第一次工業(yè)革命以來，人類開發(fā)利用自然資源的能力不斷提高，大量化石燃料使用，帶來了工業(yè)和農(nóng)業(yè)的大發(fā)展，卻也導(dǎo)致全球環(huán)境問題頻發(fā)，對人類的健康危害愈發(fā)嚴(yán)重，清潔能源的開發(fā)成為破題的關(guān)鍵。海上風(fēng)電作為清潔能源之一，相較于陸上風(fēng)電、光伏、水電等清潔能源，具有節(jié)約土地資源、發(fā)電利用小時數(shù)高等特點，且沿海省市多為電力消納大戶，便于海上風(fēng)電就地消納。

發(fā)展海上風(fēng)電具有現(xiàn)實意義。首先，習(xí)近平同志在第75屆聯(lián)合國大會期間提出中國二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060 年前實現(xiàn)碳中和。海上風(fēng)電作為實現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵技術(shù)之一，發(fā)展意義重大。其次，受中美經(jīng)貿(mào)摩擦、全球疫情及單邊主義抬頭等不確定性因素影響，化石能源的供給穩(wěn)定性下降，而我國近70%的石油，近40%的天然氣依賴進口，能源安全問題日漸嚴(yán)重。海上風(fēng)電對提高能源自給能力、改善能源結(jié)構(gòu)和提高能源安全具有重大意義，海上風(fēng)電的發(fā)展對于減少能源依賴變得經(jīng)濟可行。再次，海上風(fēng)電具有產(chǎn)業(yè)鏈長、帶動就業(yè)能力強、創(chuàng)新程度高等特點。在能源系統(tǒng)電氣化的時代，全球市場對于海上風(fēng)電需求與日俱增，結(jié)合我國超大規(guī)模市場優(yōu)勢和內(nèi)需潛力發(fā)展海上風(fēng)電，對構(gòu)建安全、自主、可控的現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)鏈，改善民生就業(yè)，擴大風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的國際影響力都有積極的推動作用。因此，海上風(fēng)電的發(fā)展對形成以國內(nèi)大循環(huán)為主體、國內(nèi)國際雙循環(huán)相互促進的新發(fā)展格局有重大意義。

根據(jù)全球風(fēng)能理事會(GWEC)最新發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2020年全球海上風(fēng)電新增裝機超過6GW，為歷史最高水平。中國連續(xù)第三年成為海上風(fēng)電最大市場，2020年新增海上風(fēng)電并網(wǎng)容量超過3GW，占到全球增量的一半，荷蘭以近1.5 GW的新增裝機排在全球第二位。英國依然是海上風(fēng)電裝機最多的國家，總裝機量超過10 GW，中國則超過德國，成為全球海上風(fēng)電裝機第二多的國家。

新的能源消費形勢、新的國際政治形勢、新的技術(shù)發(fā)展形勢，引導(dǎo)海上風(fēng)電呈現(xiàn)風(fēng)電場規(guī)?；?、遠海化、深?；?，海上風(fēng)電風(fēng)機、葉片、升壓站等各環(huán)節(jié)大型化，海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化、全面化，海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)園區(qū)大型化、專業(yè)化等趨勢。在此過程中，形成了多個中國海上風(fēng)電之“最”，本文通過梳理中國海上風(fēng)電風(fēng)電場、風(fēng)機、產(chǎn)業(yè)鏈、產(chǎn)業(yè)園區(qū)等多領(lǐng)域多環(huán)節(jié)中最前沿的案例，以期為中國海上風(fēng)電發(fā)展提供借鑒及文獻參考。

中國海上風(fēng)電之“最”

海上風(fēng)電的度電成本高居不下，即使海況和海底條件較好的江蘇，海上風(fēng)電的度電成本也超過0.6元/千瓦時，遠高于火電、水電等成本。2022年海上風(fēng)電將“平價”，上網(wǎng)電價由0.85元/kwh降至0.391元/kwh，海上風(fēng)電補貼將取消，但海上風(fēng)電建設(shè)開發(fā)、建設(shè)成本居高不下，難以滿足開發(fā)要求。海上風(fēng)電場規(guī)?；⑸钸h海化發(fā)展成為有效的降本路徑，江蘇、廣東成為海上風(fēng)電場規(guī)?；念I(lǐng)頭羊。

1、三峽廣東陽江沙扒海上風(fēng)電項目，亞洲在建單體容量最大的海上風(fēng)電場。三峽沙扒項目共規(guī)劃5期，總裝機容量170萬千瓦，安裝269臺海上風(fēng)電機組，建設(shè)3座海上升壓站，采用220千伏海纜接入陸上集控中心。項目全部建成后每年可提供上網(wǎng)電量約47億千瓦時，可滿足約200萬戶家庭年用電量，與同等規(guī)模的燃煤電廠相比，每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約150萬噸、減排二氧化碳約400萬噸，將為實現(xiàn)粵港澳大灣區(qū)的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型提供有力支持。該項目是國內(nèi)首個“百萬千瓦級”海上風(fēng)電基地，為我國海上風(fēng)電集中連片規(guī)?；_發(fā)先行先試。截至2021年7月15日，該項目風(fēng)機吊裝容量突破100萬千瓦，標(biāo)志著國內(nèi)首個百萬千瓦級海上風(fēng)電場從藍圖走向現(xiàn)實。

2、華能如東海上風(fēng)電場，國內(nèi)最大已建成海上風(fēng)電場?？傃b機容量達70萬千瓦，規(guī)模為目前國內(nèi)最大，預(yù)計年發(fā)電量為17.5億千瓦時，每年可減少二氧化碳排放超146萬噸，可滿足約50萬戶家庭年用電量，與同等規(guī)模燃煤電廠相比，每年節(jié)約標(biāo)煤約28萬噸、節(jié)約淡水約111萬立方米，節(jié)能減排效益顯著。

3、廣東華電陽江青洲三500兆瓦海上風(fēng)電項目，國內(nèi)離岸最遠、水深最深、單機容量最大的海上風(fēng)電在建項目。場址位于廣東省陽江市沙扒鎮(zhèn)附近海域內(nèi)，場址涉海面積約81.03平方千米，水深范圍41米-46米，場址離岸最近距離約55千米。項目規(guī)劃裝機總?cè)萘繛?00兆瓦，安裝37臺輪轂高度106米、單機容量6.8兆瓦風(fēng)機和30臺輪轂高度115米、單機容量8.3兆瓦風(fēng)機。

近海風(fēng)電機組的單機容量越來越大，自2014年以來，海上風(fēng)電單機容量年均增長16%，西門子歌美颯于2021年推出SG 14-222 DD型號的海上風(fēng)電機組，單機容量已達14MW，與前代產(chǎn)品相比，能源年產(chǎn)量可增加25%。海上風(fēng)電機組大型化，提高風(fēng)資源利用效率的同時，也降低了度電成本。同時，風(fēng)機的配套產(chǎn)品葉片尺寸也不斷擴大，碼頭運輸能力要求不斷提高，施工吊裝難度不斷增強。

4、東方電氣10MW海上風(fēng)電機組，單機容量亞太地區(qū)最大海上風(fēng)電機組。該機組于2020年7月13日在三峽集團福建福清興化灣二期海上風(fēng)電場成功并網(wǎng)發(fā)電，標(biāo)志著我國具備10兆瓦大容量海上風(fēng)機自主設(shè)計、研發(fā)、制造、安裝、調(diào)試、運行能力，是實現(xiàn)海上風(fēng)電重大裝備國產(chǎn)化的重要成果。該型機組針對福建、廣東等海域I類風(fēng)區(qū)設(shè)計，具備超強抗臺風(fēng)能力。在年平均10米/秒的風(fēng)速條件下，單臺機組每年可以輸送出4000萬度清潔電能，可以減少燃煤消耗12800噸，二氧化碳排放33500噸，可滿足20000個三口之家的家庭正常用電需求。

5、雙瑞風(fēng)電10MW-SR210型葉片，長度達102米，為中國最長10MW海上風(fēng)電葉片。10MW-SR210型葉片，適用I類風(fēng)區(qū)，風(fēng)能轉(zhuǎn)化系數(shù)高，單臺風(fēng)機全年發(fā)電可滿足5萬個中國家庭一年的用電量，每年能夠減少5萬噸二氧化碳排放。該產(chǎn)品于2021年2月8日在中國船舶集團七二五所雙瑞風(fēng)電江蘇鹽城基地下線，具有安全可靠、設(shè)計創(chuàng)新、定制化降本等優(yōu)勢。

6、如東小洋口風(fēng)電母港，全國第一個海上風(fēng)電母港。作為風(fēng)電裝備制造企業(yè)產(chǎn)品的重要“出?？?rdquo;，如東小洋口風(fēng)電母港的建成投運，有效解決了本地風(fēng)電裝備制造企業(yè)大型機組出海難的問題。過去，風(fēng)電機組走水運，需要從長江多次轉(zhuǎn)運，成本高，隱患多，一旦受到潮汐影響，還會耽誤交付。而小洋口風(fēng)電母港建成后，幾乎可以滿足大型機組24小時出運需要。截至2020年底，小洋口風(fēng)電母港一期核心功能區(qū)已全部打造完成，形成長2.5千米、平均水深7米的航道和長、寬各400米左右的挖入式港池，可滿足5000噸船舶全天候出海。同時，二期進入設(shè)計階段，全面建成后，年吞吐能力將達到100萬噸至150萬噸，并且功能也更為多元化。

7、“海龍瑞彩”號，單月吊裝12臺6.45MW海上風(fēng)電機組，創(chuàng)該規(guī)格全國單月最高吊裝記錄。“海龍瑞彩”號自2021年3月下旬到達風(fēng)場后，廣東湛江項目部精心組織，密切配合：項目專員緊盯風(fēng)機設(shè)備發(fā)運情況，確保施工作業(yè)面供貨緊跟現(xiàn)場施工進度;項目船機人員仔細分析風(fēng)場海況的風(fēng)向及潮流轉(zhuǎn)向，合理安排主施工船舶、運輸船進撤點，制定最優(yōu)進點計劃;項目技術(shù)人員不斷優(yōu)化施工方案，最大程度提高海龍瑞彩施工效率;項目安全人員高度關(guān)注現(xiàn)場施工，確保項目安全文明施工。截至6月底，“海龍瑞彩”號共順利完成24臺風(fēng)機吊裝任務(wù)。

產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化成為各國發(fā)展的目標(biāo)。英國2019年發(fā)布的產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃中提出每個海上風(fēng)電項目在英國本土采購的設(shè)備和服務(wù)最低比例從目前的48%提高到2030年的60%，還明確提出專門撥付2.5億英鎊來補貼英國本土海上風(fēng)電供應(yīng)鏈企業(yè)。我國海上風(fēng)電總量已躍居全球第二，但核心零部件依然受到國外制約，導(dǎo)致供應(yīng)鏈出現(xiàn)木桶效應(yīng)，在疫情期間尤為顯著。2020年底中央經(jīng)濟工作會議強調(diào)，產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全穩(wěn)定是構(gòu)建新發(fā)展格局的基礎(chǔ)。要統(tǒng)籌推進補齊短板和鍛造長板，針對產(chǎn)業(yè)薄弱環(huán)節(jié)，實施好關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)工程，增強產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈自主可控能力。在此指導(dǎo)下，海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化逐步推進。

8、華能盛東如東海上風(fēng)電項目，中國國產(chǎn)化程度最高的海上風(fēng)電場。該項目是國內(nèi)第一個批量化、規(guī)?；瘧?yīng)用5兆瓦級國產(chǎn)機組的海上風(fēng)電場，也是目前國內(nèi)國產(chǎn)化程度最高的海上風(fēng)電場，其安裝的HZ-171-5兆瓦機組實現(xiàn)一級部件100%國產(chǎn)，所有元器件級零件國產(chǎn)化率超過95%。該項目的建成投運對于助力碳中和、碳達峰目標(biāo)實現(xiàn)，打破國外的技術(shù)壟斷和封鎖，實現(xiàn)海上風(fēng)電全產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化和海上風(fēng)電平價化具有重要意義。

海上風(fēng)電安全不容忽視。近年來，國內(nèi)外先后發(fā)生了一系列的海上風(fēng)電工程事故，不安全因素逐漸顯露出來?？茖W(xué)的檢測及運維成為保障海上風(fēng)電安全可靠運行的關(guān)鍵。

9、國家海上風(fēng)電裝備質(zhì)量檢驗檢測中心，全國最早的國家級海上風(fēng)電裝備公共檢測檢驗與技術(shù)服務(wù)平臺。該中心建有整機實驗室、葉片實驗室、在役機組檢驗實驗室、化學(xué)實驗室，配備風(fēng)電仿真計算平臺、風(fēng)電機組機械載荷、電能質(zhì)量、功率特性、電網(wǎng)故障、電網(wǎng)適應(yīng)性、噪聲、無損探傷、葉片固有頻率、靜力、疲勞、化學(xué)品理化性能等各類檢測系統(tǒng)200余套，檢測、檢驗、研發(fā)各類人員100余人，在海上風(fēng)電裝備領(lǐng)域形成了從原材料、部件、整機到在役機組的全生命周期檢驗、檢測服務(wù)能力。同時推動產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同，參與國際標(biāo)準(zhǔn)制修訂，加強國際合作交流，引入金融保險等配套服務(wù)，逐步打造成國際領(lǐng)先、全球知名的創(chuàng)新型海上風(fēng)電裝備公共服務(wù)平臺。

10、南通，國內(nèi)海上風(fēng)電運維船最大基地。根據(jù)DNV的測算，每臺海上風(fēng)電機組平均每年有高達40次停機故障，整體故障率約3%，大約每30臺海上風(fēng)機就需要1艘專業(yè)的的運維船。相對于海上風(fēng)電突飛猛進的開發(fā)建設(shè)，運維船的市場也即將在國內(nèi)盛大開啟。國內(nèi)九成的風(fēng)電運維船出自南通，像啟東的南通風(fēng)電運維海工公司，就是國內(nèi)這一領(lǐng)域的“拓荒者”之一。來自于南通風(fēng)電運維海洋工程有限公司的“風(fēng)電運維5號”，是國內(nèi)最早投入工程應(yīng)用的海上風(fēng)電運維船。

總結(jié)

能源是一個國家國民經(jīng)濟增長、國家安全維護的重要基礎(chǔ)和保證。多年來中國能源存在供需不平衡、供應(yīng)鏈不安全、使用不安全和結(jié)構(gòu)不安全等威脅。中國海上風(fēng)能資源豐富，具有發(fā)展海上風(fēng)電的天然優(yōu)勢，適合大規(guī)模開發(fā)建設(shè)海上風(fēng)電。自2007年起經(jīng)過十多年的試點和探索，先后在江蘇省、廣東省、福建省、浙江省、山東省等沿海地區(qū)布局了各具特色的海上風(fēng)電場。目前已經(jīng)積累了一定的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)。如今在“雙碳”目標(biāo)驅(qū)動下，海上風(fēng)電作為清潔可再生能源必將發(fā)揮重大作用。

作者：劉陳真子(上海海洋大學(xué)海洋經(jīng)濟研究中心)