2030年全球海上風電裝機有望達到100GW

編譯 | 夏云峰

2030年全球海上風電裝機有望達到100GW

編譯 | 夏云峰

海上風電是推動全球風電發展的核心支柱之一。國際可再生能源署發布的研究報告認為，在利好政策刺激下，隨著技術創新和成本下降的持續，全球海上風電在2030年將實現100GW的累計裝機，甚至有望達到280GW。

國際可再生能源署（IRENA）日前發布了一份名為《創新應用前瞻：海上風電篇》（Innovation Outlook: Offshore Wind）的報告，對將會驅動海上風電產業快速發展的相關因素的未來走勢進行了研判。報告指出，伴隨著技術創新和成本的持續下降，全球海上風電總裝機容量有望從2015年的13GW激增至2030年的100GW。

“海上風電已經具備了作為核心電源來推動未來全球低碳經濟發展的條件。”國際可再生能源署總干事阿德南·阿明（Adnan Z. Amin）指出，“在陸上風電已經在成本上能夠與傳統電源技術展開競爭的情況下，目前，海上風電也正在引發廣泛關注，它具有高度依賴技術驅動的特質。”

在全球高度關注發展低碳經濟的語境下，海上風電有成為改變游戲規則的可再生能源電力的潛質。在國際可再生能源署的這份報告中，開篇即指出，“在人口密集的沿海地區，可以快速地建立起吉瓦級的海上風電場”，這也使得“海上風電可以成為通過經濟有效的方式（Cost-effective Manner）來減少能源生產環節碳排放的重要技術之一”。之所以能夠如此，則和它與生俱來的一些特點相關，比如，生產的高度綠色、清潔化，技術進步能夠推動成本下降并進一步擴大了其在新能源市場中的份額。自從第一座海上風電場投運以來，海上風電成本的下降幅度超過了30%，其度電成本（LCOE）也從2001年的240美元/兆瓦時（按照當時匯率折算，約合人民幣1986元/兆瓦時）降低到了2015年的大約170美元/兆瓦時（按照當時匯率折算，約合人民幣1054元/兆瓦時）。此外，海上風電還從陸上風電所取得的成功以及各方高度重視推動技術進步中進一步受益，這些技術將可以推動海上風電開發成本大幅下降，并可以使更多海域的風能資源得以開發。

圖1 海上風電的未來技術創新發展趨勢

圖2 推動項目（2001年—2015年投運）成本下降的主要因素

然而，報告的撰寫者們認為，在目前的成本基礎上，要想保持海上風電的良好發展勢頭，還要做好以下幾項工作：繼續推動成本下降，降低并網的難度，進一步開拓潛在的市場，持續關注環境、健康以及安全等方面的問題。尤其值得一提的是，國際可再生能源署認為，技術創新將會成為推動海上風電成本進一步削減的關鍵因素。上述報告中描繪了一些技術創新愿景：

（1）葉片制造技術以及傳動系統性能的持續改善。這使得可以應用更大型的葉片，相應地提高了單機容量。目前主流在役機組的單機容量為6MW，風輪直徑達到150m。運用更大型的機組，可能并不一定會在現有設計的基礎上進一步降低單位兆瓦的資本成本，但卻可以通過提高可靠性以及降低單位兆瓦的基座制造和吊裝成本，來降低度電成本。預計到21世紀20年代，單機容量為10MW的海上風電機組將會投入商業化應用，而到21世紀30年代，單機容量為15MW的機組將可以進入市場。

（2）機組吊裝的便捷化。機組吊裝將會不斷趨于簡單。通過在港口組裝和預調試機組，并在海上一次性完成吊裝工作，可以大大簡化原有的環節。另外一種創新則是預先安裝好機組和基座，再通過定制的運輸船或者拖輪將其運到指定的機位點。這些方面的創新有助于降低吊裝成本，并規避健康和安全風險。

（3）漂浮式基座的發展。漂浮式機組是另外一個將會對海上風電成本下降產生重要影響的創新環節，并有望在2020年實現商業化。應用該類型的基座，可以使海上風電開發進入到風能資源更好，水深超過50m的海域。在中等水深（30 m—50 m）的海域，相比于固定式基座，漂浮式基座無疑更具成本優勢，因為其可以使基座設計標準化，并能夠最大限度地減少海上作業。此外，安裝這種基座時還可以使用造價低、現成的安裝船。

圖3 全球主要能源類型的可能發展路徑

（4）輸電環節的創新。輸電環節也存在諸多可以創新的方面，其中就包括減少海上高壓交流（HVAC）基礎設施。在輸送離岸較遠的風電場所發電力時，高壓直流（HVDC）方式要優于高壓交流（HVAC）方式，因為前者可以減少線損以及電纜成本。高壓直流輸電基礎設施成本的下降，將可以為其打開新的應用市場，并使高壓直流變電站的互聯成為建設國際或者洲際高壓交流超級電網的第一要素（First Elements）。

其他方面的諸多創新也已經具備了商業化的條件。比如，風電場開發環節的創新——優化微觀選址技術從而更好地利用風能，減少氣動尾流效應以及最優化利用各類海底地質條件，都使得海上風電場的整體布局趨于更加合理。此外，創新還被廣泛運用于運行維護（OMS）環節，報告對這些方面也進行了全面、細致的研究。

這份報告的核心結論之一就是，如果全球經濟一直朝著無碳化的方向發展，到2030年，風電必將成為主力電源。國際可再生能源署認為，海上風電的總裝機在2030年將達到100GW，但如果能夠從政策層面使可再生能源在全球能源結構中的占比翻番，那么到2030年海上風電的裝機規模有望進一步擴大——風電總裝機將達到1990GW，其中海上風電占280GW。

“海上風電的發展潛力巨大，但要真正將其發揮出來，各國政府還必須加大對技術創新的支持力度，并進一步完善相關機制，從而降低技術風險和財務成本。”世界風能協會（WWEA）秘書長斯蒂凡·辛格（Stefan Gs?nger）表示，“國際可再生能源署的這份報告則為我們指明了需要繼續努力的方向。”

(編譯自CleanTechnica網站）