基礎(chǔ)。

 2.1.1資源優(yōu)勢

 廣東沿海處于我國南部沿海風(fēng)能豐富區(qū)，粵西海域風(fēng)功率密度等級可達(dá)5~6級，年平均風(fēng)速可達(dá)7m/s以上；粵東海域風(fēng)功率密度等級為3~4級，年平均風(fēng)速可達(dá)9m/s以上，風(fēng)功率密度和發(fā)電利用小時數(shù)較高，海上風(fēng)能資源豐富、品質(zhì)良好。

 2.1.2規(guī)劃優(yōu)勢

 根據(jù)《廣東省海上風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃（2017－2030年）（修編）》數(shù)據(jù)，廣東將規(guī)劃建設(shè)海上風(fēng)電場址23個，總裝機(jī)容量6685萬千瓦，全國排名第一。其中，近海淺水區(qū)場址15個，裝機(jī)容量985萬千瓦；近海深水區(qū)場址8個，裝機(jī)容量5700萬千瓦。目前，廣東省已有5個項目實現(xiàn)全容量投產(chǎn)，共132萬千瓦；在建項目16個，共558萬千瓦。廣東省“十四五”期間將實現(xiàn)新增裝機(jī)容量超過1400萬千瓦，截至2025年底海上風(fēng)電累計裝機(jī)容量將達(dá)到1800萬千瓦。重點(diǎn)省份海上風(fēng)電“十四五”規(guī)劃情況如圖3所示。

 2.1.3創(chuàng)新優(yōu)勢

 為適應(yīng)海上風(fēng)電規(guī)?；_發(fā)的需要，近年來廣東省加大了對海上風(fēng)電技術(shù)研發(fā)、重大裝備研制、創(chuàng)新平臺建設(shè)、人才引進(jìn)等方面的支持力度，有力地促進(jìn)了行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。

 在科研攻關(guān)方面，聚焦海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)前沿及“卡脖子”技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)鍵科學(xué)問題，組織實施廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究海上風(fēng)電聯(lián)合基金和廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計劃“新能源”重點(diǎn)專項，支持明陽智能、先進(jìn)能源科學(xué)與技術(shù)廣東省實驗室陽江分中心（以下簡稱“陽江海上風(fēng)電實驗室”）、南方電網(wǎng)數(shù)字電網(wǎng)研究院有限公司等數(shù)十家企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)和創(chuàng)新平臺圍繞海上風(fēng)電領(lǐng)域系統(tǒng)集成、硬核技術(shù)、關(guān)鍵材料、運(yùn)維技術(shù)等短板實施攻關(guān)，提升關(guān)鍵核心技術(shù)的研發(fā)能力。

 在平臺建設(shè)方面，加快推進(jìn)先進(jìn)能源科學(xué)與技術(shù)廣東省實驗室陽江分中心、汕尾分中心以及廣州、珠海、湛江3個南方海洋科學(xué)與工程廣東省實驗室的建設(shè)，支持陽江、汕頭、揭陽、汕尾陸豐四大海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)研發(fā)中心等創(chuàng)新平臺發(fā)展。

 在人才聚集方面，依托陽江海上風(fēng)電實驗室、中山大學(xué)、明陽智能等，聚集引進(jìn)了一批海上風(fēng)電領(lǐng)域的院士、教授、海歸學(xué)者等高層次創(chuàng)新人才。

 2.1.4產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢

 近年來，廣東省委、省政府高度重視海上風(fēng)電企業(yè)的培育發(fā)展，不僅培育出明陽智能等本土企業(yè)，還引進(jìn)了新疆金風(fēng)科技股份有限公司、上海電氣集團(tuán)股份有限公司、美國通用電氣公司等多家全球風(fēng)電整機(jī)制造龍頭企業(yè)落戶廣東。目前，已初步形成涵蓋研發(fā)、設(shè)計制造、施工安裝、檢測認(rèn)證、風(fēng)電運(yùn)維、儲能、裝配、電纜、數(shù)據(jù)采集等海上風(fēng)電上中下游全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的格局，海上風(fēng)電整機(jī)組裝年產(chǎn)能650臺（套）、約450萬千瓦。廣東省海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)配套情況如表1所示。

 2.2廣東發(fā)展海上風(fēng)電的“四大掣肘”

 海上風(fēng)電開發(fā)建設(shè)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，受政策、技術(shù)、成本、風(fēng)險等方面的制約和影響。

 2.2.1項目審批問題

 在用海方面，海域開發(fā)涉及國家發(fā)展和改革委員會、自然資源部、生態(tài)環(huán)境部、國家能源局等國家部委審批和軍方意見，審批時間長、辦理程序繁瑣。在規(guī)劃方面，廣東省前期規(guī)劃的主要場址位于專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)，因國家尚未出臺專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)海上風(fēng)電項目開發(fā)建設(shè)管理辦法，廣東省前期規(guī)劃的主要場址項目暫時未能開工建設(shè)。在測試方面，風(fēng)電企業(yè)在推出新型機(jī)組后，需要在新項目中完成測試和認(rèn)證，但因建設(shè)周期長，無法迅速完成測試認(rèn)證工作。

 2.2.2技術(shù)瓶頸問題

 首先，關(guān)鍵領(lǐng)域受制于人，軸承、變流器、電控系統(tǒng)、柔直換流閥等關(guān)鍵零部件與國際先進(jìn)水平存在5年左右的差距，大兆瓦機(jī)的主軸軸承技術(shù)和市場長期被德國舍弗勒集團(tuán)、瑞典斯凱孚（SKF）集團(tuán)等跨國巨頭壟斷；風(fēng)電機(jī)組設(shè)計軟件及載荷評估所用的軟件幾乎100%依賴美國、挪威、法國等國家產(chǎn)品；風(fēng)電機(jī)組中的巴沙木（葉片材料）100%從南美進(jìn)口。然后，基礎(chǔ)零部件配套較為薄弱，多數(shù)零部件仍然依賴廣東省外配套，包括齒輪箱、發(fā)電機(jī)、海纜、玻纖、樹脂、航空燈、偏航系統(tǒng)、偏航維護(hù)平臺等。最后，技術(shù)迭代升級過快也一定程度地影響了產(chǎn)品的可靠性。一般而言，大型成套裝備從研制到投產(chǎn)需要經(jīng)過成熟且規(guī)范的檢測驗證流程，如果風(fēng)電設(shè)備升級過快，有可能出現(xiàn)產(chǎn)品驗證時間過短等問題。

 2.2.3成本造價問題

 海上風(fēng)電要實現(xiàn)平價上網(wǎng)，平均造價需達(dá)到12000元/千瓦，甚至更低。但廣東海上風(fēng)電成本較高，平均造價在16200~17600元/千瓦，深水區(qū)達(dá)到25000元/千瓦，高于江蘇、浙江等省份。重點(diǎn)省份海上風(fēng)電造價對比如表2所示。

 2.2.4風(fēng)電消納問題

 在儲能方面，目前海上風(fēng)電儲能技術(shù)仍處于初期階段，普遍還不成熟。在電網(wǎng)配套方面，部分地區(qū)電網(wǎng)側(cè)配套不完善，導(dǎo)致風(fēng)電場限電或較長時間無法并網(wǎng)，浪費(fèi)風(fēng)力資源并影響了風(fēng)電場的發(fā)電收益。在調(diào)峰儲能方面，廣東海上風(fēng)電夜大晝小的日特性和冬大夏小的季特性明顯，出力的波動性、間歇性顯著，呈現(xiàn)反調(diào)峰特征，與廣東負(fù)荷特性匹配性較差。

 3推進(jìn)廣東省海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展的建議

 聚焦廣東發(fā)展海上風(fēng)電的“四大掣肘”，建議從加大政策支持力度、加快推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新、做優(yōu)做強(qiáng)海上風(fēng)電企業(yè)、推動風(fēng)電產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展和加強(qiáng)海上風(fēng)電前沿問題研究等5個方面尋求破解之策。

 3.1加大政策支持力度

 1）積極爭取國家將千萬千瓦級海上風(fēng)電基地落戶廣東，并配套相關(guān)扶持政策；2）爭取已列入廣東海上風(fēng)電規(guī)劃的粵東專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)5000萬千瓦項目場址納入國家統(tǒng)一規(guī)劃，并同意廣東省“十四五”期間開展試點(diǎn)建設(shè)；3）落實廣東省有關(guān)海上風(fēng)電補(bǔ)貼政策，推動項目開發(fā)由補(bǔ)貼向平價平穩(wěn)過渡；4）進(jìn)一步完善海上風(fēng)電消納保障機(jī)制。

 3.2加快推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新

 1）加強(qiáng)關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)，支持先進(jìn)能源科學(xué)與技術(shù)廣東省實驗室、中山大學(xué)、南方電網(wǎng)科學(xué)研究院等高校、院所加強(qiáng)基礎(chǔ)理論和共性技術(shù)創(chuàng)新，積極開展風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)型式、漂浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)、柔性直流送出、發(fā)電側(cè)配套儲能等研發(fā)攻關(guān)[9]，力爭突破一批受制于人的關(guān)鍵核心技術(shù)；2）加強(qiáng)人才隊伍建設(shè)，既要著力引進(jìn)一批海上風(fēng)電領(lǐng)域的領(lǐng)軍人才和創(chuàng)新團(tuán)隊，又要加快培育海上風(fēng)電的海纜技術(shù)研發(fā)、高端裝備制造、專業(yè)海工運(yùn)維等全產(chǎn)業(yè)鏈人才；3）加快推進(jìn)首臺（套）推廣應(yīng)用，將符合條件的海上風(fēng)電裝備納入廣東省首臺（套）重大技術(shù)裝備推廣應(yīng)用指導(dǎo)目錄，積極爭取國家首臺（套）重大技術(shù)裝備的政策支持[8]。

 3.3做優(yōu)做強(qiáng)海上風(fēng)電企業(yè)

 1）加快培育一批產(chǎn)業(yè)研發(fā)、風(fēng)機(jī)制造、風(fēng)機(jī)配套、風(fēng)機(jī)運(yùn)維等專精特新海上風(fēng)電企業(yè)，不斷增強(qiáng)強(qiáng)鏈、延鏈、穩(wěn)鏈、控鏈能力，堅持陸海并重，推動風(fēng)電協(xié)調(diào)快速發(fā)展，進(jìn)一步完善海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈；2）大力支持海上風(fēng)電龍頭企業(yè)做大做強(qiáng)，支持明陽智能等成長性好、發(fā)展?jié)摿Υ蟮钠髽I(yè)加大研發(fā)投入、積極引進(jìn)高層次科研人才，壯大產(chǎn)業(yè)規(guī)模，提升品牌價值，發(fā)揮輻射帶動作用；3）支持在粵的國內(nèi)外海上風(fēng)電大企業(yè)深化互利合作，形成海上風(fēng)電開發(fā)的整體合力。3.4推動風(fēng)電產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展

 1）降低開發(fā)建設(shè)成本，鼓勵引導(dǎo)企業(yè)通過技術(shù)改造和技術(shù)創(chuàng)新，提高風(fēng)機(jī)單機(jī)容量和效率，降低設(shè)備成本；鼓勵探索將電力轉(zhuǎn)變?yōu)闅錃?，并通過液氫或高壓氫的儲運(yùn)技術(shù)，以氫儲能的方式來替代直接輸電，降低儲能成本；引導(dǎo)項目業(yè)主在場址海域中開展波浪能、海水養(yǎng)殖等綜合開發(fā)利用，降低運(yùn)營綜合成本。

 2）壯大產(chǎn)業(yè)規(guī)模，全面推進(jìn)海上風(fēng)電大規(guī)模開發(fā)和高質(zhì)量發(fā)展，堅持集中式與分布式并舉，加快推進(jìn)粵東、粵西2個千萬千瓦級海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)；支持陽江海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)基地高標(biāo)準(zhǔn)打造成為世界級、全球化的海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)城，形成具有國內(nèi)乃至全球影響力的海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)集群。

 3.5加強(qiáng)海上風(fēng)電前沿問題研究

 1）趨勢性研究，致力打造具有國際影響力的海上風(fēng)電高峰論壇，積極推動開展國內(nèi)外海上風(fēng)電前沿問題的研討和交流合作；2）安全性研究，借鑒陸上風(fēng)電場和國外相關(guān)海上風(fēng)電場的安全管理經(jīng)驗，加強(qiáng)海上風(fēng)電場、機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、運(yùn)維管理等安全管理研究；3）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究，重點(diǎn)開展海上風(fēng)電基礎(chǔ)理論和共性應(yīng)用技術(shù)、風(fēng)電檢測與認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)體系、并網(wǎng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范等研究創(chuàng)新，建立健全海上風(fēng)電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系；4）能效指標(biāo)評價研究，重點(diǎn)研究海上風(fēng)電規(guī)模化后電力運(yùn)行評價指標(biāo)問題，包括科學(xué)選擇和測定海上風(fēng)電裝機(jī)可替代率、可用率或其他可客觀反映海上風(fēng)能發(fā)電效能的指標(biāo)。