2022年中國海上風(fēng)電進(jìn)入平價時代。
“原本預(yù)期的平價緩沖期并未如期出現(xiàn)，海上平價元年大量項目已經(jīng)開始啟動，開發(fā)商的IRR(內(nèi)部收益率)要求沒有下降，但上網(wǎng)電價基本是腰斬的水平，降低度電成本的壓力落在了整機廠商和主要業(yè)務(wù)鏈條企業(yè)身上。”新疆金風(fēng)科技股份有限公司（金風(fēng)科技，002202）海上業(yè)務(wù)單元副總經(jīng)理于晨光在接受澎湃新聞（www.thepaper.cn）記者采訪時表示。
于晨光說，在保障質(zhì)量可靠性前提下，既要滿足客戶收益率要求，又要實現(xiàn)高質(zhì)量的平價項目開發(fā)，主機商壓力巨大。他強調(diào)，雖然海上風(fēng)電已經(jīng)到了平價時代，但實現(xiàn)真正意義上的平價還需要兩三年時間。
作為實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的主力軍之一，海上風(fēng)電市場需求強勁。國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2021年中國海上風(fēng)電裝機規(guī)模已經(jīng)躍居世界第一。從資源稟賦來看，中國擁有超過1.8萬公里的海岸線，海上風(fēng)能資源豐富，可用海域面積達(dá)300萬平方公里，且集中在中東部及南部等能源負(fù)荷中心區(qū)。
2021年10月17日，多家風(fēng)電企業(yè)在“風(fēng)電伙伴行動”計劃中提出，力爭在2025年將近海和深遠(yuǎn)海風(fēng)電度電成本分別降至0.4元和0.5元。
在降本壓力和行業(yè)愿景面前，明陽智慧能源集團(tuán)股份公司總工程師（明陽智能，601615）賀小兵對澎湃新聞（www.thepaper.cn）記者表示，風(fēng)電領(lǐng)域需要包括整機廠商在內(nèi)的全產(chǎn)業(yè)鏈共同努力實現(xiàn)整體的提質(zhì)增效，通過綜合方式降低度電成本，加速平價化進(jìn)程。
尋覓全鏈條降本空間
2010年6月8日，上海東海大橋34臺3MW海上風(fēng)電機組并網(wǎng)運行，標(biāo)志著中國風(fēng)電邁出了向海上進(jìn)擊的步伐。盡管經(jīng)過了十多年的發(fā)展沉淀，但相比歐洲國家，國內(nèi)海上風(fēng)電仍處于發(fā)展初期，實現(xiàn)降本增效需花費更多氣力。
與陸上風(fēng)電不同，海上風(fēng)電成本構(gòu)成來源更多元，降本涉及的環(huán)節(jié)更復(fù)雜。
數(shù)據(jù)顯示，在海上風(fēng)電成本構(gòu)成中，風(fēng)機葉片、傳動系統(tǒng)以及塔筒分別占比為6%、18%、8%，安裝成本為20%，海上電力設(shè)施以及海上風(fēng)電基座等成本占比25%，其余還包括前期勘察、工程維護(hù)管理、保險等費用。
面對平價時代超過50%的上網(wǎng)電價降幅，整機廠商必須進(jìn)行全鏈條降本。
于晨光表示，風(fēng)機降本很多方面是相互影響的，由于海上風(fēng)電鏈條較長，降本要從整體出發(fā)。在主機方面，首先要通過技術(shù)驅(qū)動，進(jìn)行減重，包括新材料的替代、新工藝的應(yīng)用、控制的優(yōu)化。比如，關(guān)鍵部件葉片重量下降后，載荷就會降低，傳動鏈、塔架和基礎(chǔ)的材料用量等都會下降，對降本有較大支撐。
主機在整個成本占比中達(dá)35%左右，是整機廠商降本的關(guān)鍵突破口，但也是海上風(fēng)電出現(xiàn)事故的集中地。于晨光強調(diào)，風(fēng)電是一場長跑，主機要為客戶承擔(dān)25年穩(wěn)定可靠的發(fā)電任務(wù)，不能單純追求成本下降。只有設(shè)計合理、質(zhì)量過硬，才能在后期運維中降低費用，可靠性的提升也是降低成本的關(guān)鍵路徑之一。
中國南北各地、不同海域資源，特點各不相同，機型方案、安裝船要求等需因地制宜。2021年12月15日，金風(fēng)科技全資子公司廣東金風(fēng)與中天科技集團(tuán)（中天科技，600522）全資子公司中天海洋工程簽約，共同打造新一代自升式海上風(fēng)電安裝船。
于晨光表示，本次合作旨在打造高端海上風(fēng)電安裝船，承接福建、廣東一帶的大型風(fēng)機、深遠(yuǎn)海等項目，特別是10MW（1MW=1000KW，1KW=1000W）以上容量、240米以上葉輪直徑機組的安裝。福建、廣東等地水深、離岸距離遠(yuǎn)、海床條件復(fù)雜等資源稟賦決定了它必須要用大容量機組，金風(fēng)科技這次合作設(shè)計的安裝船在吊高、吊重，以及船體尺寸上做大幅改進(jìn)。同時，實現(xiàn)可變載荷，解決深海涌浪大、施工難等問題。
海上風(fēng)電項目開發(fā)較為復(fù)雜，需要面對臺風(fēng)、鹽霧等環(huán)境工程問題，海冰、海浪、航道等水面工程問題，海流、潮流、侵蝕、海洋生物、鹽分、地形及地質(zhì)等水下工程問題。
2021年12月28日，國內(nèi)電力氣象領(lǐng)域首個“院士工作站”落戶上海。激光雷達(dá)專家匡定波院士的團(tuán)隊與國家電投上海能源科技發(fā)展有限公司合作，將航空航天技術(shù)的激光雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用于海上風(fēng)能資源探測。
疊加目前，我國海上風(fēng)電逐步向深遠(yuǎn)海發(fā)展，海上風(fēng)電場選址建設(shè)、施工及運維等各項需求日漸凸顯，海上精準(zhǔn)測風(fēng)、風(fēng)電場的優(yōu)化布局成為降本關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
規(guī)模化、大型化、綠色化增效
“雙碳”目標(biāo)下，海上風(fēng)電實現(xiàn)平價雖難，但作為清潔能源還需不斷擴大占比，同時，規(guī)模化也是海上風(fēng)電增效的最直接路徑。
目前，中國已確定2025年海上風(fēng)電省級目標(biāo)總和超過50GW（1GW=1000MW）。廣東省能源局力爭到2025年底實現(xiàn)18GW海上風(fēng)電平價上網(wǎng)；福建省漳州市提出50GW的海上風(fēng)電大基地開發(fā)方案；國家能源局已批復(fù)廣西海上風(fēng)電規(guī)劃裝機容量7.5GW。此外，江蘇、浙江、山東等地也都出臺了海上風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃。
另外，從風(fēng)能儲量數(shù)據(jù)上來說，我國深遠(yuǎn)海地區(qū)風(fēng)能儲量是近海的三倍以上，深遠(yuǎn)海風(fēng)電的開發(fā)具有非常大的潛力。
賀小兵表示，從近海到遠(yuǎn)海，漂浮式風(fēng)機的安裝打開了深度利用海風(fēng)資源的新篇章。據(jù)彭博新能源金融預(yù)測，“十四五”期間，中國海上風(fēng)電累計裝機規(guī)模將達(dá)46.8GW，新增裝機達(dá)37.8GW。
根據(jù)全球風(fēng)能理事會預(yù)測，海上風(fēng)電風(fēng)機功率在2025年將達(dá)到15-17MW。越大的葉輪意味著越好的捕風(fēng)能力，海上風(fēng)機大型化將帶來更多的發(fā)電量。據(jù)了解，同樣條件下，若葉輪直徑增加到原來2倍，風(fēng)機發(fā)電量將是原來的3倍左右。
同時，據(jù)RystadEnergy推算，若1GW海上風(fēng)電項目，采用14MW風(fēng)電機組將比采用10MW風(fēng)電機組節(jié)省1億美元的投資。
在“2021北京國際風(fēng)能大會暨展覽會”上，整機商推出的大部分風(fēng)電機組都在4.0MW及以上。單機規(guī)模方面，金風(fēng)科技、明陽智能、浙江運達(dá)風(fēng)電有限公司（運達(dá)股份，300772）和中國船舶集團(tuán)海裝風(fēng)電股份有限公司（中國海裝）等均推出了10MW以上的風(fēng)電機組。
此外，于晨光強調(diào)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈還需要圍繞“綠色、可持續(xù)”進(jìn)行增效。
一方面，在實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)背景下，產(chǎn)業(yè)鏈綠色化轉(zhuǎn)型成為行業(yè)發(fā)展共識。
以風(fēng)機為例，數(shù)據(jù)顯示，2025年我國預(yù)計將有超1000萬千瓦風(fēng)機到達(dá)“壽命”終點。2020年1月，丹麥風(fēng)力發(fā)電機制造商維斯塔斯風(fēng)力技術(shù)集團(tuán)（維斯塔斯）宣稱，將在2040年前生產(chǎn)“零廢風(fēng)機”。 維斯塔斯表示，“零廢”是指通過負(fù)責(zé)任的生產(chǎn)和消耗（包括回收、再利用和復(fù)原）來保護(hù)材料和資源，而不需要焚化或填埋。
一年后，西門子歌美颯可再生能源科技（中國）有限公司（西門子歌美颯）宣布了相似承諾，到2030年葉片實現(xiàn)可完全回收，到2040年銷售風(fēng)電機組實現(xiàn)100%可回收。
另一方面，隨著全球市場對于環(huán)保理念的貫徹，多方設(shè)置進(jìn)口產(chǎn)品綠色標(biāo)準(zhǔn)。于晨光表示，金風(fēng)科技風(fēng)電整機出口量占中國風(fēng)電機組出口總量60%，在大規(guī)模出口訂單面前，直觀感受到了發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè)鏈對于通過綠色認(rèn)證順利進(jìn)入國外市場的重要性。
隨著海上風(fēng)電的發(fā)展，能源咨詢機構(gòu)伍德麥肯茲在《中國海上風(fēng)電市場展望，2021年-2030年》中預(yù)測，到2030年，中國海上風(fēng)電的平準(zhǔn)化度電成本（LCOE）將比2021年下降46%。
直面痛點
“海上風(fēng)電裝備幾乎每個環(huán)節(jié)，多多少少都有‘卡脖子’技術(shù)和補短板的空間。”中國工程院院士湯廣福表示，和先進(jìn)國家相比，我國海上風(fēng)電高端精密軸承研究起步較晚、工程技術(shù)總體水平需要提升、適應(yīng)大規(guī)模深遠(yuǎn)海工程技術(shù)實踐經(jīng)驗還需豐富。
進(jìn)入平價時代，海上風(fēng)電要想實現(xiàn)降本增效，還需直面當(dāng)下發(fā)展痛點。
從技術(shù)角度來看，葉片是風(fēng)機將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機械能的重要部件之一，也是獲取較高風(fēng)能利用系數(shù)和經(jīng)濟效益的基礎(chǔ)。受成本限制，國內(nèi)風(fēng)機葉片仍以玻璃纖維或碳玻混合工藝為主，但在風(fēng)機大型化趨勢下，葉輪直徑越來越長，玻璃纖維復(fù)合材料性能已經(jīng)趨于極限。
國外海上風(fēng)機長葉片多采用碳纖維復(fù)合技術(shù)，旨在提升葉片性能，減少葉片重量。碳纖維及其工藝設(shè)備，目前在國內(nèi)屬于高端產(chǎn)品，產(chǎn)量較少，成本較高。在平價時代，通過葉片市場需求量拉動碳纖維產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能提升，將進(jìn)一步降低碳纖維的成本，為海上平價注入動能。
另外，軸承作為風(fēng)電整機的核心零部件之一，有較高的技術(shù)要求需要在軸承材料、生產(chǎn)工藝制造上有進(jìn)一步的提升。
賀小兵表示，通過國產(chǎn)大風(fēng)機的技術(shù)引領(lǐng)，國產(chǎn)大軸承取得了突破性進(jìn)展，在海上大風(fēng)機產(chǎn)品上得到了應(yīng)用。通過關(guān)鍵技術(shù)的突破和驗證，國產(chǎn)大軸承或?qū)楹Ｉ巷L(fēng)電平價提供可靠的性能保證。
從發(fā)展趨勢來看，海上風(fēng)電與海洋牧場、海上油氣、海水淡化，氫能、儲能多種能源綜合開發(fā)利用融合發(fā)展，有助于提升海域利用效率，提升項目整體效應(yīng)，是海上風(fēng)電的重要發(fā)展方向，但目前降本成效還不明顯。
于晨光強調(diào)海上風(fēng)電融合發(fā)展一定是未來趨勢。不過，其也在采訪中直言，盡管整個行業(yè)都在提“氫從海上來”、“海洋牧場”等概念，但誰來消納“氫”，以及通過養(yǎng)殖什么海產(chǎn)品能夠真正實現(xiàn)降本，還在探索中。
另外，風(fēng)機大型化對于海纜的電壓等級要求或?qū)⑻嵘珀嚵须娎|電壓容量從33kV上升到66kV。電壓升高將帶動截面面積提升，疊加發(fā)展遠(yuǎn)海風(fēng)電場，距離陸地越來越遠(yuǎn)，單個項目的送出纜距離會被拉長，海纜整體成本恐難下降。
賀小兵表示，今年，伴隨著風(fēng)機大型化帶來的單位千瓦成本明顯下降、技術(shù)進(jìn)步帶來的風(fēng)機效率和發(fā)電量的提升、零部件國產(chǎn)化比例進(jìn)一步提高，供應(yīng)規(guī)模有效增長等因素的共同影響，風(fēng)電行業(yè)平價化進(jìn)程明顯加快，對產(chǎn)業(yè)、行業(yè)乃至整個社會的清潔能源供給、保障都是一個良性發(fā)展的過程。
除了行業(yè)自身努力之外，國家能源發(fā)展目標(biāo)、脫碳政策、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也在影響著海上風(fēng)電順利進(jìn)入平價時代。于晨光表示，2023年下半年開始，海上風(fēng)電有望迎來新一波安裝高潮期，且這一次持續(xù)周期會更長。
