山東省海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展對(duì)策研究

馬哲　黨安濤　李彬等

關(guān)鍵詞：海上風(fēng)電;海洋可再生能源;新興產(chǎn)業(yè);產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃;高質(zhì)量發(fā)展

中圖分類號(hào)：P74;TK89 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1005-9857（2022）02-0077-05

0引言

海上風(fēng)電是目前風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的研究熱點(diǎn)，全球各沿海國(guó)家均把海上風(fēng)電作為可再生能源發(fā)展的重要方向，我國(guó)也將其納入戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。截至2019年年底，我國(guó)已投入運(yùn)行項(xiàng)目（所有風(fēng)機(jī)全部投運(yùn)）的裝機(jī)總量達(dá)6.4GW，在全球居第三位;在建項(xiàng)目（風(fēng)機(jī)未全部投運(yùn)，但至少安裝1臺(tái)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)）的裝機(jī)總量達(dá)4.6GW，在全球領(lǐng)先[1]。山東省憑借海岸線長(zhǎng)、海域面積廣、海上風(fēng)能資源條件好和臺(tái)風(fēng)侵?jǐn)_少等優(yōu)勢(shì)，具有得天獨(dú)厚的海上風(fēng)電開發(fā)前景[2]。然而到目前為止，山東省已規(guī)劃的6個(gè)百萬千瓦級(jí)海上風(fēng)電場(chǎng)均未開工建設(shè)，已公開完成起草的《山東省海上風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃（2019—2035）》也未見發(fā)布。本研究選取海上風(fēng)電創(chuàng)新要素包括“政產(chǎn)學(xué)研金服用”在內(nèi)的14個(gè)單位，于2020年5月采取實(shí)地走訪和發(fā)放問卷相結(jié)合的方式進(jìn)行調(diào)研（表1），旨在探明山東省海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，深入剖析其中存在的問題，并有的放矢地提出促進(jìn)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的對(duì)策建議，同時(shí)可為其他地區(qū)提供參考。

1山東省海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1海上風(fēng)能資源豐富

依據(jù)《關(guān)于進(jìn)一步規(guī)范海上風(fēng)電用海管理的意見》（以下簡(jiǎn)稱《意見》）中“單個(gè)海上風(fēng)電場(chǎng)外緣邊線包絡(luò)海域面積原則上每10萬千瓦控制在16km²左右”和“海上風(fēng)電場(chǎng)原則上應(yīng)在離岸距離不少于10km、灘涂寬度超過10km時(shí)海域水深不得少于10m的海域布局”的要求，同時(shí)規(guī)避山東省核心經(jīng)濟(jì)區(qū)、環(huán)境整治區(qū)和生態(tài)保護(hù)區(qū)等不適合開發(fā)海上風(fēng)電的區(qū)域，預(yù)估山東省海平面以上90m高度的海上風(fēng)電開發(fā)潛力（表2）。

從區(qū)域角度考量，山東省擁有滿足《意見》要求的海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)海域;從資源角度考量，山東省滿足《意見》要求的海上風(fēng)能資源量可觀，裝機(jī)總量達(dá)3億kW[2]（截至2019年年底，我國(guó)可再生能源發(fā)電裝機(jī)總量為7.94億kW）。

1.2產(chǎn)業(yè)發(fā)展初顯成效

山東省海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展已初顯成效。①積極籌劃電場(chǎng)建設(shè)。目前4個(gè)待建電場(chǎng)已確定中標(biāo)企業(yè)并正式開展預(yù)可研工作，按規(guī)劃將于2022年年底建成。②設(shè)計(jì)研發(fā)經(jīng)驗(yàn)豐富。依托高校院所和企業(yè)建立山東省海上風(fēng)電并網(wǎng)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，承接國(guó)家和省部級(jí)項(xiàng)目，在海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)、抗冰設(shè)計(jì)和海上升壓站等方面開展專題研究[3]。③裝備加工制造能力提升較快。涌現(xiàn)以蓬萊大金重工和威海光威集團(tuán)等為代表的海上風(fēng)電裝備加工制造企業(yè)，風(fēng)塔和樁基等產(chǎn)品先后獲得德國(guó)TUV 三體系和歐盟CE認(rèn)證等國(guó)際“通行證”，相關(guān)企業(yè)成為Gold Wind、Vestas和Gamesa等海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)巨頭的供貨商，相關(guān)產(chǎn)品的全球市場(chǎng)占有率超過60%，2018年產(chǎn)值最高超過8億元。④產(chǎn)業(yè)技術(shù)平臺(tái)建設(shè)已啟動(dòng)。政府和企業(yè)在威海市和東營(yíng)市等地合作搭建多功能平臺(tái)，同時(shí)具備海上風(fēng)電研發(fā)檢測(cè)、裝備制造、運(yùn)營(yíng)維護(hù)和產(chǎn)業(yè)培訓(xùn)等功能。其中，已建成的山東（河口）風(fēng)電產(chǎn)業(yè)園全部投產(chǎn)將具備年產(chǎn)1000套定子、600臺(tái)整機(jī)和機(jī)艙葉輪等裝備的能力。

2存在的問題

山東省海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展雖已取得階段性成果，但與國(guó)內(nèi)外優(yōu)勢(shì)地區(qū)相比仍存在明顯差距，截至目前沒有已開工建設(shè)的電場(chǎng)，同時(shí)在產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃等方面存在明顯“短板”。

2.1產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃不足

海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到指導(dǎo)性作用。目前海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展較好的丹麥和我國(guó)廣東省均有完備和翔實(shí)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，內(nèi)容涉及風(fēng)能資源分布、海底地形地貌、電場(chǎng)用海面積、規(guī)劃容量、具體位置（詳細(xì)經(jīng)緯度）、電力輸出、環(huán)境影響評(píng)價(jià)、海洋功能區(qū)劃對(duì)接以及保障措施等方面。

目前山東省已出臺(tái)的涉及海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的規(guī)劃包括：①《山東省新能源和可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃（2016—2030年）》（魯發(fā)改能源〔2017〕418號(hào)）提出2030年前建成魯北、萊州灣和長(zhǎng)島3個(gè)百萬千瓦級(jí)海上風(fēng)電場(chǎng)，啟動(dòng)渤中、半島北和半島南的海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè);② 《山東省電力“十三五”規(guī)劃》（魯發(fā)改能源〔2017〕509 號(hào)）提出2020年前規(guī)劃6個(gè)百萬千瓦級(jí)海上風(fēng)電場(chǎng)，裝機(jī)總量為1275萬kW，推動(dòng)智能電網(wǎng)建設(shè)，提高全省可再生能源電力消納能力;③《山東新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換重大工程實(shí)施規(guī)劃》（魯政發(fā)〔2018〕7號(hào)）就重點(diǎn)研究方向、平臺(tái)建設(shè)和裝備生產(chǎn)等方面提出實(shí)施意見;④《山東省海洋強(qiáng)省建設(shè)行動(dòng)方案》（魯發(fā)〔2018〕21號(hào)）聚焦海上風(fēng)電應(yīng)用技術(shù)“瓶頸”和海島示范推廣，提出產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線;⑤《山東省新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2018—2028年）》（魯政字〔2018〕204號(hào)）明確10年內(nèi)山東省海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展須重點(diǎn)突破的關(guān)鍵“卡脖子”技術(shù);⑥《大力拓展消費(fèi)市場(chǎng)加快塑造內(nèi)需驅(qū)動(dòng)型經(jīng)濟(jì)新優(yōu)勢(shì)重點(diǎn)任務(wù)細(xì)化落實(shí)分工方案》（魯政字〔2019〕143號(hào)）提出2022年年底前打造海上風(fēng)電、沿海核電和沿海LNG進(jìn)口三大基地，啟動(dòng)首批海上風(fēng)電融合發(fā)展試點(diǎn)示范項(xiàng)目。

上述海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃雖明確目標(biāo)任務(wù)，但僅簡(jiǎn)單描述待建電場(chǎng)的大致位置，而未明確風(fēng)能資源分布、符合海洋功能區(qū)劃要求的具體建設(shè)位置、海底地形地貌和電力輸出等內(nèi)容，導(dǎo)致海上風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)面臨選址不合理和用海矛盾難以協(xié)調(diào)等一系列問題，最終影響產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

2.2科技支撐能力不足

一方面，大功率海上風(fēng)機(jī)整機(jī)設(shè)計(jì)和風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)等核心技術(shù)、海上風(fēng)電場(chǎng)對(duì)生態(tài)環(huán)境和通航安全的影響以及集約節(jié)約用海等關(guān)鍵問題屬于海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“卡脖子”技術(shù)問題，山東省在上述領(lǐng)域的研究較少且進(jìn)展緩慢;另一方面，山東省的風(fēng)塔、樁基和碳纖維材料等優(yōu)勢(shì)和支柱產(chǎn)品屬于勞動(dòng)密集型和高污染型，在風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)生產(chǎn)和海底光電復(fù)合纜生產(chǎn)等技術(shù)含量高和附加值高的環(huán)節(jié)話語權(quán)較低[3]，且對(duì)標(biāo)全國(guó)無明顯技術(shù)優(yōu)勢(shì)。gzslib202204012318

2.3電力消納能力不足

由于海上風(fēng)電場(chǎng)的電力輸出功率具有波動(dòng)性大的特性，要求電網(wǎng)須有靈活的調(diào)度能力和充足的調(diào)峰措施。根據(jù)《2019年度全國(guó)可再生能源電力發(fā)展監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)報(bào)告》[4]，2019年山東省可再生能源電力消納比重僅為11.6%，低于全國(guó)平均值16.3個(gè)百分?jǐn)?shù)且為全國(guó)最低（表3）。電力消納比重過低表明山東省電網(wǎng)對(duì)可再生能源電力的消納能力不足，大規(guī)模開發(fā)海上風(fēng)電將導(dǎo)致裝備閑置即“棄風(fēng)”現(xiàn)象發(fā)生。

2.4配套服務(wù)產(chǎn)業(yè)不足

海上風(fēng)電配套服務(wù)產(chǎn)業(yè)包括檢測(cè)、認(rèn)證、試運(yùn)行調(diào)試和監(jiān)測(cè)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)。根據(jù)調(diào)研結(jié)果，目前山東省海上風(fēng)電配套服務(wù)產(chǎn)業(yè)仍未成體系。一方面，在裝備研發(fā)階段缺乏中試和海試所需的場(chǎng)所、設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)等;另一方面，在裝備檢測(cè)、認(rèn)證、試運(yùn)行調(diào)試和監(jiān)測(cè)階段缺乏體系和行之有效的評(píng)估方法。目前山東省待建的萊州灣海上風(fēng)機(jī)測(cè)試場(chǎng)仍處于規(guī)劃階段，威海淺海測(cè)試場(chǎng)僅可用于小型海洋光學(xué)和聲學(xué)檢測(cè)設(shè)備試驗(yàn)，缺乏應(yīng)用于海上風(fēng)電開發(fā)的公共試驗(yàn)平臺(tái)和與之相適應(yīng)的應(yīng)用機(jī)制[3]。

2.5企業(yè)投資和生產(chǎn)意愿不足

一方面，國(guó)家為推動(dòng)可再生能源電力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展推行可再生能源保障性收購(gòu)、消納和投資預(yù)警等一系列政策措施，但山東省尚未出臺(tái)相應(yīng)的政策措施，發(fā)電成本較高和現(xiàn)有技術(shù)不成熟等問題導(dǎo)致相關(guān)企業(yè)的投資和生產(chǎn)意愿不強(qiáng);另一方面，自“十三五”以來，山東省海上風(fēng)電創(chuàng)新融合開發(fā)（作為海島開發(fā)、海水養(yǎng)殖、海水淡化和海洋油氣開采等工程的補(bǔ)給能源）示范項(xiàng)目均未獲立項(xiàng)，導(dǎo)致有意愿的企業(yè)望而卻步。

3對(duì)策建議

為保障山東省海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，建議遵循“統(tǒng)籌布局、創(chuàng)新技術(shù)、拓展方式、搭建平臺(tái)、計(jì)劃+示范”的發(fā)展思路，穩(wěn)步推進(jìn)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)程。

3.1統(tǒng)籌布局，做實(shí)做細(xì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃

完善山東省海上風(fēng)能資源和海底地形地貌基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并確保數(shù)據(jù)的時(shí)效性和準(zhǔn)確性。堅(jiān)持高起點(diǎn)規(guī)劃和全面性布局，統(tǒng)籌安排海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的時(shí)序和區(qū)域，產(chǎn)業(yè)布局應(yīng)避免對(duì)國(guó)防安全、海上交通運(yùn)輸、臨海臨港工業(yè)和漁業(yè)生產(chǎn)等造成嚴(yán)重影響，同時(shí)避開自然保護(hù)區(qū)和生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)等獨(dú)具保護(hù)價(jià)值的海域。在細(xì)化海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃的同時(shí)，將海上風(fēng)電變電站選擇、電力負(fù)荷預(yù)測(cè)、海底電纜布局、接入系統(tǒng)電壓等級(jí)和回路數(shù)以及備選接入點(diǎn)等內(nèi)容體現(xiàn)在中長(zhǎng)期電力和電網(wǎng)規(guī)劃中。由省發(fā)改委牽頭成立有關(guān)部門參與的工作專班，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)不同行業(yè)的發(fā)展需求，共同編制和審核海上風(fēng)電規(guī)劃和建設(shè)方案。

3.2創(chuàng)新技術(shù)，提升海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)層次

堅(jiān)持“有所為有所不為”的原則，加大核心技術(shù)儲(chǔ)備，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。在科技創(chuàng)新領(lǐng)域，以重大科技創(chuàng)新工程和重大基礎(chǔ)研究項(xiàng)目為紐帶，重點(diǎn)突破大功率機(jī)組的整機(jī)設(shè)計(jì)研發(fā)、高效運(yùn)維和智能電網(wǎng)等關(guān)鍵和核心技術(shù)。在產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新領(lǐng)域，一方面，支持有基礎(chǔ)的海上風(fēng)電企業(yè)成立創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)共同體，促進(jìn)“政產(chǎn)學(xué)研金服用”創(chuàng)新要素的有效集聚和優(yōu)化配置，引導(dǎo)企業(yè)向附加值高的領(lǐng)域轉(zhuǎn)型;另一方面，吸引國(guó)內(nèi)外海上風(fēng)電裝備加工制造領(lǐng)域的“龍頭”企業(yè)落戶，鼓勵(lì)省內(nèi)已有的配套服務(wù)企業(yè)融入產(chǎn)業(yè)鏈條，加強(qiáng)關(guān)鍵和核心技術(shù)的獨(dú)立創(chuàng)新和聯(lián)合創(chuàng)新[5]。

3.3拓展方式，提高電力消納能力

通過提高電網(wǎng)調(diào)度能力和改善電源結(jié)構(gòu)等多種方式提高可再生能源電力消納量，為未來大規(guī)模開發(fā)海上風(fēng)電提供充分的準(zhǔn)備。①?gòu)募夹g(shù)角度不斷提高海上風(fēng)電供給側(cè)和電力需求側(cè)的電量預(yù)測(cè)精度，充分考慮多種波動(dòng)性電源的發(fā)電特征，統(tǒng)一制定海上風(fēng)電和火電的發(fā)電計(jì)劃。②為滿足海上風(fēng)電運(yùn)行中的調(diào)峰填谷需求，因地制宜地配套設(shè)計(jì)相當(dāng)容量的調(diào)峰電源;考慮山東省自然資源分布和調(diào)峰電源的特點(diǎn)，首選啟動(dòng)迅速、運(yùn)行靈活以及兼顧調(diào)峰填谷的抽水蓄能電站，次選出力調(diào)節(jié)速度快、調(diào)節(jié)范圍大和污染小的燃機(jī)發(fā)電機(jī)組替代常規(guī)火電機(jī)組[6]。③擴(kuò)大資源配置范圍，借助已建成的特高壓電網(wǎng)，在臨近省份范圍內(nèi)設(shè)計(jì)調(diào)峰填谷方案，利用省外電網(wǎng)消納部分海上風(fēng)電[6]。

3.4搭建平臺(tái)，做好保障服務(wù)

海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)表明，以海上風(fēng)電測(cè)試場(chǎng)為代表的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)平臺(tái)已成為產(chǎn)業(yè)鏈的重要環(huán)節(jié)[3]。①整合已有技術(shù)人才力量，構(gòu)建符合海區(qū)特征且國(guó)際認(rèn)可的海上風(fēng)電開發(fā)、測(cè)試和評(píng)估技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，使裝備的商業(yè)化開發(fā)有據(jù)可依。②建設(shè)包含海上風(fēng)電測(cè)試功能的海洋可再生能源測(cè)試平臺(tái)，形成服務(wù)產(chǎn)業(yè)化需求和標(biāo)準(zhǔn)化的獨(dú)立第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)。鑒于目前我國(guó)尚無標(biāo)準(zhǔn)化海上風(fēng)電測(cè)試場(chǎng)，可將測(cè)試評(píng)估服務(wù)作為“山東特色產(chǎn)業(yè)”予以推廣。

3.5計(jì)劃+示范，繁榮海上風(fēng)電市場(chǎng)