国家能源局新能源司综合处处长陈永胜日前在2023年中国风能新春茶话会上透露,将出台《深远海海上风电管理办法》《风电场改造升级和退役管理办法》等多个政策文件。
陈永胜介绍,国家能源局将适应新的形势,推动可再生能源法的修订。同时,正在初步制定可再生能源替代行动方案,后续要加快推进。
海上风电是未来我国风电发展的主要方向,并有望成为未来我国能源结构的重要组成部分。
当前海风项目开发主要集中在近海区域,正持续向深远海推进,我国沿海各省已陆续出台深远海域海上风电发展规划,未来深远海项目具有较大发展潜力。
来源:CWEA,风芒能源、北极星电力
据美国能源部风能技术办公室数据,长期看,2024年以后全球海风项目离岸距离将持续上升。此外,据不完全统计,国内已并网海上风电项目平均离岸距离为34.0km,未并网海上风电项目平均离岸距离为36.3km,平均离岸距离上升6.9%,表明海风呈现向深远海发展的趋势。
全球海风项目离岸距离增加:
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深远海海上风电行业概览
根据WindEurope和DNV的研究表明,全球70%的潜在海风资源位于水深大于60m的深水海域,其中欧洲深水区可开发潜能接近80000TWh。
从目前全球已经公布的和在做前期准备的海上风电项目来看,深远海的趋势较为明显,根据美国能源部发布的报告来看,未来的海上风电项目离岸距离集中在40km以上,水深集中在40m以上。
深远海海上风电包括两种模式:
一种是离岸距离较远但水深较浅因而适合采用固定式海上风电开发模式的项目,例如唐山市规划的海上风电项目大多位于离岸距离50-100公里的海域,但水深基本都在30米以内。
目前规划在“十四五“期间建成的深远海海风项目主要有三峡阳江、中广核阳江、绿发汕头等项目,离岸距离在50-100里不等。
另一种是离岸距离较远且水深较深的区域,可能更加适合漂浮式海上风电开发模式,2021年以来国内漂浮式海上风电快速发展。
按照当前的技术进步速度,在”十五五“期间实现漂浮式海上风电的平价完全可行。
海上风电主要结构:
资料来源:国际可再生能源署
漂浮式海上风电:有望成为深远海海风电场主流结构
从成本和技术上漂浮式基础更适合深远海,技术日益成熟进入规模化开发阶段。
在深远海领域的开发过程中,从技术和成本的角度来看漂浮式较固定式更为适用。
从技术上,漂浮式基础通过系泊系统与海床相连,摆脱了复杂海床地形以及复杂地质的约束,受水深影响小且同一海域的若干台风机基础可做成标准型式,可以大幅提高建造效率,运维也较为便利。
从成本上,传统的采用固定式基础的海上风电在技术和经济上面对的挑战增加,水深越大,固定式海上风机基础的材料用量越多,相较于标准型式漂浮式风机生产成本更高,且施工难度也会提升。漂浮式海上风电由基础系统、系泊系统、电缆传输系统和风机机组统四个子系统组成。02
深远海海上风电核心环节
系泊链:漂浮式新增量,寡头市场
系泊系统为漂浮式风电新增环节,性能要求高单位价值量较大。系泊链是用于海上设施系泊定位的装备,可保证风机在海浪、海风等影响下发生移动时,仍能正常工作。系泊链用钢必须具备超高强度、超高韧性、低屈强比、耐海水腐蚀、抗疲劳等特性,研发和生产难度很大。参考国内已有的几个项目,锚链系统的价值量均超过2000万,单GW价值量超过40亿元。预计未来受益于漂浮式快速发展,“十五五”期间风电锚链市场空间年复合增速可达50%。按抗拉强度可分为R3、R3S、R4、R4S、R5、R6等多个等级,对于系泊链厂商而言,抗拉强度等级越高、直径越大的系泊链生产工艺难度也越大,能生产的厂商也越少。目前获得中国船级社系泊链和附件产品认可书的锚链企业仅有亚星锚链、青岛锚链、正茂集团(亚星锚链持股55%)、亚星镇江系泊链(亚星锚链全资子公司)四家。系泊链行业龙头亚星锚链的R6级别高强度系泊链是当今世界上最先进的系泊链,不仅具有优良的耐海水腐蚀和应力腐蚀性能,还突破国内外一致认定的海水中析氢脆化的禁区,成为世界最高级别海洋系泊链钢,已通过DNVGL船级社的认证。目前,全世界只有亚星锚链与西班牙维西南具有R6级别系泊链生产能力,行业技术壁垒难以逾越。动态海缆:高壁垒环节
海上风机需要通过海底电缆送出电能,由于漂浮式风机平台会在海面上发生水平和升沉运动进而带动海缆,若使用传统的铺设在海底的电缆,这种运动会增加触泥点部分电缆劳损的风险。因此,漂浮式风机需要采用动态海缆。目前国内海缆企业东方电缆、中天科技、亨通光电和青岛汉缆具备生产动态电缆的能力,其中东方电缆和亨通光电已实现对浮式海风项目的动态海缆的供应。根据公开信息披露,亨通光电中标海装扶摇号,东方电缆中标三峡引领号和海油观澜号,其中海油观澜号中标金额为3020万元,约42亿元/GW。与系泊链相似,海缆行业也具备较高的先发技术门槛和业绩门槛,因此预计海缆龙头企业仍能在动态缆中占据先发优势,维持寡头格局。风机:大兆瓦机型是趋势
国内风机大型化发展迅速,预计未来漂浮式风机将更多的应用大兆瓦机型。目前我国漂浮式风电项目的风机供应商有明阳智能、中国海装和电气风电,中标价格在3500元/KW-6090元/KW,高于大部分固定式海风风机价格。风机塔筒/桩基
海上风电塔筒和桩基对焊接并行控制、机加工精度控制等环节要求更为严格。目前国内主要陆塔生产基地围绕九大清洁能源基地布局,缩短运输区间以优化成本结构。
受海运区位与吊装能力影响,码头资源为海风产品核心竞争力。根据海力风电招股说明书,通过自有码头运输单台桩基运费为14.95万元/套,其他地区运输单台桩基运费为42.17万元/套,自有码头能够显著降低公司海运成本。天顺风能在建射阳基地设有独用港池,通州湾、陆丰两大基地拥有独有码头。大金重工蓬莱基地拥有10万吨级专用泊位2个,3.5万吨级对外开放泊位1个。泰胜风能以蓝岛码头为主要运输码头,海力风电拥有小洋口、通州湾两个码头,并在山东、海南等地持续布局。2021-2023E主要塔筒生产企业产能情况(单位:万吨):漂浮式基础
根据公开信息披露,目前国内漂浮式风机基础供应商主要为船舶与海洋工程类企业,比如慧生海工、中船文船重工和中集来福士。
考虑漂浮式基础与固定式基础同为钢构件,预计未来塔筒桩基厂家将参与漂浮式基础市场竞争。
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漂浮式海上风电市场格局
当前漂浮式风电尚处于商业化早期,目前仍以示范性项目为主,不同项目之间的成本差异较大。全球漂浮式项目累计装机仅108MW+,其中英国是世界上漂浮式海上风电项目装机容量最多的地区。根据GWEC预测,大部分漂浮式风电将在2026年以后投运,预计2026年全球每年新增漂浮式海上风电装机容量将超过1GW,2030年累计装机容量可达18.9GW,其中2021-2026年全球漂浮式海上风电装机容量的复合年均增长率可达83%,2026-2030年可达53%。 资料来源:GWEC未来随着大型机组、柔直输电等降本手段,以及先进的造船水平和丰富的施工经验的不断应用,将进一步推动漂浮式海上风电成本下降,从而实现真正的商业化应用。