发电效率比陆上风电高出20%-40%、利用小时数更高、更节约水资源和土地资源——近年来，海上风电开发越来越受到重视。
国务院去年10月印发的《2030年前碳达峰行动方案》提出，坚持陆海并重，推动风电协调快速发展，完善海上风电产业链，鼓励建设海上风电基地。一年来，海上风电发展如何？具体的开发技术难度有多高？能带来多大的经济效益？本报记者对此进行了采访。
海上风电装机规模世界第一
10月29日下午5时，距离山东省东营港20公里的渤海中部近海海域，一台台百米高的风电机组迎风矗立，风电机叶片悠悠旋转。陆上集控中心大屏幕上，发电量数字开始跳动。“这是海上风电平价时代全国首个核准项目并网发电，也是山东省平价海上风电首度绿电。”山东能源渤中海上风电项目部副经理朱海飞兴奋地说。
朱海飞介绍，该项目由山东能源集团投资开发建设，总投资66.85亿元，装机容量501兆瓦，安装60台单机容量8.35兆瓦风电机组。“我们选用风电叶片长107米，比标准的足球场还要长2米，叶轮直径220米，扫风面积相当于5.8个足球场面积，转一圈发电19度。”朱海飞说，“项目每年可提供绿色电量16.98亿度，等效节约标准煤51.9万吨、减排二氧化碳125.77万吨。”
“海上风电是指在潮间带、近海海域等主要区域建立风力发电场，将风能转换为电能，是一种使用离岸风力能源的方式。”中国船舶集团所属海装风电股份有限公司党委书记、董事长王满昌介绍，中国是全球风电发展大国。全球风能理事会(GWEC)发布的统计数据显示，自2010年开始，中国新增和累计风电装机容量稳居全球首位，而在风电新增装机中，中国海上风电的增长水平已经快于陆上风电。
根据生态环境部10月27日发布的《中国应对气候变化的政策与行动2022年度报告》，截至2021年底，中国可再生能源发电装机达到10.63亿千瓦，占总发电装机容量的44.8%，海上风电装机规模跃居世界第一。2021年，新吊装海上机组2603台，新增装机容量达到1448.2万千瓦，同比增长276.7%，主要分布在江苏、广东、浙江、福建、辽宁、山东和上海。
不仅在规模上成就显著，中国海上风电机组的质量也不断提升。数据显示，截至2021年底，所有吊装的海上风电机组中，4.0MW(不含4.0MW)以下海上风电机组累计装机容量占全部海上累计装机容量的7.7%，比2020年下降了约10个百分点；4.0MW-5.0MW(不含5.0MW)机组占比33.4%，比2020年下降了约19个百分点；5.0MW及以上机组占比达到58.8%，比2020年增长了约29个百分点。
“发展海上风电已成为大势所趋。中国海上风能资源丰富、开发潜力巨大，对保障能源安全、推进绿色低碳发展、实现‘双碳’目标具有重要意义。”王满昌说。
发展海上风电优势明显
与陆上风相比，从海上吹来的风有哪些优势？
王满昌解释，相较于陆上风电，海上风电具有资源丰富、发电利用小时数高、不占用土地、不消耗水资源和适宜大规模开发等优势。
“海上风电具有风能资源的能量效益比陆地风电场高，平均空气密度较高，发电效率好，普遍数据年度发电量能多出20%到40%左右。”王满昌说，“海上风湍流强度小、风切变小，受地形和气候的影响也比陆上更小。此外，海上风电场建设受噪音、景观、电磁波等问题的限制少，也不占用陆上土地资源。”
国务院发展研究中心企业研究所企业评价研究室主任周健奇介绍，中国发展海上风电具有天然的资源和市场优势。
首先，中国海域广阔，海上风能丰富，但陆上风能资源不均衡，大部分地区是低风速区域。“从总量来看，我国风能资源是丰富的。”周健奇说，“但如果从结构来看，丰富的风能资源主要分布在西北、东北、华北地区，其中又以内蒙古、新疆、甘肃为主。其他大部分地区是平均风速在3m/s至5m/s的低风速区域。”
其次，中国电力消费保持了较快增速，但陆上风能丰富的地区远离电力主消费地，存在消纳难的问题。“海上风电可以解决陆上风电面临的‘产’与‘消’的矛盾，因为我国很多用电大省是临海的。”周健奇说，“因此，海上风电随着投资和运维成本的不断下降，呈现出了较快发展的趋势。”
海上风电虽好，但建造难度大、技术要求高。王满昌说，海上风电产业链复杂，上游主要是原材料供应和风机设备生产，其中风机设备为关键领域，可分为风机机组和辅助设备两部分，风机机组包括叶片、发电机、齿轮箱、变流器、塔筒等关键零部件，辅助设备则包括风机基础、海底电缆、海上升压站和陆上升压站。“因此，建造成本高，十分耗费人力和物力。”王满昌说，“对整机而言，防腐蚀是关键的技术因素，在芯片和软件设计方面的通用技术也难以突破。此外，电网建设配套成本相比陆上风电也更高。”
“向海争风”的一大支撑是海洋高端装备研发制造能力的迅速提升。近期，许多“全国首个”“全球最大”亮相海上风电领域——10月13日，13.6兆瓦大容量海上风电机组成功下线，该机组是目前全球范围内叶轮直径最大、亚太地区单机容量最大的风电机组；9月28日，中国船舶集团旗下黄埔文冲公司成功交付全国首艘2000吨风电安装平台“白鹤滩”号，它是中国首艘符合第四代海风装备功能标准，能实现自升、自航、深远海等一体化综合施工作业要求的风电安装平台，为中国海上风电向深远海进军提供了又一重要利器……“一系列新机组、新产品的落地，说明国内企业的建造能力在这些方面已有突破，与国际领先水平差距越来越小。”周健奇说。
未来仍需加大创新力度
发展海上风电意义重大。周健奇介绍，一是有助于优化中国能源结构，提升新兴清洁能源发电比重，加快再电气化进程；二是可以缓解临海大城市用电压力和环境压力，解决远离陆地海岛的用电难题；三是可以成为中国高端装备技术创新的一个突破口，促进中国工业整体技术创新。
近年来，中国海上风电行业相关国家政策接连推出，沿海地区多个省份海上风电规划及支持政策陆续出台，政策重点包括鼓励海上风电技术进步、推动海上风电装机应用等，保障了行业快速健康发展。其中，《广西能源发展“十四五”规划》提出，将加强核电、抽水蓄能、清洁煤电、天然气发电等保供能力较强的清洁电源布局，逐步建设千万千瓦级海上风电集群；《海南省风电装备产业发展规划(2022-2025年)》显示，海南正加快打造海上风电装备制造基地，一批海上风电及相关装备制造项目相继开工建设，总投资135亿元。
未来，中国海上风电将如何更好发展？
“中国海上风电产业迅速壮大，整体行业逐渐发展成熟，将向规模化、连片开发与深远海演变。深远海运维模式和装备能力提升将是下一阶段发展重点，将有更多的深远海运维模式和装备出现，以实现运维效率的最大化。”王满昌说，“由于技术上的要求更高，就更需要企业加强自主创新能力，推动这一产业加速发展。”
周健奇介绍，今后，海上风电发展仍需加大创新力度。“风电企业不仅要参与行业内的国际竞争，还面临不同电源之间的竞争。”周健奇说，企业布局海上风电凭借的是实力，创新的方向有两个：一是制造技术创新，可发挥龙头带动作用，支持优秀企业建立智能实验平台，集中资源联合上下游突破工业基础短板，加速尚不成熟国产风电产品的国产化进程；二是管理创新，特别要强化供应链管理能力，从制造向集成服务转型。(人民日报海外版 记者 孔德晨)
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