經(jīng)濟(jì)觀察報(bào) 記者 鄭晨燁 海上風(fēng)電正在成為風(fēng)電板塊的新風(fēng)口,根據(jù)風(fēng)芒能源統(tǒng)計(jì),今年上半年,全國共有13個(gè)省份發(fā)出的風(fēng)電指標(biāo)高達(dá)1.2億千瓦,而海上風(fēng)電的部分約占2700萬千瓦,這一數(shù)據(jù)已然超過了2022年全年的總和。
而受益于裝機(jī)量的快速回暖與海風(fēng)需求的增速提升,風(fēng)電板塊上市公司的中報(bào)業(yè)績也悉數(shù)預(yù)增,多家風(fēng)機(jī)設(shè)備廠商均表態(tài)要積極拓展海風(fēng)業(yè)務(wù)。上半年凈利潤實(shí)現(xiàn)“翻倍式”增長的天順風(fēng)能(002531.SZ),更是將業(yè)績高增歸因于海風(fēng)樁基業(yè)務(wù)的突破。
不難看出,在2022年,政府補(bǔ)貼全面退出后,進(jìn)入平價(jià)時(shí)代的海上風(fēng)電并沒有按照市場設(shè)想的那樣,出現(xiàn)需求驟降、增速回落的情況。
在這樣的宏觀背景下,驅(qū)動(dòng)海上風(fēng)電市場維持高景氣的核心因素是什么?中國海上風(fēng)電未來都有哪些發(fā)展趨勢?在中國的海上風(fēng)電開發(fā)中又面臨哪些難題和挑戰(zhàn)?
針對上述問題,近日,經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)專訪了中國海油研究總院院長米立軍,作為李四光地質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)獲得者,享受國務(wù)院政府特殊津貼專家,米立軍長期關(guān)注并研究海上風(fēng)電的發(fā)展情況。
在米立軍看來,中國的海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)已位列世界第一陣營,中國沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),具有較大能源需求,開展海上風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè),是立足于區(qū)域資源稟賦、落實(shí)雙碳目標(biāo)以及保障能源供應(yīng)的重要方向。同時(shí),隨著近海風(fēng)電資源開發(fā)的日趨飽和,邁向深藍(lán)已經(jīng)成為中國海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最重要趨勢之一。
“從淺水到深水、從立式發(fā)展到浮式這是大的方向,未來風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)過程中還需注重多能協(xié)同、多能協(xié)采,實(shí)現(xiàn)能源的多元化利用和提高海洋能源的開采效率。”米立軍表示。
(中國海油研究總院院長米立軍 受訪者供圖)
以下為專訪實(shí)錄:
經(jīng)濟(jì)觀察報(bào):您如何看待目前中國海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀?
米立軍:從2022年的數(shù)據(jù)來看,中國海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量超過30GW,占到全球總?cè)萘砍^一半,穩(wěn)定地位于世界第一,新增裝機(jī)也是世界第一,不僅僅是并行,還包括部分技術(shù)引領(lǐng)。從海風(fēng)資源分布來看,雖然中國海域不算是世界上最好海風(fēng)資源分布地,但也具備大規(guī)模發(fā)展的基礎(chǔ),據(jù)中國風(fēng)能協(xié)會(huì)評估,中國海上風(fēng)電資源開發(fā)潛力超過3500GW中國。
2016年海上風(fēng)電裝機(jī)容量約1.63GW,2022年累計(jì)裝機(jī)量約為“十三五”初的18倍。這是發(fā)展迅猛的表現(xiàn),主管部門也通過制定政策,進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)海風(fēng)集群化、基地化開發(fā)建設(shè)。當(dāng)下,我們的淺水風(fēng)電技術(shù)在逐漸成熟,也就是水深50米內(nèi)的區(qū)域,開發(fā)技術(shù)和建設(shè)模式趨于成熟。
總的來說,中國沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),具有較大能源需求,開展海上風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè),是立足于當(dāng)?shù)刭Y源稟賦、落實(shí)雙碳目標(biāo)以及保障能源供應(yīng)的重要方向,這奠定了近幾年來,我們海風(fēng)產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的基礎(chǔ),并成為世界第一陣營,未來中國的海風(fēng)發(fā)展的前景廣泛,技術(shù)也會(huì)更加成熟。
在風(fēng)電領(lǐng)域,中國海油起步較早,今年5月,全球首座水深超100 米、離岸距離超過100 公里的半潛式“雙百”深遠(yuǎn)海浮式風(fēng)電平臺(tái)“海油觀瀾號”成功并網(wǎng)發(fā)電,年均發(fā)電量可達(dá)2200 萬千瓦時(shí)。“海油觀瀾號”將中國海風(fēng)開發(fā)能力從50米水深提升至100米以上,為未來中國風(fēng)電開發(fā)從近淺海走向深遠(yuǎn)海奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
經(jīng)濟(jì)觀察報(bào):中國海上風(fēng)電未來都有哪些發(fā)展趨勢?
米立軍:現(xiàn)在海上風(fēng)電的發(fā)展具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢,為什么?大家都知道西電東送,跨越兩千公里,用高壓把電從西部送到東部,但當(dāng)時(shí)以火電為主,現(xiàn)在在西部出現(xiàn)了大量新能源,就有消納的問題(編者按:消納問題指新能源發(fā)電量與電網(wǎng)需求之間的不匹配問題)。
東南沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)省份,用電需求都在沿海,所以海上風(fēng)電往陸上送電在資源稟賦和距離上具有先天優(yōu)勢,海風(fēng)陸送能否實(shí)現(xiàn)對西電東送的覆蓋,這是現(xiàn)在專家討論的一個(gè)新問題。
另外,海上風(fēng)電場的建設(shè),具有不占地、不搶資源的優(yōu)勢,能夠更集約的利用寶貴的海域資源,因此,現(xiàn)在還有一個(gè)趨勢是風(fēng)機(jī)逐漸增大,也就是“以大代小”,用更大功率、更高效率的風(fēng)代替原來那些小設(shè)備,比如目前“海油觀瀾號”的風(fēng)機(jī)就是7.25兆瓦,葉輪直徑達(dá)158米,三峽集團(tuán)推出的16兆瓦到18兆瓦的單機(jī),風(fēng)葉掃風(fēng)的直徑可以達(dá)到200多米。(編者按:三峽集團(tuán)16兆瓦超大容量海上風(fēng)電機(jī)組已于7月19日并網(wǎng)發(fā)電)
當(dāng)然,越來越大的單機(jī)容量也帶來了新問題,就是需要減重,從設(shè)計(jì)角度來看,海洋工程減重,是控制成本的必然要求,利用高新材料,在現(xiàn)有基礎(chǔ)上,減重20%到30%,同時(shí)還要增加強(qiáng)度,這些對相關(guān)設(shè)施比如港口、船只、設(shè)備都提出了更高的要求,這是第三個(gè)趨勢。
第四個(gè)趨勢,就是建設(shè)模式從立式底部固定,向浮式發(fā)展,浮式風(fēng)電是指風(fēng)電發(fā)電設(shè)備通過漂浮系統(tǒng)安裝在水面的技術(shù)。該技術(shù)可以打破固定式風(fēng)機(jī)對作業(yè)水深和海底固定安裝條件的限制,有效拓展深遠(yuǎn)海風(fēng)能資源開發(fā)。
相比于固定式風(fēng)機(jī),浮式風(fēng)電能夠以良好的適應(yīng)機(jī)組大型化與深遠(yuǎn)海風(fēng)能資源開發(fā)需求,是必須掌握的重要能源開發(fā)技術(shù),我預(yù)計(jì)2025年后浮式風(fēng)電逐步具備規(guī)模化開發(fā)條件。現(xiàn)在歐洲開發(fā)的小規(guī)模浮式商業(yè)化風(fēng)場普遍優(yōu)于海上固定風(fēng)電的表現(xiàn),這也為浮式風(fēng)電大規(guī)模商業(yè)化奠定了信心。
在英國,浮式風(fēng)電場平均容量系數(shù)達(dá)到了57%,而該區(qū)域固定式海上風(fēng)電平均值約為40%。(編者按:平均容量系數(shù)指風(fēng)電場在一定時(shí)期內(nèi)的實(shí)際發(fā)電量與理論最大發(fā)電量之比,該比值越接近1表示風(fēng)電場的發(fā)電效率越高。)
之所以要向浮式,向深遠(yuǎn)海發(fā)展,因?yàn)榻鼫\海區(qū)域,包括港口、航道、漁業(yè)等重疊比較厲害,在深遠(yuǎn)海開發(fā)風(fēng)電可以避免這些沖突,同時(shí),風(fēng)能資源通常比近淺海也更豐富,干擾較少。
經(jīng)濟(jì)觀察報(bào):海上風(fēng)電有哪些主要的增長驅(qū)動(dòng)因素?
米立軍:首先,在中國對外能源依存度方面,石油約為70%,而天然氣超過40%。這樣一來,有能源需求就有動(dòng)力。
其次,為了落實(shí)雙碳目標(biāo),中國政策的導(dǎo)向也在推動(dòng)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展,根據(jù)中國國家能源局全國深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電規(guī)劃,未來中國深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電總?cè)萘恳_(dá)到290吉瓦。
第三點(diǎn),是現(xiàn)在海風(fēng)的商業(yè)模式為盈利帶來了希望,現(xiàn)在海上風(fēng)電的造價(jià)成本到了10000元-14000元/千瓦的水平,發(fā)電成本基本可以達(dá)到3毛到4毛錢一度。這就是為什么2022年政府補(bǔ)貼退出后,大家還會(huì)來繼續(xù)開發(fā)海上風(fēng)電,因?yàn)槿跃邆湟欢ǖ挠熬啊?/p>
經(jīng)濟(jì)觀察報(bào):中國的海上風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)中目前面臨哪些挑戰(zhàn)?
米立軍:這個(gè)需要分為近海和深遠(yuǎn)海來看,近海的優(yōu)勢是,可以直接與陸地建網(wǎng),岸電向電場的延伸以及海域富余電量的回輸是比較暢通的。
近海中比較常見的問題就是用海矛盾、資源矛盾,因?yàn)榻^(qū)域需要和大量的其他海洋活動(dòng)共享空間。2022年發(fā)改委出臺(tái)了一個(gè)文件《關(guān)于促進(jìn)新時(shí)代新能源高質(zhì)量發(fā)展實(shí)施方案的通知》,對這個(gè)問題也作了指引,明確新建新能源項(xiàng)目要嚴(yán)格執(zhí)行土地使用標(biāo)準(zhǔn),不得突破標(biāo)準(zhǔn)控制,鼓勵(lì)推廣應(yīng)用節(jié)地技術(shù)和節(jié)地模式,用地節(jié)約集約化程度必須達(dá)到中國同行業(yè)先進(jìn)水平。優(yōu)化調(diào)整近岸風(fēng)電場布局,鼓勵(lì)發(fā)展深遠(yuǎn)海風(fēng)電項(xiàng)目;規(guī)范設(shè)置登陸電纜管廊,最大程度減少對岸線的占用和影響。
這為下一步近海的風(fēng)光電場建設(shè)指明了一條可操作的路線,但仍需要大量協(xié)調(diào)工作。
在深遠(yuǎn)海就涉及多能協(xié)同,主要有三個(gè)方面亟待完善,首先是微電網(wǎng)的建設(shè)(編者按:微電網(wǎng)是一種具有自主運(yùn)行能力、可以并網(wǎng)運(yùn)行或離網(wǎng)運(yùn)行的電力系統(tǒng)),通過微電網(wǎng),可以將深遠(yuǎn)海風(fēng)電與其他電源(例如光伏)、負(fù)荷和儲(chǔ)能設(shè)備進(jìn)行有效整合,提高能源利用效率,同時(shí),深遠(yuǎn)海風(fēng)電離陸地較遠(yuǎn),將其發(fā)電輸送到陸地需要較長的輸電線路,這會(huì)帶來較大的能源損失。而通過微電網(wǎng)就地消納或儲(chǔ)存電能,可以降低這種輸送損失。
并且,在主電網(wǎng)出現(xiàn)故障的情況下,微電網(wǎng)可以獨(dú)立運(yùn)行,繼續(xù)為關(guān)鍵負(fù)荷提供電力供應(yīng),提高電力供應(yīng)的可靠性。
第二個(gè)方面是儲(chǔ)能必須要發(fā)展,因?yàn)轱L(fēng)電屬于非穩(wěn)定電源,它在整個(gè)供電網(wǎng)里邊,有占比30%的限量,現(xiàn)在中國要求非穩(wěn)定電源,包括陸上是一樣的,要按照容量不低于新能源裝機(jī)的10%—20%、連續(xù)儲(chǔ)能時(shí)長2小時(shí)以上的原則來配套儲(chǔ)能設(shè)施,這是必備的,不然就是不穩(wěn)定電源,將來存在斷電或者對電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行形成干擾的風(fēng)險(xiǎn)。
現(xiàn)在風(fēng)電制氫是解決風(fēng)電波動(dòng)和間歇性問題很好的解決方案,在風(fēng)電發(fā)電量大的時(shí)候,將多余的電能用于制氫,提高風(fēng)電的利用率。
比如在南海,風(fēng)電制氫之后,可以直接放在天然氣管網(wǎng)里,高于20%,它可以摻進(jìn)去,直接用于發(fā)電或者供氣,實(shí)際上,我認(rèn)為這是一種比傳統(tǒng)儲(chǔ)能更好的解決棄風(fēng)棄電問題的方案,既能提高氫能源的利用,還可以達(dá)到近乎百分百的消納效果,不再存在消納難題。
最后是柔性直流輸電的建設(shè)要加快,柔性直流輸電技術(shù)可以快速調(diào)節(jié)輸電功率,有助于穩(wěn)定電力系統(tǒng),抵消風(fēng)電的不穩(wěn)定性。同時(shí),還可以獨(dú)立控制輸電線路的有功和無功功率,有助于優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行,提高電網(wǎng)的運(yùn)行效率。
我一直強(qiáng)調(diào)柔性直流和微電網(wǎng)建設(shè)的重要性,微電網(wǎng)可以進(jìn)行網(wǎng)格化管理,會(huì)把電網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)降低成像棋盤一樣的一個(gè)個(gè)小小的棋子,如果出現(xiàn)不穩(wěn)定,影響范圍不會(huì)是整個(gè)棋盤,只會(huì)是一個(gè)棋子,把那一格斷掉就行。
如果微電網(wǎng)、儲(chǔ)能、柔性直流這些建設(shè)得比較快,未來不穩(wěn)定電源的容量能不能從現(xiàn)在的30%提升到50%?
另外,深遠(yuǎn)海浮式風(fēng)電的發(fā)展也面臨一些挑戰(zhàn),中國浮式風(fēng)電裝備總體設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)大、經(jīng)濟(jì)性要求高、高端核心產(chǎn)品國產(chǎn)功能能力弱,運(yùn)維技術(shù)落后,亟須探索新型風(fēng)電開發(fā)模式及顛覆性新技術(shù),推進(jìn)深遠(yuǎn)海浮式風(fēng)電邁向平價(jià)商業(yè)化。
經(jīng)濟(jì)觀察報(bào):中國目前在海上風(fēng)電技術(shù)和裝備制造方面的技術(shù)水平如何?與國際先進(jìn)水平相比,存在哪些差距和優(yōu)勢?
米立軍:從風(fēng)機(jī)制造的常規(guī)技術(shù)來看,我們已經(jīng)處于世界領(lǐng)先地位。你可以看到,在世界前10的公司中,我們中國有6家。咱們風(fēng)機(jī)制造的市場占有率,以及制造能力都已經(jīng)處于世界前列,常規(guī)風(fēng)電技術(shù)處于世界第一陣營。
我們主要的差距在于浮式,現(xiàn)在浮式風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈不完整,高端、高附加值產(chǎn)品依賴進(jìn)口,總體設(shè)計(jì)技術(shù)的定位錯(cuò)位,對產(chǎn)業(yè)鏈帶動(dòng)作用有限,以及低效重復(fù)建設(shè)多,產(chǎn)業(yè)升級壓力大。
另外在風(fēng)電場的智能化管理、控制這塊,我們和國際上的發(fā)展還存在一定差距,中國目前運(yùn)維裝備智能化水平低,難以適應(yīng)需要,又缺乏深遠(yuǎn)海浮式風(fēng)電機(jī)組運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)。尤其是深遠(yuǎn)海的風(fēng)電場,它不可能長期讓人在那里看著,需要智能化、無人化的管理。
經(jīng)濟(jì)觀察報(bào):海上風(fēng)電項(xiàng)目的運(yùn)維管理是確保可持續(xù)運(yùn)營的關(guān)鍵。如何看待海上風(fēng)電運(yùn)維市場未來的發(fā)展趨勢?
米立軍:運(yùn)維,也就是中國海油的優(yōu)勢了。現(xiàn)在海洋油氣工程的安裝運(yùn)維和風(fēng)電有70%重合的,也就是我們現(xiàn)在常規(guī)油氣的安裝運(yùn)維技術(shù),70%能用于風(fēng)電的,其實(shí)就一撥人做一撥事。
中國海油有先進(jìn)的深水艦隊(duì),擁有包括3000米級水深作業(yè)能力的半潛式鉆井平臺(tái)、鋪管起重船、物探船、地質(zhì)勘察船、深水作業(yè)船等,這為走向深遠(yuǎn)海、維護(hù)海洋權(quán)益奠定了堅(jiān)實(shí)的裝備和技術(shù)基礎(chǔ)。并且通過“深海一號”“海洋石油119”等浮式裝置系泊系統(tǒng)的海上安裝方案設(shè)計(jì)與施工作業(yè),建立較完善的深水系泊海上安裝方案設(shè)計(jì)、分析與施工技術(shù)體系,能夠滿足1500米水深錨泊系統(tǒng)海上安裝施工作業(yè)需求。
但是風(fēng)電運(yùn)維安裝也確實(shí)有它的特點(diǎn),比如高空吊裝問題,大型風(fēng)電設(shè)備的尺寸大、重量重,對吊裝設(shè)備的性能要求高。此外,風(fēng)電設(shè)備的結(jié)構(gòu)特性,比如風(fēng)機(jī)葉片的長細(xì)和曲線形狀,使得其吊裝更加復(fù)雜和困難。
所以開發(fā)專有的浮式風(fēng)電運(yùn)維設(shè)備很重要,要針對它進(jìn)行技術(shù)的研發(fā)和整個(gè)工具系列的重新構(gòu)建,專有設(shè)備需要小型化和經(jīng)濟(jì)化,要是拿海上油氣的設(shè)備去做風(fēng)電運(yùn)維就不劃算了,用起來不經(jīng)濟(jì),弄個(gè)很大的船干很小的事。
經(jīng)濟(jì)觀察報(bào):海上風(fēng)電項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)可行性一直是關(guān)注的焦點(diǎn)。未來有哪些可能的改進(jìn)、發(fā)展的方向,來提高中國海上風(fēng)電項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益?
米立軍:通常來講,只有在產(chǎn)業(yè)形成較強(qiáng)的生命力時(shí),政府的扶持政策才會(huì)退出。因此,從2022年政府補(bǔ)貼退出就能看出來,即使沒有補(bǔ)貼,產(chǎn)業(yè)也能生存,這說明政策已經(jīng)達(dá)到了目標(biāo)。
目前,近淺海的海風(fēng)場商業(yè)模式逐漸趨于成熟,但是深遠(yuǎn)海尤其是浮式風(fēng)電,大規(guī)模開發(fā)、盈利的模式還在探索當(dāng)中,相比于歐洲,中國較低的電價(jià)水平使得浮式風(fēng)電裝備必須在成本上具有顯著的比較優(yōu)勢,由此一來,企業(yè)必須以技術(shù)革新推動(dòng)降低整體投資,實(shí)現(xiàn)深遠(yuǎn)海風(fēng)能資源的大規(guī)模平價(jià)商業(yè)化開發(fā)。
例如“海油觀瀾號”就通過示范應(yīng)用摸索出一套技術(shù)降本、商業(yè)模式降本以及政策降本三條路徑相結(jié)合的商業(yè)模式、盈利模式。
經(jīng)濟(jì)觀察報(bào):對于中國海上風(fēng)電開發(fā)主流模式的演變有何研判和展望?
米立軍:海上風(fēng)電的開發(fā),現(xiàn)在有兩類主流模式,首先是并網(wǎng)開發(fā)——由陸向海,由近及遠(yuǎn),現(xiàn)在中國電力企業(yè)牽頭開展的浮式風(fēng)機(jī)項(xiàng)目在近岸建設(shè)浮式風(fēng)機(jī)樣機(jī),該模式以陸上風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)以及近海固定式風(fēng)機(jī)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ),對于深遠(yuǎn)海風(fēng)能開發(fā)模式需要持續(xù)摸索與積累。
第二類就是離網(wǎng)供電——深水開發(fā),多能協(xié)采,中國海油基于豐富的深水工程經(jīng)驗(yàn),開展諸如“海油觀瀾號”這類半潛式“雙百”(編者按:水深百米以上,離岸百公里以上)離網(wǎng)深遠(yuǎn)海浮式風(fēng)電示范應(yīng)用項(xiàng)目,實(shí)現(xiàn)海上風(fēng)電+海上油氣多能協(xié)采,以高技術(shù)起點(diǎn)帶動(dòng)深遠(yuǎn)海風(fēng)能資源開發(fā)。
從淺水到深水、從立式發(fā)展到浮式這是大的方向,未來風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)過程中還需注重多能協(xié)同、多能協(xié)采,實(shí)現(xiàn)能源的多元化利用和提高海洋能源的開采效率。
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