中國海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀分析及展望

李志川 胡 鵬 馬佳星 高 敏 黃海龍 劉小燕 齊 磊 孫兆恒

(1. 中海油能源發(fā)展股份有限公司清潔能源分公司 天津 300459； 2. 中國海洋石油集團(tuán)有限公司 北京 102209；3. 中海石油(中國)有限公司北京新能源分公司 北京 102209)

隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，各行業(yè)對(duì)電力的需求量也急劇增加，2021年中國的總用電量達(dá)83128 TWh[1]，比2012年增長(zhǎng)了近17倍。由煤炭等傳統(tǒng)化石能源提供的電力對(duì)環(huán)境造成的損害較大，而風(fēng)能是一種清潔、可持續(xù)、環(huán)境友好型能源，具有巨大的開發(fā)前景與商業(yè)價(jià)值。海上風(fēng)能具有風(fēng)速大、穩(wěn)定、切變小、噪音污染小、不占用土地資源、靠近電力需求、易于消納等優(yōu)點(diǎn)，隨著海上風(fēng)電場(chǎng)技術(shù)的不斷成熟，海上風(fēng)電將成為中國可再生能源發(fā)電量的重要來源之一。

本文通過對(duì)中國風(fēng)資源分布與儲(chǔ)量、海上風(fēng)電總體概況、中國沿海主要省份風(fēng)機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、水深與離岸距離等方面的分析，探討海上風(fēng)電降本相關(guān)問題及中國未來海上風(fēng)電的發(fā)展趨勢(shì)。本文研究成果可為中國海上風(fēng)能資源的有效利用及未來風(fēng)電場(chǎng)選址、設(shè)計(jì)、建造提供一定參考。

1 中國海上風(fēng)資源分布及儲(chǔ)量

中國的海岸線狹長(zhǎng)，可利用海域面積較為廣闊，海上風(fēng)能資源較為豐富。中國近海70 m高度層平均風(fēng)速可達(dá)8.1 m/s，平均功率密度572.6 W/m2[2]；渤海、黃海海區(qū)70 m高度層平均風(fēng)速約6.4～8 m/s，略小于東海、南海7～10 m/s的平均風(fēng)速；風(fēng)力資源最豐富(6級(jí)及以上)的區(qū)域位于臺(tái)灣海峽，平均功率密度在700 W/m2以上[3-5],因此福建、浙江南部和廣東附近的近海地區(qū)是風(fēng)力資源利用的黃金地段；長(zhǎng)江以北地區(qū)的平均功率密度為400 W/m2～600 W/m2，其風(fēng)力資源足以進(jìn)行重大海上風(fēng)電場(chǎng)開發(fā)，特別是浙江北部和江蘇地區(qū)。中國5～50 m水深，70 m高度層海上風(fēng)能資源約為5×105MW，并且此部分風(fēng)能資源不在航線范圍、捕魚影響范圍、三級(jí)以上臺(tái)風(fēng)范圍內(nèi)，深海區(qū)域的風(fēng)電開發(fā)潛力更是不可限量。

2 中國海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀分析

中國海上風(fēng)電的發(fā)展相比歐洲起步較晚。2007年，中國第1臺(tái)海上風(fēng)電機(jī)組由中國海油在渤海灣綏中36-1油田建成發(fā)電；2010年，中國第1個(gè)海上潮間帶風(fēng)電場(chǎng)示范項(xiàng)目——龍?jiān)慈鐤|海上(潮間帶)試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)建成；2010年，中國第1個(gè)大型近海海上風(fēng)電場(chǎng)——上海東海大橋海上風(fēng)電示范項(xiàng)目建成，總裝機(jī)容量100 MW，風(fēng)機(jī)總量34臺(tái)。

自2007年中國第一臺(tái)海上風(fēng)電機(jī)組建成以來，中國海上風(fēng)電技術(shù)發(fā)展得到了較大提高。2010年，中國海上風(fēng)電占風(fēng)電總裝機(jī)占比僅為0.3%(圖1[6])；2015—2021年，海上風(fēng)電保持年均近60%的增長(zhǎng)率，2018年新增裝機(jī)容量達(dá)1.73×103MW(圖2[6])；2020年，中國海上風(fēng)電發(fā)展取得突破性進(jìn)展，新增并網(wǎng)容量達(dá)3×103MW，累計(jì)裝機(jī)容量首次突破1萬MW大關(guān)達(dá)到1.09×104MW，同比增長(zhǎng)54.7%，相較于2016年增長(zhǎng)了570%；2021年，中國海上風(fēng)電發(fā)展達(dá)到高潮，新增并網(wǎng)容量1.69×104MW，累計(jì)裝機(jī)容量2.78×104MW，在風(fēng)電總裝機(jī)中占比達(dá)到35.5%，一躍成為世界第一大海上風(fēng)電裝機(jī)量國家。

圖1 2010—2021年中國陸上和海上風(fēng)電新增裝機(jī)容量占比[6]Fig.1 Proportion of new installed capacity of onshore and offshore wind turbine in China from 2010 to 2021[6]

圖2 2016—2021年中國海上風(fēng)電新增和累計(jì)裝機(jī)容量[7]Fig.2 New and cumulative installed capacity of offshore wind turbine in China from 2016 to 2021[7]

2.1 海上風(fēng)電機(jī)組制造企業(yè)裝機(jī)現(xiàn)狀分析

2021年，中國海上風(fēng)電整機(jī)制造商前3名分別是上海電氣、明陽智能和金風(fēng)科技，這3家企業(yè)合計(jì)裝機(jī)容量1.78×104MW，占累計(jì)裝機(jī)容量的64.1%，遠(yuǎn)景智能、中船海裝與東方電氣分別位列第4～6位(圖3)。2021年為海上風(fēng)電搶裝潮，各風(fēng)電機(jī)組制造企業(yè)均加快海上風(fēng)電吊裝，其中上海電氣通過與國際風(fēng)電機(jī)組制造巨頭西門子進(jìn)行產(chǎn)品許可合作，引入了后者成熟的海上風(fēng)機(jī)技術(shù)及供應(yīng)鏈體系，截至2021年累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)8.29×103MW,占累計(jì)裝機(jī)容量的29.9%，穩(wěn)居國內(nèi)海上風(fēng)機(jī)裝機(jī)容量首位。

圖3 2010—2021年中國海上風(fēng)電整機(jī)企業(yè)累計(jì)裝機(jī)容量及占比Fig.3 Cumulative installed capacity and proportion of Chinese offshore wind turbine enterprises from 2010 to 2021

2.2 海上風(fēng)電開發(fā)企業(yè)裝機(jī)現(xiàn)狀分析

中國風(fēng)電開發(fā)商主要有4種類型：中央企業(yè)、省市自治區(qū)所屬的電力或能源企業(yè)、民營(yíng)和外資企業(yè)、整機(jī)制造商。由于海上風(fēng)電的技術(shù)壁壘和投資成本更高，因此海上風(fēng)電的開發(fā)運(yùn)營(yíng)商類型較為單一，在已投入運(yùn)營(yíng)的海上風(fēng)電場(chǎng)中，90%由國有大型企業(yè)所持有。

2020年以前，約占中國57.7%的海上風(fēng)電場(chǎng)由中國五大發(fā)電集團(tuán)(中國華能集團(tuán)有限公司、國家電力投資集團(tuán)有限公司、中國大唐集團(tuán)有限公司、國家能源投資集團(tuán)有限責(zé)任公司、中國華電集團(tuán)有限公司)控股；2021年，在雙碳目標(biāo)的持續(xù)推進(jìn)以及海上風(fēng)電搶裝潮的影響下，五大發(fā)電集團(tuán)所占的海上風(fēng)電市場(chǎng)份額減少，而六小發(fā)電集團(tuán)(中國長(zhǎng)江三峽集團(tuán)有限公司、廣東粵電集團(tuán)公司、中國廣核集團(tuán)有限公司、國投電力控股股份有限公司、浙江省能源集團(tuán)有限公司、華潤(rùn)電力控股有限公司)所占的市場(chǎng)份額逐步提高[7-11]，所占市場(chǎng)份額已由2020年的17.9%增加至2021年的29.3%。截至2021年底，中國海上風(fēng)電開發(fā)排名前5的企業(yè)累計(jì)裝機(jī)容量約1.6×104MW，占累計(jì)裝機(jī)容量的57.6%(圖4)。

圖4 2010—2021年中國海上風(fēng)電開發(fā)企業(yè)累計(jì)裝機(jī)容量及占比Fig.4 Cumulative installed capacity and proportion of Chinese offshore wind turbine development enterprises from 2010 to 2021

2.3 海上風(fēng)電風(fēng)機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀分析

2.3.1機(jī)組容量

2010—2021年,中國新增陸上和海上風(fēng)電機(jī)組的平均單機(jī)容量見圖5[6]?？梢钥闯?，自2014年開始，中國海上風(fēng)電邁入了單機(jī)容量4.X MW的時(shí)代，相比2014年之前的主流3.0 MW以及2.X MW風(fēng)電機(jī)組實(shí)現(xiàn)了較大提升；2020年，福建福清興化灣二期項(xiàng)目已完成對(duì)8 MW和10 MW容量海上風(fēng)電機(jī)組的成功吊裝，標(biāo)志著中國開始向大容量風(fēng)電機(jī)組的研發(fā)進(jìn)軍；2021年，中國海上風(fēng)電平均單機(jī)容量達(dá)5.6 MW，相比2010年增長(zhǎng)了115%。

圖5 2010—2021年中國新增陸上和海上風(fēng)電機(jī)組的平均單機(jī)容量[6]Fig.5 Average unit capacity of new onshore and offshore wind turbines in China from 2010 to 2021[6]

2.3.2傳動(dòng)系統(tǒng)

傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展演變是風(fēng)機(jī)技術(shù)進(jìn)步的集中體現(xiàn)。傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)的傳動(dòng)設(shè)計(jì)為葉片連接的主軸通過三級(jí)變速的齒輪箱與異步發(fā)電機(jī)相連，隨著風(fēng)機(jī)單機(jī)容量的增大，齒輪箱的高速傳動(dòng)部件故障問題將日益突出，于是沒有齒輪箱而將主軸與低速多極同步發(fā)電機(jī)直接相接的直驅(qū)式布局應(yīng)運(yùn)而生。但是，多極發(fā)電機(jī)因繞組布置空間的要求導(dǎo)致重量和體積的大幅增加。為此，采用折中理念的半直驅(qū)布局在大型風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)中得到應(yīng)用。自2018年開始，采用半直驅(qū)技術(shù)路線的風(fēng)電機(jī)組在新增裝機(jī)中的占比逐年增加，截至2021年，半直驅(qū)技術(shù)路線占比已達(dá)31.1%，相較于2018年增長(zhǎng)275%(圖6)。海上風(fēng)電機(jī)組大型化是未來的發(fā)展趨勢(shì)，直驅(qū)技術(shù)由于受發(fā)電機(jī)體積、重量等限制而無法進(jìn)行機(jī)組大型化，雙饋、鼠籠等技術(shù)由于受齒輪箱限制其單機(jī)功率無法進(jìn)一步增大，而半直驅(qū)技術(shù)可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組“大兆瓦、小體積”的目標(biāo)，是未來發(fā)展的主流技術(shù)[12-16]。

圖6 2017—2021年遼寧、江蘇、上海、浙江、福建和廣東地區(qū)不同技術(shù)路線風(fēng)電機(jī)組新增裝機(jī)占比Fig.6 Proportion of newly installed wind turbines of different technical routes in Liaoning,Jiangsu,Shanghai,Zhejiang, Fujian and Guangdong areas from 2017 to 2021

2.4 風(fēng)機(jī)葉片發(fā)展現(xiàn)狀分析

圖7給出了2010—2021年遼寧、江蘇、上海、浙江、福建和廣東地區(qū)新增風(fēng)電機(jī)組葉輪直徑的變化情況，可以看出，風(fēng)機(jī)葉輪的直徑不斷增長(zhǎng)。葉輪直徑的持續(xù)大型化，必然要求葉片尺寸的大型化，傳統(tǒng)葉片采用玻璃纖維復(fù)合材料制成，這種材料密度較大使得葉片重量較重。隨著中國風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片生產(chǎn)商在成本控制、質(zhì)量控制、工藝技術(shù)等方面研究的深化，新型材料碳纖維能夠在保持葉片大型化和輕量化的同時(shí)，提高葉片運(yùn)行的可靠性，因而成為大型葉片生產(chǎn)應(yīng)用的趨勢(shì)，如洛陽雙瑞風(fēng)電葉片有限公司10 MW-SR210型超長(zhǎng)柔性葉片采用碳纖維材料，已于2021年進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)，其葉片長(zhǎng)度102 m，葉輪直徑210 m。

圖7 2010—2021年遼寧、江蘇、上海、浙江、福建和廣東地區(qū)新增風(fēng)電機(jī)組葉輪直徑變化Fig.7 Impeller diameter of new wind turbines in Liaoning, Jiangsu,Shanghai,Zhejiang,Fujian and Guangdong areas from 2010 to 2021

2.5 海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)發(fā)展現(xiàn)狀分析

2.5.1基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)類型

1) 固定式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。

重力式固定基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)通過自身重量及較大的底部面積獲得來自海床的垂向承載力及水平摩擦力,一般為預(yù)制鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)[17]。重力式固定基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)成本低，并且無需在海底鉆孔和打樁。但重力式固定基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)要求海底地面平整，土質(zhì)硬度大，受沖刷影響較小的海床，因此重力式固定基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)的安裝需要較多的準(zhǔn)備工作(如海床夯實(shí)、基槽挖泥、基床拋石等)，這就限制了安裝速度并增加了成本。因而重力式固定基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)一般僅限于水深<10 m的區(qū)域[18]，更適合潮間帶地區(qū)。

樁基式(單樁、三樁、多樁等)固定基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)在中國海上風(fēng)電各基礎(chǔ)類型中占據(jù)了較大的比例，主要優(yōu)點(diǎn)有：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于建造，無需過多前期準(zhǔn)備；占用海床面積?。怀休d力高；結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，沉降量小并且均勻；適應(yīng)的海域范圍廣[19]。①單樁基礎(chǔ)由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于建造、無需過多前期準(zhǔn)備等特點(diǎn)，是目前中國海上風(fēng)電應(yīng)用最廣泛的基礎(chǔ)類型。對(duì)于水深小于30 m的海域，單樁基礎(chǔ)一般被認(rèn)為是最便宜的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)[18]。②三樁基礎(chǔ)由三腿導(dǎo)管架發(fā)展而來，三樁的中心連接及其過渡段由風(fēng)機(jī)塔架提供支撐,優(yōu)點(diǎn)是基礎(chǔ)自重較輕，整個(gè)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較好。③高樁承臺(tái)基礎(chǔ)是多樁基礎(chǔ)的主要類型，是根據(jù)中國獨(dú)特的海底環(huán)境而應(yīng)用于海上風(fēng)電的一種固定式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)類型,高樁承臺(tái)不僅在柔軟的海床條件下足夠穩(wěn)定，而且能夠在航線附近的風(fēng)電場(chǎng)發(fā)揮獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

負(fù)壓桶式固定基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)通過將水從桶中吸出產(chǎn)生真空，利用負(fù)壓將結(jié)構(gòu)固定到海底，具有運(yùn)輸安裝成本低、用時(shí)少、無需提前海底準(zhǔn)備等優(yōu)點(diǎn)。但負(fù)壓桶式固定基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)在易受沖刷海床安裝的風(fēng)險(xiǎn)較大，安裝過程中必須保證海域環(huán)境有足夠的負(fù)壓。

導(dǎo)管架式固定基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)通常由三條或四條樁腿支撐，包括雙傾、單傾、直式幾種形式，適用于20～50 m水深海域。因?yàn)閷?dǎo)管架式固定基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)技術(shù)較為完備，具有承載力較大、生產(chǎn)供應(yīng)鏈完善等優(yōu)點(diǎn)。但導(dǎo)管架式固定基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的焊接結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鋼材用量大，成本較高；同時(shí)導(dǎo)管架式固定基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)需要將樁錘打入海床，因而增加了安裝時(shí)間及相環(huán)境問題產(chǎn)生的可能性。

2) 浮式結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

浮式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)主要適用于水深超過50 m的深遠(yuǎn)海區(qū)域[18]，目前浮式風(fēng)機(jī)的類型有40余種，主要以半潛式(semi-submersible)、立柱式(spar)、張力腿式(tension leg platform)3種型式最多[20]。立柱式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)具有質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，但是對(duì)水深具有一定的要求(一般>100 m)；半潛式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)安裝水深范圍較大，但同時(shí)具有質(zhì)量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺點(diǎn)；張力腿式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，但其錨泊系統(tǒng)載荷較大，因此對(duì)錨泊材料要求較高。目前國際上以Hywind和Windfloat為代表的成熟浮式風(fēng)電類型已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)行，中國首個(gè)浮式風(fēng)電“三峽引領(lǐng)號(hào)”示范樣機(jī)也于2021年底并網(wǎng)發(fā)電。未來隨著技術(shù)進(jìn)步和淺海資源的逐漸匱乏，浮式風(fēng)電將會(huì)迎來巨大的發(fā)展。

2.5.2影響基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)類型選擇的因素分析

海上風(fēng)電基礎(chǔ)的選擇受很多因素的影響。①海床條件：中國沿海典型海床上層(0～25 m)多為軟弱松散的泥質(zhì)和粉質(zhì)黏土，下層多為細(xì)粉質(zhì)砂[21]，這種海床地質(zhì)條件容易使海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)受湍流、惡劣氣象等影響而造成損壞。重力式固定基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的安裝需要大量前期準(zhǔn)備，因此在中國海上風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用較少；樁基式、導(dǎo)管架式固定基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)對(duì)海床的條件要求較低，能夠適應(yīng)大部分海域，因而在中國海上風(fēng)機(jī)的應(yīng)用較為廣泛。②水深條件：中國大部分海上風(fēng)電建設(shè)在潮間帶及近海地區(qū)，水深較淺，因此大部分基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)都可以得以應(yīng)用。③建設(shè)成本：基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)占海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)成本的20%～30%[22]，因而有巨大的降本潛力，不同位置的海上風(fēng)電機(jī)組可通過選用合理的基礎(chǔ)形式和優(yōu)化設(shè)計(jì)，達(dá)到減少鋼材使用和降低成本的目的。④安裝難易程度：海上施工環(huán)境復(fù)雜，因此選擇易于安裝的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)類型可以減少施工時(shí)間，節(jié)約成本。

2.5.3不同地區(qū)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)類型分析

通過遼寧、江蘇、上海、浙江、福建、廣東地區(qū)海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)類型統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)[23-26](圖8)發(fā)現(xiàn)：①單樁固定基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)應(yīng)用最為廣泛，其次為多樁基礎(chǔ)(主要為高樁承臺(tái))；導(dǎo)管架式、吸力桶式固定基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也較多；重力式固定基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)因其繁瑣的海床準(zhǔn)備工作等問題而應(yīng)用較少。②遼寧、江蘇、廣東基礎(chǔ)形式以單樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為主，分別占比68%、92%、55%；上海、浙江、福建基礎(chǔ)形式以多樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為主，分別占比75%、63%、49%。值得注意的是，導(dǎo)管架基礎(chǔ)在福建、廣東兩省占比較高，分別占比為15%、34%，這是因?yàn)閷?dǎo)管架基礎(chǔ)適宜安裝在水深大于20 m的海域，東海和南海平均水深較深，適宜安裝導(dǎo)管架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，如福建省漳州市漳浦六鰲海上風(fēng)電場(chǎng)E區(qū)項(xiàng)目水深26～44 m，三峽福建長(zhǎng)樂外海海上風(fēng)電場(chǎng)A區(qū)項(xiàng)目水深32～42 m；三峽廣東陽江陽西沙扒五期海上風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目水深27 m，三峽廣東汕頭南澳洋東海上風(fēng)電項(xiàng)目水深28.3～36.6 m。

2.5.4水深與離岸距離分析

海上風(fēng)電場(chǎng)的位置涉及水深與離岸距離2個(gè)要素，直接影響風(fēng)電機(jī)組安裝、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)、退役相關(guān)成本及風(fēng)電場(chǎng)整體發(fā)電量，因此海上風(fēng)電場(chǎng)的位置是海上風(fēng)電開發(fā)的關(guān)鍵。

圖8 遼寧、江蘇、上海、浙江、福建、廣東地區(qū)海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)類型及其占比Fig.8 Types and proportions of offshore wind turbine foundations in Liaoning,Jiangsu,Shanghai,Zhejiang, Fujian and Guangdong areas

中國海上風(fēng)電機(jī)組多分布于離岸距離0～40 km、水深0～20 m平均水深17.6 m(圖9)。近些年，由于近岸地區(qū)資源減少及深遠(yuǎn)海擁有更穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的風(fēng)力資源，海上風(fēng)電場(chǎng)正在向離岸更遠(yuǎn)的地方移動(dòng)并進(jìn)入更深的水域，例如三峽廣東陽江青州五期海上風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目(預(yù)計(jì)2024年12月實(shí)現(xiàn)全容量并網(wǎng))水深46.5～52.5 m，是目前中國水深最深的海上風(fēng)電項(xiàng)目之一；三峽江蘇大豐H8-1海上風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目離岸距離72 km，是目前中國離岸距離最遠(yuǎn)的海上風(fēng)電場(chǎng)。

圖9 江蘇、浙江、福建、廣東地區(qū)海上風(fēng)機(jī)離岸距離與水深Fig.9 Offshore distance and water depth of offshore wind turbines in Liaoning,Jiangsu,Shanghai,Zhejiang, Fujian and Guangdong areas

不同水深范圍不同基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的占比見圖10?？梢钥闯?，單樁、多樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)數(shù)量隨著水深的增加而漸降低；吸力桶式、導(dǎo)管架式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)數(shù)量隨著水深的增加而逐漸增加。隨著近岸資源開發(fā)趨于飽和，海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)將逐步走向深遠(yuǎn)海，單樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的占比將會(huì)進(jìn)一步降低，導(dǎo)管架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)因其在深水海域的優(yōu)勢(shì)，占比將會(huì)逐漸增多。

圖10 不同水深范圍海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)類型占比Fig.10 Proportion of offshore wind turbine infrastructure types in different water depths

3 結(jié)論及建議

1) 海上風(fēng)電機(jī)組大型化可有效降低風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)、電纜、安裝、運(yùn)維成本，因此海上超大功率風(fēng)電機(jī)組將成為發(fā)展趨勢(shì)。直驅(qū)技術(shù)受發(fā)電機(jī)體積、重量等限制，無法進(jìn)行機(jī)組大型化；雙饋、鼠籠技術(shù)受齒輪箱限制，單機(jī)功率無法進(jìn)一步增大；半直驅(qū)技術(shù)可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組“大兆瓦、小體積”的目標(biāo)，將會(huì)成為未來發(fā)展的主流技術(shù)。

2) 隨著近岸資源的開發(fā)趨于飽和，海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)將逐步走向深遠(yuǎn)海，導(dǎo)管架基礎(chǔ)、浮式風(fēng)電機(jī)組將會(huì)迎來較大的發(fā)展。

3) 隨著國家海上風(fēng)電財(cái)政補(bǔ)貼的退出，海上風(fēng)電已進(jìn)入到平價(jià)時(shí)代乃至競(jìng)價(jià)時(shí)代，通過集中連片規(guī)?；_發(fā)，可以有效降低開發(fā)成本。同時(shí)隨著海上風(fēng)電總體規(guī)模的不斷加大，未來還會(huì)面臨送出和消納等問題，因此海上風(fēng)電制氫、海洋牧場(chǎng)、海洋油氣聯(lián)合開發(fā)等融合發(fā)展模式也將是未來的發(fā)展趨勢(shì)。