沈津
(福建省三川海上風電有限公司 福建莆田 351146)
我國能源供應和能源需求整體呈現錯配狀態,資源上呈現“西富東貧、北多南少”的狀態,而需求的重心卻在東南沿海,能源輸送形成了北煤南運、北油南運、西氣東輸、西電東送的空間格局。福建省海上風能資源相對豐富,且靠近東南沿海負荷中心,同時還具備不占用土地、清潔環保、適宜大規模成片開發的特點。
福建省內化石能源匱乏,一次能源自給率相對較低,煤、油、氣等大多通過外省調入。全省的能源自我供給主要依托風電、光伏、水電、核電等清潔電力,到“十三五”末福建省一次能源自給率僅有30%。福建氣候屬亞熱帶海洋性季風氣候,靠近北回歸線。受季風環流及臺灣海峽“狹管效應”的疊加影響,福建省沿海風能資源優渥,且靠近沿海負荷中心,具備大規模開發風電的良好條件。但陸上風能資源豐富區主要集中在沿海地區,與福建省經濟較發達區域及人口密集區存在高度重疊。風電開發受用地、規劃、環保、水保等多方面的制約,經過近20 年的開發,“有風無場”現象非常突出。
福建省海域遼闊,全省海域面積達13.6 萬km2,海岸線總長6 128 km[1],立足豐富的海岸線和港口資源,大力發展海上風電等清潔能源,可以將區域優渥的風能資源充分轉換為經濟發展優勢,為“碳達峰、碳中和”作出貢獻。目前國內海上風電以潮間帶、近海風場為主,而隨著潮間帶、近海項目大量開發,近海適宜的場址資源越來越緊缺,后續海上風電必將走向深遠海。與近海項目相比,深遠海區域具備風資源更加豐富、風速更加穩定、更加靠近負荷中心、開發限制更少等優點,便于大規模海上風電的集中開發,成為下一階段海上風電發展的重點。
截至2022 年末,我國海上風電累計裝機已達到3 051 萬kW,同比增長20.34%,新增裝機516 萬kW,連續2 a 位居全球首位,占比超50%。我國海上風電裝機主要分布在江蘇、廣東、浙江、福建、遼寧、山東和上海等7 省市。2017—2022 年中國海上風電裝機容量見圖1。

圖1 2017—2022 年中國海上風電裝機容量
截至2022 年末,福建省電力總裝機約7 531 萬kW,與上年同期相比增長7.8%,清潔能源裝機4 541 萬kW,占總裝機超過60%,其中,海上風電裝機達322.3 萬kW。“十三五”期間,福建省新增電力總裝機1 557 萬kW,其中清潔能源新增裝機1 173 萬kW,占新增電力總裝機的75%。清潔能源裝機在電力總裝機中的占比由2015 年的49.7%提高到2020 年的55.87%。2021—2022 年,全省清潔能源新增裝機916 萬kW,占新增電力總裝機的88%。清潔能源的快速發展,有力促進了福建省清潔低碳、安全高效能源體系的建設,加快推動了“清新福建”建設。
《福建省“十四五”海洋強省建設專項規劃》要求:拓展海上風電產業鏈,有序推進福州、漳州、平潭等區域海上風電開發,并規劃建設深遠海海上風電基地。建設智慧海電大數據中心,開放共享海上基礎設施,形成覆蓋全省的海上風電行業資源共享平臺,推進海上風電與海洋養殖、海上旅游等融合發展,探索建設海洋綜合試驗場。規劃勾勒出了福建省海上風電新產業廣闊的未來,而海上風電產業的做大做強,也必將加快“海上福建”的崛起。
2022 年5 月,福建省第2 版“海上風電規劃”獲得國家能源局批復,共規劃場址31 個,裝機規模1 880 萬kW。根據規劃,該省計劃在“十四五”期間,擇優選擇1 030 萬kW開展前期工作;“十五五”期間,選擇850 萬kW 開展前期工作。另有規劃閩南外海淺灘風電基地,被國家能源局列為全國五大海上風電基地之一。閩南淺灘風電基地,規劃場址分為32 個區塊,總裝機5 020 萬kW,分批實施。根據《福建省“十四五”能源發展專項規劃》,規劃在“十四五”期間新建成410 萬kW 風電項目,力爭再競配核準海上風電項目200 萬~300 萬kW。
從2009 年首座海上風力發電場——東海大橋風電場并網發電至今,我國海上風電已經經歷約15 a 發展。截至目前,開發項目主要集中在近海海域,場址距離岸線一般不超過20 km,水深也基本在10 m 左右。近海海上風電開發非常容易受到航運、碼頭、養殖等其他海域開發活動的限制。深遠海區域范圍廣闊,風能資源豐富,風速穩定優質,其他開發活動較少,挺進深遠海成為行業發展“呼之欲出”的趨勢。
國家《“十四五”可再生能源發展規劃》明確提出:“在東部沿海地區積極推進海上風電集群化開發,開展深遠海海上風電規劃,推動深遠海海上風電技術創新和示范應用,加快推動海上風電集群化建設,重點建設山東半島、長三角、閩南、粵東和北部灣五大海上風電基地。
福建省由于臺灣海峽“狹管效應”影響,風能資源優異,年平均風速大,風向穩定,是我國開發海上風電條件最優良的區域之一。但由于近岸區域經濟開發的強度不斷增強,各種制約性因素不斷增多,具備開發條件的近海場址逐漸減少,福建省海上風電項目的后續開發必將走向深遠海。
深遠海海上風電根據其風機是否與海床相連,可以分為固定式和漂浮式2 種。相對而言,漂浮式風電技術通過系泊系統與海床相連,擺脫了水深和海床結構的限制。隨著水深的增加,其建設成本增幅相對較小,同時便于拆除和運維,對環境的整體影響較小,因此具備更廣泛的適用范圍。
從成本和技術角度來看,漂浮式基礎也更適合深遠海。隨著技術的日益成熟,漂浮式基礎已經開始進入規模化開發階段。目前,福建省各相關風電企業也在積極研究攻克漂浮式風電項目的有關技術難點。2023 年10 月,全球首個漂浮式風漁融合項目“國能共享號”平臺在福建莆田安裝完成,該項目是深遠海漂浮式風電與漁業養殖一體化設計概念的首次實踐。
隨著我國海上風電項目開發向深遠海挺進,項目場址離岸距離逐漸增大,一旦場址距離領海基準線超過12 nmile,就進入了專屬經濟區,項目用海就將涉及專屬經濟區的用海審批[2]。根據《聯合國海洋法公約》,在專屬經濟區內,沿海國對其自然資源享有主權權利和其他管轄權,包括對自然資源進行勘探、開發、養護和管理,以及對專屬經濟區設施的建造和維修。但其他國家在專屬經濟區內仍享有航行和飛越、敷設海底電纜和管道等方面的自由。專屬經濟區的用海需要綜合考量其他國家相關合法需求及國際法的規定。目前,我國在專屬經濟區內海上風電用海政策方面上缺乏規定,導致專屬經濟區內深遠海海上風電項目的開發及用海審批工作存在較大障礙。
由于臺灣海峽是重要的國際黃金水道,具有極高的航運價值,深遠海海上風電項目有可能與海峽國際航線產生一定沖突。根據《福建沿海航行指南》(2022 版),福建沿海區域規劃的推薦航路密集,常年船舶通行密度較大,見圖2。從船舶AIS 交通流實際數據分析,船只在福建沿海航行過程中,并未嚴格按照推薦航路航行,而是在福建沿海海域形成了明顯的航跡帶,導致海上風電開發與船舶通航的沖突更加明顯。后續如何協調深遠海海上風電項目開發與臺灣海峽的通航需求,仍是一個需要多方參與、深入探討的問題。

圖2 福建沿海主要港灣及航路分布示意圖
2019 年10 月,為了協調海上風電開發與船舶通航的矛盾,福建海事局主導編制了我國首部《海上風電場選址通航安全分析技術指南(試行)》,對海上風電規劃選址提出了明確的技術要求。對照指南的相關要求,福建省不少已經列入規劃的海上風電項目都對航路存在一定的影響,后續相關場址也需要作出相應的調整。福建沿海船舶航跡見圖3,受通航環境影響,后續深遠海海上風電項目場址的選擇難度也將進一步提升。

圖3 福建沿海船舶航跡圖
受歷史原因影響,福建省是我國重要軍事要地之一,省內軍事設施分布多且范圍廣。由于軍事問題的特殊性,項目規劃選址階段很難準確了解場址是否涉及軍事影響,這將嚴重影響項目后續開發的成功。若項目場址涉及軍事問題,由于軍事問題的“一票否決”,相關問題難以協調,不僅造成項目開發推進困難,甚至造成項目開發失敗及前期投入的損失。為保障深遠海海上風電項目開發順利,必須加強與軍事部門的溝通協調。
目前,福建省風電項目尚未出現消納問題,但隨著海上風電項目的集中成片開發,特別是大規模深遠海海上風電基地集群的開發,可能導致局部地區電網接入點、線路走廊等資源的緊張。此外,福建省已列入規劃的海上風電項目場址,主要集中在福州至泉州的臺灣海峽中部,造成該區域接入的風電項目較為密集。在冬、春季盛風期,風力發電負荷較高,可能造成無法就地消納,導致項目送出受阻,進而影響海上風電的健康可持續發展。
2020 年1 月20 日,財政部、國家發展改革委、國家能源局三部委聯合發布《關于促進非水可再生能源發電健康發展的若干意見》,明確:2021 年后新并網海上風電項目將不再納入中央財政補貼范圍。在國家取消對新并網海上風電項目取消補貼后,福建省采用競爭配置方式形成項目上網電價。通過近2 年的實際操作來看,部分資源較好的海上風電項目,競配上網電價已經低于0.2 元/kWh,遠低于燃煤機組的標桿上網電價。
與周邊省份相比,福建省由于海底地形地質、海洋水文、極端氣候等多重影響,海上風電建設成本相對較高。過低的上網電價,導致新開發的海上風電項目盈利能力大大減弱,非常不利于海上風電整個產業的健康持續發展。
雖然深遠海海上風電開發的各項技術尚有待突破,專屬經濟區內海上風電項目尚處于相對早期階段,但該區域內海風資源釋放是長期趨勢。專屬經濟區用海涉及的問題較多,需要全面顧及合法用海、交通安全、設施安全及維護配套等方面,尚缺乏明確可行的用海政策支撐。需要提前開展深遠海海上風電開發相關配套政策研究,重點對專屬經濟區用海政策進行分析,并結合現有中國專屬經濟區其他項目用海政策的現狀,制定切實可行的深遠海海上風電用海審批政策。在政策明確后,應加強政策引導,強化監督、監管,為海上風電邁向深遠海保駕護航。
海上風電項目開發主要受到生態環境、通航環境等方面因素約束,直接導致福建省部分已完成競配或列入規劃的海上風電項目前期工作進展緩慢,大量項目場址實際開發建設過程中需要經過反復的優化和調整。開發過程中的大量調整也極大地增加了項目開發的不確定性及成本,影響開發業主的積極性,制約了福建省整個海上風電產業的發展速度。
福建省深遠海海域的風能資源儲量巨大,高質量的深遠海海上風電規劃,對于福建省的海上風電高質量持續發展具有不可替代的作用。因此規劃階段需要統籌協調能源、海洋、海事等有關主管部門,做好有關規劃銜接,進行統一規劃,科學布局,盡量減少各部門專項規劃之間的沖突,減少后續開發建設過程中的調整。鑒于海上風電用海涉及部門多、協調難度大,單純由項目開發業主與各主管部門協調溝通難度太大。建議能源主管部門牽頭建立跨部門的統籌協調機制,在規劃之初即與自然資源、海洋、海事等關鍵部門加強溝通,盡量排除項目開發的顛覆性因素,提升規劃的可執行性。并在項目開發的全周期內保持與各部門信息交流的順暢,降低開發業主的風險及工作難度,提升業主單位開發積極性。
軍事問題由于其特殊性,在規劃及競配階段難以全面排除,需要項目業主在開發階段單獨與軍事部門進行溝通。實際執行過程中,由于涉及到大量涉密信息,各項目業主與軍事部門的溝通并不順暢,常導致項目開發建設過程受阻。建議政府部門牽頭組織與軍事部門的溝通協調,建立長效溝通機制,爭取他們對地方經濟發展的支持。也可與軍方聯合開展部分項目,結合海上風電平臺布置部分軍事設施,盡量降低項目開發對國防事業的影響。
隨著后續深遠海項目的集中開發,對電網消納保障提出了更高的要求,需要電網建設做好規劃,提前研究消納問題,加快配套電網建設,做到送出與海上風電項目開發進度匹配,才能確保風電項目的接入方案科學、規范。為了電力系統穩定、高效的發展,可以考慮延長海上風電產業鏈,結合儲能、制氫、海水淡化等項目,在給予一定的政策支持的前提下,鼓勵優選部分場址開展就地消納技術研究,探索海上風電消納新路徑。
從2021 年國家取消對新并網海上風電項目補貼政策開始,福建省海上風電上網電價從0.85 元/kWh 降低到不足0.2 元/kWh,電價的大幅劇烈波動,非常不利于整個產業的健康發展,也不符合經濟技術發展的一般規律。建議后續海上風電項目競配過程中,能源主管部門應注重對電價競爭的引導,避免無序競爭,降低超低電價對整個海上風電行業發展的影響。
后續也可以考慮將取消補貼的海上風電項目納入綠電、綠證交易,通過釋放海上風電的環境價值,增加海上風電項目的盈利能力。目前通過競配形成的海上風電上網電價與市場上綠電價格之間存在較大的價格差,后續如何協調超出部分的收益將需要政府部門相關政策配套。
由于近海海域海上風電開發逐漸趨于飽和,海上風電行業必將逐步走向深遠海集中連片規模化開發,但目前仍然受到用海、通航、消納等多重因素制約。福建省深遠海海域風能資源豐富,具備大規模成片化開發海上風電的條件,海上風電行業也呈整體良好的態勢,但后續深遠海項目的發展仍然充滿挑戰。需要政府各相關部門及行業參與企業通力協作,克服發展過程中存在的困難,保障福建省深遠海風電行業的健康快速發展。