在全球能源綠色轉(zhuǎn)型的過程中，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的重要性逐漸凸顯出來。而伴隨陸地資源開發(fā)逐漸接近飽和，海上風(fēng)電將成為全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的絕對(duì)重點(diǎn)。
目前，中國海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)在規(guī)模上已經(jīng)躍居全球第一，整個(gè)產(chǎn)業(yè)在雙碳政策的刺激下，還將迎來迅猛的發(fā)展。中國工程院課題組認(rèn)為，海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)前景廣大，但中國的整體行業(yè)水平，與國際頂尖水平相比仍有較大差距。
2019年底，中國工程院在北京啟動(dòng)了一項(xiàng)名為“海上風(fēng)電支撐我國能源轉(zhuǎn)型發(fā)展戰(zhàn)略研究”的重大咨詢研究項(xiàng)目，希望能系統(tǒng)地分析國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，為中國海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展戰(zhàn)略和路徑規(guī)劃提供理論基礎(chǔ)。
近日，中國工程院在北京舉辦結(jié)題評(píng)審會(huì)，向與會(huì)人員介紹了中國海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)多年發(fā)展的成果、在雙碳目標(biāo)下產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展存在的機(jī)遇，以及與國際領(lǐng)先水平相比仍存在的不足。
全球海上風(fēng)電迎來發(fā)展機(jī)遇期
近年來，全球主要經(jīng)濟(jì)體都在探索能源轉(zhuǎn)型路徑，可再生能源產(chǎn)業(yè)備受關(guān)注。這其中，風(fēng)電尤其是海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，并從近海走向深遠(yuǎn)海，規(guī)模已經(jīng)達(dá)到吉瓦級(jí)別，海上風(fēng)電機(jī)組也向10兆瓦以上級(jí)別發(fā)展。
作為海上風(fēng)電最早發(fā)展的地區(qū)，歐洲仍是全球風(fēng)能資源利用最為充分的地區(qū)，在風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用以及裝備制造方面一直保持領(lǐng)先優(yōu)勢。
全球風(fēng)能理事會(huì)（GWEC）發(fā)布的《2021年全球海上風(fēng)電報(bào)告》顯示，截至2020年底，全球海上風(fēng)電裝機(jī)主要集中在東亞、西歐、北歐和美國等地。其中，英國海上風(fēng)電裝機(jī)容量位居全球第一，占據(jù)全球總裝機(jī)量的28.9%；中國占比28.3%，位居第二；德國以21.9%的占比，位居全球第三。
在中國市場方面，海上風(fēng)電在去年實(shí)現(xiàn)了規(guī)模上的超越。根據(jù)國家能源局去年12月24日公布的數(shù)據(jù)，2021年，中國海上風(fēng)電裝機(jī)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，可利用海域面積300多萬平方公里。在碳達(dá)峰碳中和政策的背景下，頂層設(shè)計(jì)明確構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)、提高電網(wǎng)對(duì)高比例可再生能源的消納和調(diào)控能力，九大清潔能源基地、四大海上風(fēng)電基地，都為國內(nèi)的風(fēng)電尤其是海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)，打開了想象空間。
GWEC指出，在未來十年內(nèi)，伴隨著全球能源脫碳趨勢的加速，加之海上風(fēng)電度電成本急速下降，漂浮式風(fēng)電的商業(yè)化以及工業(yè)化繼續(xù)取得進(jìn)展等因素，海上風(fēng)電還將繼續(xù)保持快速增長。預(yù)計(jì)未來十年，全球?qū)⑿略龀^235吉瓦的海上風(fēng)電裝機(jī)，全球風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量將在2030年達(dá)到270吉瓦。
中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)短板明顯
歷經(jīng)多年發(fā)展，中國已經(jīng)成為全球風(fēng)電大國，海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)在規(guī)模、裝備制造和成本方面都有了長足的進(jìn)步，但在關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)制造方面，相較于國外頂尖技術(shù)水平，仍有一定的差距。
中國工程院院士、新能源電力系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任劉吉臻院士介紹稱，中國目前已經(jīng)形成了較為完整的海上風(fēng)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈，在江蘇大豐、廣東陽江、福建福清等地建立了風(fēng)電產(chǎn)業(yè)基地，具備生產(chǎn)10兆瓦等級(jí)風(fēng)電機(jī)組、大型變壓器、各種電壓等級(jí)的海纜能力，以及400兆瓦海上風(fēng)電場的設(shè)計(jì)、研發(fā)、制造、安裝、運(yùn)行等經(jīng)驗(yàn)。
中國工程院湯廣福院士指出，在風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)，中國都還存在著不同程度的短板和問題。諸如，國外海上風(fēng)機(jī)葉片多采用碳纖維復(fù)合技術(shù)，但碳纖維及其工藝設(shè)備，以及高性能膠黏劑和織物等輔助原料供應(yīng)掌握在德國、日本等國的企業(yè)手中，而國內(nèi)受技術(shù)水平限制，仍以玻璃纖維或碳玻混合工藝。
作為核心部件的軸承，國內(nèi)高端精密軸承研究起步較晚，主軸軸承的設(shè)計(jì)與制造等方面距離國外頂尖水平仍有較大差距；此外，變槳系統(tǒng)、高壓交流海纜等設(shè)備，國內(nèi)也仍在持續(xù)攻關(guān)。而風(fēng)電專用的設(shè)計(jì)軟件，基本都來自于美、德等國，開發(fā)難度大、缺乏運(yùn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證，屬于中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“卡脖子”技術(shù)。
湯廣福院士建議，要大力推進(jìn)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵原材料國產(chǎn)化、核心裝備設(shè)計(jì)制造自主化，鼓勵(lì)自主研發(fā)的風(fēng)電設(shè)計(jì)軟件和公共測試平臺(tái)，積極探索海上風(fēng)電發(fā)展的新技術(shù)。
周緒紅院士研究團(tuán)隊(duì)指出，在工程建造方面，中國已經(jīng)形成了較為完整的海上風(fēng)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈，但整體水平還處于中等偏上的水平，與國際先進(jìn)水平還存在明顯差距；在勘查工程、巖土工程、結(jié)構(gòu)工程、施工建造和運(yùn)營維護(hù)等方面，分別存在技術(shù)規(guī)范體系缺乏、設(shè)備先進(jìn)性不足、從業(yè)人員經(jīng)驗(yàn)缺乏等問題。
萬億市場面臨“平價(jià)”挑戰(zhàn)
海上風(fēng)電投資規(guī)模大，經(jīng)濟(jì)帶動(dòng)效應(yīng)明顯。鄭建超院士研究成果指出，海上風(fēng)電后期運(yùn)維以及對(duì)其他產(chǎn)業(yè)的帶動(dòng)效應(yīng)，將帶動(dòng)超過萬億級(jí)別的海洋產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展，同時(shí)也將推動(dòng)空氣動(dòng)力學(xué)、材料科學(xué)、電力電子等學(xué)科的發(fā)展與研究，成為地區(qū)高質(zhì)量發(fā)展的重要推動(dòng)力和經(jīng)濟(jì)增長極。
而從推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度來看，如何填補(bǔ)產(chǎn)業(yè)鏈中缺失的部分，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈布局避免重復(fù)建設(shè)，加快推動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)突破，都還考驗(yàn)著政府、企業(yè)和產(chǎn)業(yè)鏈各方的智慧。
2022年是中國海上風(fēng)電平價(jià)時(shí)代的第一年，產(chǎn)業(yè)何時(shí)才能快速降本實(shí)現(xiàn)較高的投資回報(bào)率，是行業(yè)內(nèi)外都在關(guān)注的議題。業(yè)內(nèi)此前普遍預(yù)計(jì)，海上風(fēng)電的全面平價(jià)還需3-5年的時(shí)間。
中國工程院研究團(tuán)隊(duì)指出，基于現(xiàn)有技術(shù)水平及最近風(fēng)電機(jī)組投標(biāo)價(jià)格等數(shù)據(jù)，按照資本收益率6%來計(jì)算，福建、廣東等資源較好的以及部分煤電標(biāo)桿電價(jià)較高的地區(qū)已經(jīng)具備平價(jià)建設(shè)條件，江蘇省距離平價(jià)還有1分錢的差距。
劉吉臻院士認(rèn)為，當(dāng)前海上風(fēng)電實(shí)現(xiàn)全面平價(jià)上網(wǎng)仍有難度，但從全產(chǎn)業(yè)鏈條、全成本的角度來看，中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)仍有較大的降本空間；從現(xiàn)階段產(chǎn)業(yè)現(xiàn)實(shí)來看，國家給予一定的政策支持仍是十分必要的。
“不應(yīng)該僅看到海上風(fēng)電的度電成本和電價(jià)，還要考慮到國土資源的節(jié)省、海洋資源的開發(fā)利用以及碳市場的潛在價(jià)值，這樣算起來，海上風(fēng)電是合算的。”劉吉臻院士表示。
21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者彭強(qiáng) 北京報(bào)道
