我國(guó)海上風(fēng)能資源情況和海上風(fēng)電發(fā)展前景

當(dāng)前，海上風(fēng)電已成為全球風(fēng)電發(fā)展的研究熱點(diǎn)，世界各國(guó)都把海上風(fēng)電作為可再生能源發(fā)展的重要方向，我國(guó)也將其劃入戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。

我國(guó)海上風(fēng)能資源情況

我國(guó)海岸線長(zhǎng)約18000多公里，島嶼6000多個(gè)。近海風(fēng)能資源主要集中在東南沿海及其附近島嶼，風(fēng)能密度基本都在300瓦/平方米以上，臺(tái)山、平潭、大陳、嵊泗等沿海島嶼可達(dá) 500瓦 /平方米以上，其中臺(tái)山島風(fēng)能密度為534瓦/平方米，是我國(guó)平地上有記錄的風(fēng)能資源最大的地方。根據(jù)風(fēng)能資源普查成果，我國(guó)5～25米水深、50米高度海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)潛力約2億千瓦;5～50米水深、70米高度海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)潛力約5億千瓦。

我國(guó)海上風(fēng)能資源豐富主要受益于夏、秋季節(jié)熱帶氣旋活動(dòng)和冬、春季節(jié)北方冷空氣影響。各沿海省、市由于地理位置、地形條件的不同，海上風(fēng)能資源也呈現(xiàn)不同的特點(diǎn)。從全國(guó)范圍看，垂直于海岸的方向上，風(fēng)速基本隨離岸距離的增加而增大，一般在離岸較近的區(qū)域風(fēng)速增幅較明顯，當(dāng)距離超過(guò)一定值后風(fēng)速基本不再增加，平行于海岸方向上，我國(guó)風(fēng)能資源最豐富的區(qū)域出現(xiàn)在***海峽，由該區(qū)域向南、北兩側(cè)大致呈遞減趨勢(shì)。

***海峽年平均風(fēng)速基本在7.5～10米/秒之間，局部區(qū)域年平均風(fēng)速可達(dá)10米/秒以上。該區(qū)域也是我國(guó)受臺(tái)風(fēng)侵襲最多的地區(qū)之一，風(fēng)電場(chǎng)以IECⅠ或Ⅰ+類(lèi)為主。從***海峽向南的廣東、廣西海域，90米高度年平均風(fēng)速逐漸降至6.5～8.5米/秒之間，風(fēng)電場(chǎng)大多屬于IEC 或Ⅱ類(lèi)。從***海峽向北的浙江、上海、江蘇海域，90米高度年平均風(fēng)速逐漸降至7～8米/秒之間，浙江和上海海域風(fēng)電場(chǎng)大多屬于IEC Ⅱ至Ⅰ+類(lèi)，江蘇海域風(fēng)電場(chǎng)大多屬于IEC Ⅲ或Ⅱ類(lèi)。位于環(huán)渤海和黃海北部的遼寧、河北海域90米高度年平均風(fēng)速基本在6.5～8米/秒之間，該海域風(fēng)電場(chǎng)大多屬于IEC Ⅲ類(lèi)。我國(guó)沿海各省風(fēng)資源統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1

綜上所述，我國(guó)大部分近海海域90米高度年平均風(fēng)速在7～8.5米/秒之間，具備較好的風(fēng)能資源條件，適合大規(guī)模開(kāi)發(fā)建設(shè)海上風(fēng)電場(chǎng)。我國(guó)長(zhǎng)江口以北的海域基本屬于IEC Ⅲ或Ⅱ類(lèi)風(fēng)電場(chǎng)，長(zhǎng)江口以南的海域基本屬于IEC Ⅱ或Ⅰ類(lèi)，局部地區(qū)為Ⅰ+類(lèi)風(fēng)電場(chǎng)。與Ⅰ類(lèi)風(fēng)電場(chǎng)相比，Ⅲ類(lèi)風(fēng)電場(chǎng) 50年一遇最大風(fēng)速較低，適合選用更大轉(zhuǎn)輪直徑的機(jī)組。由于單位千瓦掃風(fēng)面積的增加，同樣風(fēng)速條件下，Ⅲ類(lèi)風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電量更高。風(fēng)電場(chǎng)理想的風(fēng)資源應(yīng)該是具有較高的年平均風(fēng)速和較低的50年一遇最大風(fēng)速。因此，從風(fēng)能資源優(yōu)劣和受臺(tái)風(fēng)影響的角度考慮，長(zhǎng)江口以北的海域更適合海上風(fēng)電的發(fā)展。

我國(guó)海上風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃

根據(jù)《風(fēng)電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，“十三五”期間將積極穩(wěn)妥推進(jìn)海上風(fēng)電建設(shè)，重點(diǎn)推動(dòng)江蘇、浙江、福建、廣東等省的海上風(fēng)電建設(shè)，到2020年四省海上風(fēng)電開(kāi)工建設(shè)規(guī)模均達(dá)到百萬(wàn)千瓦以上;積極推動(dòng)天津、河北、上海、海南等省(市)的海上風(fēng)電建設(shè);探索性推進(jìn)遼寧、山東、廣西等省(區(qū))的海上風(fēng)電項(xiàng)目。到2020年，全國(guó)海上風(fēng)電開(kāi)工建設(shè)規(guī)模達(dá)到1000萬(wàn)千瓦，力爭(zhēng)累計(jì)并網(wǎng)容量達(dá)到500萬(wàn)千瓦以上。詳細(xì)情況見(jiàn)表2。

從布局區(qū)域上看，江蘇省海上風(fēng)電項(xiàng)目主要集中在如東縣、大豐市、濱?？h和響水縣等海域;浙江省海上風(fēng)電項(xiàng)目則集中在杭州灣海域;福建省海上風(fēng)電主要集中在莆田市、福清市和平潭縣等近海海域;廣東省集中在珠海市、陽(yáng)江市和汕尾市等近海海域;天津市海上風(fēng)電主要集中在濱海新區(qū)海域;河北省海上風(fēng)電項(xiàng)目集中在樂(lè)亭縣、海港區(qū)、曹妃甸區(qū)等近海海域。

我國(guó)海上風(fēng)電發(fā)展前景

(一)行業(yè)前景廣闊

目前我國(guó)海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)已經(jīng)進(jìn)入了規(guī)模化、商業(yè)化發(fā)展階段。我國(guó)海上風(fēng)能資源豐富，根據(jù)全國(guó)普查成果，我國(guó)5～25米水深、50米高度海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)潛力約2億千瓦;5～50米水深、70米高度海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)潛力約5億千瓦。根據(jù)各省海上風(fēng)電規(guī)劃，全國(guó)海上風(fēng)電規(guī)劃總量超過(guò)8000萬(wàn)千瓦，重點(diǎn)布局分布在江蘇、浙江、福建、廣東等省市，行業(yè)開(kāi)發(fā)前景廣闊。

(二)近海規(guī)?；?、遠(yuǎn)海示范化

目前我國(guó)海上風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)主要集中在淺海海域，且呈現(xiàn)由近海到遠(yuǎn)海、由淺水到深水、由小規(guī)模示范到大規(guī)模集中開(kāi)發(fā)的特點(diǎn)。為獲取更多的海上風(fēng)能資源，海上風(fēng)電項(xiàng)目將逐漸向深海、遠(yuǎn)海方向發(fā)展。隨著場(chǎng)址離岸越來(lái)越遠(yuǎn)，在海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)和送出工程成本等方面將逐步增大，另外對(duì)運(yùn)維服務(wù)要求也更高，運(yùn)維成本也會(huì)隨之增大，故深海、遠(yuǎn)海的海上風(fēng)電項(xiàng)目在經(jīng)濟(jì)性上仍存在較大風(fēng)險(xiǎn)，需要柔性直流輸電技術(shù)、漂浮式基礎(chǔ)、海上移動(dòng)運(yùn)維基地的快速發(fā)展，為我國(guó)遠(yuǎn)海風(fēng)電的開(kāi)發(fā)提供必要支撐。

(三)機(jī)組逐步國(guó)產(chǎn)化、大型化

近年來(lái)，海上風(fēng)電發(fā)展緩慢，一定程度上也影響了整機(jī)制造廠家的積極性。目前，我國(guó)大部分整機(jī)制造廠家研發(fā)的海上機(jī)組都沒(méi)有長(zhǎng)時(shí)間、大批量的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，基本處于機(jī)組設(shè)計(jì)研發(fā)、樣機(jī)試運(yùn)行階段。從陸上風(fēng)電的發(fā)展歷程可以看出，在巨大市場(chǎng)需求的帶動(dòng)下，海上機(jī)組也將逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。

由于海上施工條件惡劣，單臺(tái)機(jī)組的基礎(chǔ)施工和吊裝費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于陸上機(jī)組的施工費(fèi)用，大容量機(jī)組雖然在單機(jī)基礎(chǔ)施工及吊裝上的投資較高，但由于數(shù)量少，在降低風(fēng)電場(chǎng)總投資上具有一定優(yōu)勢(shì)，因此，各整機(jī)制造廠家均致力于海上大容量機(jī)組的研發(fā)。

(四)運(yùn)維市場(chǎng)增長(zhǎng)速度快

海上風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)維內(nèi)容主要包括風(fēng)電機(jī)組、塔筒及基礎(chǔ)、升壓站、海纜等設(shè)備的預(yù)防性維護(hù)、故障維護(hù)和定檢維護(hù)，是海上風(fēng)電發(fā)展十分重要的產(chǎn)業(yè)鏈。近年來(lái)年歐洲成為全球風(fēng)電運(yùn)維服務(wù)市場(chǎng)的大蛋糕。相比于歐洲，國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電起步晚，缺乏專(zhuān)業(yè)的配套裝備，運(yùn)維效率低、安全風(fēng)險(xiǎn)大。未來(lái)隨著海上風(fēng)電裝機(jī)容量的增加，勢(shì)必帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

(五)建設(shè)成本呈小幅降低趨勢(shì)

巨大的市場(chǎng)需求將帶動(dòng)海上風(fēng)電機(jī)組的迅猛發(fā)展，隨著大量海上風(fēng)電機(jī)組的批量生產(chǎn)、吊裝、并網(wǎng)運(yùn)行，機(jī) 組和配套零部件等的價(jià)格會(huì)呈現(xiàn)明顯下降趨勢(shì)。隨著海上風(fēng)電機(jī)組成熟度不斷提高，國(guó)內(nèi)廠家競(jìng)爭(zhēng)越 來(lái)越激烈，機(jī)組價(jià)格有望在“十三五”末期下降。另外，海上升壓站、高壓海纜等價(jià)格隨著產(chǎn)業(yè)化程度的提高，進(jìn)一步下降的趨勢(shì)明顯 ;隨著施工技術(shù)成熟、建設(shè)規(guī)模擴(kuò)大化、施工船機(jī)專(zhuān)業(yè)化，海上風(fēng)電的施工成本也將大幅降低。目前我國(guó)海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)成本因離岸距離、水深、地質(zhì)條件等不同，差異較大，單位千瓦投資一般在15000～19000元之間，初步估計(jì)，至2020年海上風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)發(fā)建設(shè)成本可小幅下降。

(六)配套產(chǎn)業(yè)發(fā)展日趨完善

目前，我國(guó)海上風(fēng)電設(shè)計(jì)更多受制于施工能力，大多是基于現(xiàn)有的運(yùn)輸船只、打樁設(shè)備、吊裝設(shè)備等，設(shè)計(jì)一個(gè)相對(duì)經(jīng)濟(jì)、可行的方案。由于我國(guó)海上風(fēng)電建設(shè)尚處于起步階段，缺乏專(zhuān)業(yè)的施工隊(duì)伍，施工能力較弱，以至于在設(shè)計(jì)過(guò)程中優(yōu)化空間較小。隨著海上風(fēng)電項(xiàng)目的開(kāi)工建設(shè)，將大大提高我國(guó)海上風(fēng)電的施工能力，并逐漸形成一些專(zhuān)業(yè)的施工隊(duì)伍。施工能力的提高反過(guò)來(lái)又為設(shè)計(jì)優(yōu)化提供了更大的空間。

根據(jù)海上風(fēng)電市場(chǎng)的需要，未來(lái)將出現(xiàn)一大批以運(yùn)行、維護(hù)為主專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)，為投資企業(yè)提供全面、專(zhuān)業(yè)的服務(wù)。此外，海上風(fēng)電裝備標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品檢測(cè)和認(rèn)證體系等也將逐步建立完善。毫無(wú)疑問(wèn)，在海上風(fēng)電項(xiàng)目的逐步發(fā)展過(guò)程中，海上風(fēng)電設(shè)計(jì)、施工等將累積豐富的經(jīng)驗(yàn)，相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也將日趨完善。