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海上風電作為全球可再生能源的主要發展方向之一，具有資源儲備豐富、發電穩定、利用率高等優勢，是全球能源轉型的重要推動力。又因為涉及多個領域，能充分帶動海洋經濟的發展，是地區經濟建設的引擎之一。目前，隨著各國能源生產和消費革命不斷推進，能源轉型步伐加快，作為可再生能源領域代表的海上風電，也在全球迎來規模化發展。
據全球風能理事會（GWEC）預測，2030年，全球海上風電裝機容量將超過2 億千瓦，歐洲裝機容量穩定上升，而中國未來五年的年裝機容量將達到300萬～400萬千瓦，有望成為全球最大的海上風電市場。 這樣一個巨大的市場，離不開各國政策的支持、高端裝備技術的創新和全產業鏈的聯合。 在2019 北京國際風能大會上，來自全球海上風電及相關領域的多位專家濟濟一堂，為海上風電的高質量發展出謀劃策。
政策提供保障
政策為產業發展提供基礎性保障，全球海上風電迅速崛起的背後是各國予以的充分支持。
“有一個值得注意的現象，海上風電成本呈平穩下降趨勢的國家往往具有更加集約化的前期開發形式，包括輸電系統的開發。 ”貝勵諮詢高級首席顧問Andy Kelly 通過數據分析得到這樣的結論。 據悉，很多歐洲國家政府會介入海上風電的開發機制設計及產業規劃制定，充分發揮協調作用，由此降低企業的經營風險，避免造成資源開發的無序和浪費。
在價格機制方面，英國的3輪差價合約（CfD）競標吸引了全世界的目光。 彭博新能源財經分析師汪子越認為：“如今英國採用差價合約機制，那些參與其中的項目確實獲得了一定程度的收益保障，為企業提供了較為穩定的預期，但從政府層面上看，實際操作過程中所需要的補貼支持是比較少的。 ”如此能促進海上風電的快速健康發展，同時並沒有造成過多的財政負擔，達成雙贏。
近年我國海上風電市場全面轉好，首先“十三五”規劃目標有望提前完成。 統計數據顯示，近3年海上風電累計裝機容量上升約40%，市場大門正全面打開。 隨著海上風電市場的快速發展，國家逐步減少了對海上風電的扶持力度。 此前發佈的《關於2018年度風電建設管理有關要求的通知》和《關於完善風電上網電價政策的通知》，要求從2019年起，新增核准的海上風電項目應全部通過競爭方式配置和確定上網電價，但對2018 年年底前已核准的海上風電項目，給予了3 年的建設期，此後海上風電市場全面進入競價上網模式。 短期內，海上風電可以繼續進行技術經驗積累 ; 長遠來看，此舉將有利於我國海上風電擺脫對補貼的依賴，實現健康發展。
產業發展技術先行
在全球可再生能源成本持續下降的情況下，海上風電應加強精細化、集約化發展，推動成本快速下降，提升自身競爭力。 圍繞前期精細化測風、機組大型化技術、運維技術等加大研發投入力度，帶動整體行業的技術發展和設備質量提升，增強產業核心競爭力，促進產業健康發展。
海上風電場的微觀選址及集電線路方案對風電項目的經濟性影響很大。 微觀選址主要包括髮電量評估與機位排布，集電線路設計主要包括海上升壓站選址與海纜拓撲設計。 傳統設計方法效率低，且難以保證方案的經濟性。 明陽智慧能源集團股份公司風能資源工程師劉懷西指出，目前行業主要利用風能資源計算模型、陣列式布機算法、升壓站選址算法、高壓海纜路由避障算法、中壓海纜拓撲優化算法展開海上風電場一體化設計，分階段優化，保證方案的經濟性，實現風電場發電量的提升，以及海纜投資成本的控制，從而提升收益；採用自動化的方式提高出方案的效率。
企業除了依靠自身對海域的測算之外，還可以藉助科研機構提供的數據服務來完善風電場的設計。 國家氣候中心面向政府、公眾、行業等提供海洋氣候服務系統。 據悉，國家氣候中心基於多源海量觀測數據和中尺度數值模式，運用觀測資料同化技術，開發了具有自主知識產權、高時空分辨率、長年代、多要素、精細網格的四維風能資源大數據平臺。 並且通過全國風能資源專業觀測網實測數據檢驗表明，近八成網格點的70米、100米高度年平均風速相對誤差小於10%。 結合海洋地理信息大數據分析技術，能夠提供我國離岸100公里以內海域的精細化風能資源和海浪數據。
海上風電機組大型化是實現海上風電場集約化建設的主要途徑。 同等項目裝機容量下，採用單機容量越大的風電機組，所需的基礎數量越少，海纜長度更短，可有效減少項目用海面積，降低徵海難度與項目長期用海成本，促進海洋產業的協同發展。
中國船舶重工集團海裝風電股份有限公司仿真及前沿技術研究所所長文茂詩有一個形象的說法：“葉片大型化是海上風電競價的籌碼。 ”國家層面的導向是發展大功率風電機組來降低多項成本，在一定程度上推動了機組功率和葉片的大型化，但也需要高度重視由此帶來的風險。 企業必須從葉片材料、氣動設計、模型設計、載荷控制等關鍵方面加大創新，以充分降低成本，提高機組可靠性。
某種程度上來說，機組大型化趨勢增加了風電場運維難度。 海上風電機組一旦投運，就需要持續運行20～25年，並且需要面對惡劣的外部環境，再加上窗口期較短，運維將很大程度上決定風電機組能否長時間可靠、高效運行，影響海上風電場全生命週期成本。 三峽新能源海上風電運維江蘇有限公司副總經理嚴國斌總結了海上風電運維面臨的挑戰：“第一，可靠性比較低，在惡劣氣候環境下，風電機組和其他設備的故障率相對比較高。 第二，維護成本比較高。 有統計表明，運維成本佔項目全生命週期總成本的20%～30%，而海上風電運維成本是陸上風電的2～3 倍。 第三，可達性差，海上風浪很大，風電場離岸遠，對運維船等各方面要求很高。 ”為此，需要綜合使用智能化運維手段，建立集控中心，分析機組、線路的故障原因，為檢修提供技術指導。
針對海上風電運維的難點，一些企業開始探索新的運維手段。 空中客車直升機銷售經理Oliver Fokken 表示：“相較於受天氣和海上狀況影響經常無法出海的船隻，直升機可以應對超過90%的需求時間，從而提升響應效率，降低風電場運行成本。 並且直升機的選擇更為靈活、多樣，最小的直升機可運送8人，快速完成短距離近海任務；較大的直升機可以進行距離更遠的運維，並攜帶更多人員和物品。 ”直升機的引入為海上運維的未來帶來更多可能。
未來，海上風電勢必將從近海走向遠海，從淺海走向深海，漂浮式基礎技術有望在其中扮演重要角色，眾多研發團隊為此投入了大量的人力、物力，成效顯著。 早在2017年，英國的蘇格蘭海岸誕生了世界首個漂浮式風電項目。 隨後，丹麥、法國、德國等歐洲國家也開始了漂浮式風電場的開發建設。 美國商業級的漂浮式海上風電開發主要集中在其西海岸及部分島嶼。 日本計劃在2023年投產大型商用漂浮式海上風電項目。 韓國計劃在其已有的東海油氣平臺附近建設20萬千瓦的漂浮式海上風電項目。 中國也已在廣東陽江、福建平潭、上海、臺灣花蓮等地準備開展漂浮式風電機組試驗。
在漂浮式風電的開發過程中需充分考慮基礎造價、繫泊系統成本、施工安裝費用、後期運維費用等經濟性因素；由於要避免遭到破壞或傾覆，甚至由此造成人員傷亡，其設計安全要求必須區別於普通海工平臺；應與控制策略相結合，較優的控制策略可有效降低機組載荷與浮體運動；此外，應關注海洋生態保護。 為此，明陽智慧能源集團股份公司基礎力學工程師任重進表示：“數值仿真缺乏經驗和試驗驗證，未來可採用多軟件相結合，共同仿真，相互驗證，保證仿真的準確性。
整機廠商、設計院、高校及科研院所、海工企業、軟件供應商等企業和機構加強合作，共同完成漂浮式機組研發設計工作。 ”
推動海洋經濟發展
海上風電是推動地方經濟發展的重要戰略資源，也是地方經濟增長的引擎。
以Haliade-X型機組為例，據GE 可再生能源海上風電全球產品技術總監Morten Schaap-Kristensen 介紹，該機組的製造吸引供應鏈所有的相關方面共同參與。 “我認為本地化是一個繞不開的話題。 對當地的社區來說，我們需要開展更多的工作，與他們進行更好的互動，來贏得他們的支持，同時也為當地的社會創造更多的價值。 ”
近日，該公司在廣東省揭陽市為其亞洲首個海上風電機組總裝基地GE海上風電機組總裝基地舉行開工儀式。 據悉，該總裝基地佔地7.1 萬平方米，預計於2021 年建成投產，將極大地推動當地經濟的發展。
海上風電的發展還可以為海洋經濟的可持續發展提供更多機會。 Aker Solutions 公司進行了諸多嘗試，用海上風電為石油開採提供動力，既可以解決有限的石油平臺上不能建造太大發電設備的問題，提高開採效率，同時減少生產過程中的碳排放。
海上風電依託港口為其提供支撐，同時港口憑藉龐大的海上風電產業鏈能夠實現轉型升級，二者相輔相成，共同為地方經濟發展做出貢獻。 埃姆斯哈文港海上風電業務經理埃裡克·伯塞樂帶來了該港口與海上風電的故事。 該港口為來自德國、荷蘭、英國等國的16個項目，合計540萬千瓦的1020颱風電機組提供物流服務。 同時為擁有316颱風電機組，合計170萬千瓦的4個風電場提供運維服務，這些風電場也將為港口提供電力，可用於支撐當地的產業發展。 與此同時，該港口還準備建設直升機場地，用於支持海上風電產業的發展。
我國廣東陽江、揭陽，江蘇如東等地具備建設海上風電母港的優良條件，依託海上風電開發，通過產業配套及產業組合，能夠實現海上風電全生命週期產業價值的集合，形成千億元級產業集群。
我國可以搭乘全球發展海上風電的快車，通過加強國際交流，學習借鑑別國經驗。 未來幾年將是我國海上風電創新和變革的關鍵時期，新疆金風科技股份有限公司董事、總裁曹志剛認為：“海上風電最難的不是技術、不是質量，而是時間。 ”
與會者普遍希望政策保持穩定，把握好降補貼的節奏，以便給投資人清晰的預期，提高投資積極性。 同時倡議行業立足自身長遠發展，確保合理的開發規模，通過提升全產業鏈的協同發展，實現共贏，推動我國海上風電標準化、智慧化、規模化建設。
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