我國首臺單機容量最大海上風電機組通過測試

文/于 達

2020 年11 月16 日，我國首臺也是亞洲地區(qū)單機容量最大的兆瓦級海上風電機組，在福建興化灣二期海上風電場一次通過高/低電壓故障穿越測試，這標志著該型機組具備高/低電壓故障穿越能力，也就是說，當電網(wǎng)出現(xiàn)故障時，在標準規(guī)定的故障穿越曲線范圍內(nèi)，機組不但不脫網(wǎng)，還能為電網(wǎng)提供支撐，幫助電網(wǎng)恢復。

不難看出，我國海上風電在“十三五”期間實現(xiàn)了一輪快速發(fā)展，新增裝機容量連年大幅遞增，至2019 年年底，海上風電累計裝機容量已完成593 萬千瓦，超額完成國家能源局“十三五”規(guī)劃提出的500 萬千瓦的目標。

這期間海上風電具有以下特點：享受國家高額電價補貼，風電場離岸較近、水深較淺，開發(fā)條件相對較好，開發(fā)商投資收益較高；風機機組容量相對較??；產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展迅速，但發(fā)展比較粗放。以上特點表明，海上風電規(guī)?；_發(fā)建設尚處于培育階段。

1 “搶裝潮”來臨

總體來看，“十三五”期間，我國海上風電裝機容量已經(jīng)形成一定規(guī)模，在設計、制造、施工、運維等產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)積累了寶貴的經(jīng)驗，主機、海纜和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)制造、海上施工等相關(guān)產(chǎn)業(yè)能力得到大幅度提升，為下一步低成本開發(fā)建設海上風電打下了較好的基礎(chǔ)。

國產(chǎn)發(fā)電機組大型化進步明顯，主力機型從3 兆瓦普遍提高到5 兆瓦以上，國內(nèi)10 兆瓦海上風機也已下線，產(chǎn)能穩(wěn)步提升；國內(nèi)用于海上風機吊裝作業(yè)的自升式平臺（包括國產(chǎn)和引進）已達30 余艘，各型打樁錘30 余臺套，單樁生產(chǎn)具備單重2 000 噸以下、最大樁徑10 米的生產(chǎn)能力。產(chǎn)業(yè)鏈能力的提升，為我國規(guī)?；_發(fā)建設海上風電提供了有力支撐。過去幾年中，海上風電建設成本也有了明顯下降，降低海上風電上網(wǎng)電價具備了一定基礎(chǔ)。

然而2021 年年初，我國海上風電卻迎來了政策上的變化。

2020 年1 月，財 政 部、國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于促進非水可再生能源發(fā)電健康發(fā)展的若干意見》，其中提到，從2022 年開始，中央財政不再對新建海上風電項目進行補貼，鼓勵地方政府自行補貼，支持本省海上風電項目的建設。也就是說，2022 年，中國海上風電即將提前進入平價時代。

消息一出，立馬掀起了海上風電的“搶裝潮”。為了爭取到0.85 元的補貼上網(wǎng)電價，廣東、江蘇、浙江、福建等沿海省份大量核準項目紛紛開工建設。

本該隨著建設規(guī)模擴大而下降的海上風電單位千瓦建設成本開始上升，而這顯然有悖于行業(yè)發(fā)展的預期。怎樣在即將到來的“平價時代”有效降低海上風電開發(fā)建設成本，是擺在全行業(yè)面前的重大任務。

2 降成本是關(guān)鍵

隨著風電場離岸越來越遠、水越來越深，海上風電開發(fā)難度將越來越大。雖然各地區(qū)“省補”政策尚未出臺，但“十四五”期間實現(xiàn)海上風電平價上網(wǎng)已基本成為業(yè)內(nèi)共識。

“十四五”期間，海上風電開發(fā)將面臨諸多方面的挑戰(zhàn)，具有以下特點：以平價上網(wǎng)為目標，風電場離岸越來越遠、開發(fā)難度越來越大，機組大型化趨勢明顯，柔性高壓直流送出系統(tǒng)和漂浮式基礎(chǔ)將逐步被采用，規(guī)劃和裝備投資及開發(fā)建設將更加集約、高效。

人們不應該以“十三五”期間的思路和模式來應對這些變化和挑戰(zhàn)，而應該尋求新的發(fā)展思路并盡可能達成業(yè)內(nèi)共識，使行業(yè)能夠健康發(fā)展。

“搶裝潮”過后，海上風電的開工規(guī)模下降將會是大概率情況。如果持續(xù)虧損將會影響全產(chǎn)業(yè)鏈的進一步投入和研發(fā)，進而影響整個行業(yè)的投入和技術(shù)進步，對行業(yè)發(fā)展將是十分不利的。因此，降低開發(fā)成本，使產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)適度盈利并持續(xù)發(fā)展，是今后海上風電建設的關(guān)鍵問題。

如果適當降低投資考核收益率，比如降到5%左右，根據(jù)各地取消補貼后的標桿上網(wǎng)電價、風資源和建設成本的差異，經(jīng)過粗略計算和評估，風場的總開發(fā)成本如能在目前基礎(chǔ)上降低15%～30%，應該可以實現(xiàn)平價上網(wǎng)。但實現(xiàn)這個降幅需要一定的時間，各省級政府也應該給予一定的過渡期支持，相信通過各方努力，這個目標是可以實現(xiàn)的。

3 以集約化提升效率

未來，補貼退坡和向深海“進軍”的海上風電行業(yè)若想健康可持續(xù)發(fā)展，只有依靠合理的規(guī)劃、一定的市場規(guī)模、持續(xù)的投入和技術(shù)升級，才能達到集約高效開發(fā)、逐步降低成本的目的。目前，我國在此方面還有很大的進步空間。

首先，在規(guī)劃階段應充分考慮風電場的集約開發(fā)問題。目前的海上風電項目，不論規(guī)模大小，都是由開發(fā)商與地方政府簽訂開發(fā)協(xié)議后，各自為政規(guī)劃送出路由和送出方案，自建海上升壓站和送出系統(tǒng)，既談不上集約，更談不上經(jīng)濟。隨著離岸距離越來越遠，采用高壓柔性直流送出已成必然。如果仍然按照目前的做法，不但會造成重復投資浪費，還會進一步增加成本，成為開發(fā)商不可承擔之重。海上風場規(guī)劃應按照集約化開發(fā)的原則，盡最大可能集中連片使其具備一定的規(guī)模。由于電網(wǎng)系統(tǒng)掌握著國內(nèi)最先進的高壓柔性輸送技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈，建議送出環(huán)節(jié)由電網(wǎng)系統(tǒng)統(tǒng)一規(guī)劃并投資建設，并收取一定的投資收益。

其次，主機廠商要更加重視海上風電場的綜合建設成本。風機是海上風電最為核心的設備，其性能和可靠性在很大程度上決定了風電場的投資收益。電價固定后，發(fā)電量就成為影響投資收益最敏感的因素，因此風機的技術(shù)進步是降低海上風電成本的核心和關(guān)鍵所在。風機的技術(shù)進步主要體現(xiàn)在提高風能利用效率（提高風機的等效滿負荷發(fā)電小時數(shù)）、降低基礎(chǔ)造價、更易于安裝和維護、運行更加穩(wěn)定可靠、運行維護更加智能化等，隨著深遠海大機組時代的到來，通過風機及基礎(chǔ)的一體化設計，進一步降低海上風場基礎(chǔ)和施工成本，也應該成為風機制造商重視的關(guān)鍵問題。

再次，應重視“母港”的規(guī)劃建設，投資建造高效的海上施工作業(yè)船只。隨著風場離岸越來越遠，水越來越深，海上作業(yè)更加困難，要保障海上作業(yè)效率，除了需要更加大型、高效的施工船只外，在海上風場集中連片開發(fā)的區(qū)域建設海上施工所依托的“母港”尤其必要。所謂“母港”，是指海上風電開發(fā)建設和運行維護所依托的專業(yè)港口，具有制造、物流、存儲、組裝、海上出運等功能。另外，應積極推動多產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展盡快實施。多產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展可以提高海洋資源利用效率，如果規(guī)劃利用得當，通過增加投資收益，分攤海上風電建設成本，是有效降低成本的思路，例如山東省提出的融合海洋牧場發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)的概念。目前的關(guān)鍵是要盡快拿出跨行業(yè)融合的具體實施方案，配套出臺相關(guān)政策和規(guī)范。

最后，要因地制宜發(fā)展適合不同海域的技術(shù)方案，重視漂浮式海上風電基礎(chǔ)的應用。國內(nèi)的海上風電規(guī)模開發(fā)建設始于江蘇省，目前國內(nèi)投資建造的技術(shù)裝備也基本上是基于江蘇省的技術(shù)方案規(guī)劃建造的，如用于風機分體式吊裝的自升式平臺及用于單樁基礎(chǔ)施工的起重船等。實踐證明，這些裝備在江蘇海域?qū)崿F(xiàn)了比較高的施工效率，成本也較低，對江蘇及以北的海域較適用。但這套方案拿到南部沿海地區(qū)，則適用性較差，效率大打折扣。比如，福建海域地質(zhì)情況比較復雜，嵌巖作業(yè)十分困難，就不一定要沿用江蘇地區(qū)單樁或者高樁承臺基礎(chǔ)的思路，可開發(fā)單樁復合筒組合基礎(chǔ)、復合筒型導管架基礎(chǔ)、錨固鋼筋混凝土基礎(chǔ)等，盡量避免或者減少嵌巖作業(yè)，提高效率，降低成本。再比如，廣東地區(qū)集中連片開發(fā)規(guī)模較大，則更適合采用類似于歐洲的依托母港的高效船機作業(yè)方案。因此，技術(shù)人員更需要針對不同海域的情況，開發(fā)針對性和適用性更強的技術(shù)方案。

漂浮式基礎(chǔ)在國內(nèi)應用的優(yōu)勢在于，其生產(chǎn)制造與造船業(yè)吻合度較高，而國內(nèi)又有相當龐大的造船業(yè)產(chǎn)能，容易形成生產(chǎn)規(guī)模，現(xiàn)有的產(chǎn)能既可滿足一部分海上風電的需求，造船業(yè)的閑置產(chǎn)能也可得到充分利用。因此，我國應根據(jù)國內(nèi)海域的實際情況，加大漂浮式基礎(chǔ)相關(guān)技術(shù)的研究，早日實現(xiàn)商業(yè)化應用，發(fā)展適合我國國情的漂浮式基礎(chǔ)技術(shù)方案，降低海上風電建設成本。

4 合理規(guī)劃去同質(zhì)化

近些年，國內(nèi)很多施工單位紛紛看好海上風電市場前景，投資購置了大量的海上風電施工裝備，如自升式平臺、起重船、打樁錘等，但由于缺乏統(tǒng)一規(guī)劃指導和相互合作，以及市場預期的不確定性，造成這些裝備的同質(zhì)化、碎片化，除了局部的性能參數(shù)逐步有所提高外，整體沒有顯著的技術(shù)進步，與歐洲等先進地區(qū)存在技術(shù)代差。此外，設備分散在各個承包商手里，資源整合和使用效率也較低。例如，國內(nèi)到目前為止也沒有建造一艘能自行搭載風機部件和風機基礎(chǔ)構(gòu)件的所謂“風電安裝船”，而歐洲已經(jīng)在設計建造第三代“風電安裝船”。實際上，隨著風場開發(fā)難度的加大，對施工裝備的性能要求也隨之提高，一旦這些設備的適用性出現(xiàn)問題，容易造成閑置浪費和惡性競爭，影響設備的投資收益，進而影響下一代設備的投資。

施工裝備的技術(shù)進步往往意味著更大的投資，因此需要穩(wěn)定的市場預期和產(chǎn)業(yè)鏈配套，才能更好地支持施工裝備的投資和升級。例如，可以在裝備投資方面引入開發(fā)商、政府（平臺公司）和主機供應商的投資，使得開發(fā)商、承包商、政府、供應商形成資本合作紐帶，各方形成合力，使市場預期變得更加穩(wěn)定、產(chǎn)業(yè)配套得到更好的保障，投資額和投資壓力也會變得相對小一些，能夠集中力量辦大事，實現(xiàn)多方互利共贏。

此外，政府也應發(fā)揮好規(guī)劃、引領(lǐng)、協(xié)調(diào)、支持作用，真正做到海上風電開發(fā)建設的集約高效。降低開發(fā)成本，涉及規(guī)劃、投資、產(chǎn)業(yè)融合和協(xié)同、產(chǎn)業(yè)鏈配套、政策及資金支持等很多方面，這些都離不開政府的主導和引領(lǐng)。近年來，一些地方政府本著資源換產(chǎn)業(yè)投資的原則招商引資，由于缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，造成了投資的碎片化，甚至導致一些低效產(chǎn)能重復投資，僅僅是滿足了一些產(chǎn)能的需求，并沒有真正給行業(yè)帶來質(zhì)的提升和效率的提高。產(chǎn)業(yè)的培育和發(fā)展需要統(tǒng)一的規(guī)劃，而不同產(chǎn)業(yè)跨行業(yè)融合發(fā)展需要政府牽線搭橋、給予政策支持，比如“母港”的建設需要政府規(guī)劃并投資建設，在這些方面，政府的主導、引領(lǐng)、協(xié)調(diào)、支持等作用至關(guān)重要。

中國是制造業(yè)大國，有著完整的工業(yè)體系，我國在海上風電領(lǐng)域雖然較歐洲起步晚，但近幾年發(fā)展迅猛，相信只要立足于中國國情，在技術(shù)創(chuàng)新、集約高效開發(fā)方面針對我國實際情況做出不懈努力，把取消補貼作為進一步激發(fā)國內(nèi)企業(yè)創(chuàng)新、降本潛能的政策機遇，相信我國一定能走出一條有中國特色的海上風電健康發(fā)展之路。