廣東海上風電產業發展路徑與對策研究

【編者按】2月14日,廣東省發改委公佈《廣東省近海淺水區海上風電項目開工及建成併網時間表》,涉及26個海上風電項目,總規模超10 GW,其中,2020年底建成併網3個項目,2020年底開工建設22個項目,2021年底建成併網19個項目。這就意味著,僅2021年,廣東就必須建成併網7.5GW海上風電項目,而且這些項目大多將在2020年開工建設。隨著國內疫情高峰過去,海上風電相關企業正努力克服疫情影響,抓住當前發展海上風電的重要機遇,進一步擴大投資,積極推動技術進步和產業升級,促進海上風電規模化發展。《南方能源建設》編輯部主辦單位中國能建廣東院一直以來充分發揮在規劃、諮詢、技術、項目管理等方面優勢,持續開展在海上風電領域的研發引進和創新攻關,推動以海上風電產業為龍頭的粵港澳大灣區新能源產業發展。本次《南方能源建設》編輯部採訪了中國能建廣東院海上風電技術中心鄭釗穎高級工程師和馮奕敏設計總工程師,分享了當前廣東海上風電產業的發展路徑和相關政策,本文獲廣東省促進經濟發展專項資金(海洋經濟發展用途)項目“廣東省海洋六大產業三年行動方案制訂”(粵自然資源合[2019]013號)資助。

廣東海上風電產業發展路徑與對策研究

鄭釗穎,馮奕敏

中國能源建設集團廣東省電力設計研究院有限公司

【摘要】【目的】海上風電被許多國家視為新能源發展的主要方向之一。廣東是能源消費大省,發展海上風電是能源結構優化調整的主要方向和應對氣候變化的重要措施,也是充分發揮海洋優勢、培育新經濟增長點的重要抓手之一。【方法】在梳理廣東海上風電產業發展基本情況和存在問題的基礎上,結合理論實際對海上風電主導產業和重點培育產業作選擇。【結果】提出了廣東海上風電產業發展的佈局和定位,以技術創新引領產業發展、以補鏈強鏈提升產業整體競爭力的發展路徑。【結論】最後給出推進廣東海上風電產業發展的相關政策建議和總體研究結論。

【關鍵詞】海上風電產業;廣東;發展路徑與對策

【基金】廣東省促進經濟發展專項資金(海洋經濟發展用途)項目“廣東省海洋六大產業三年行動方案制訂”(粵自然資源合[2019]013號)

引言

當前,發展風電已成為許多國家推進能源產業轉型升級、應對氣候變化的重要舉措。近年來海上風電更被視為新能源發展的主要方向之一。對於廣東來說,海上風電是現階段最具有發展潛力的可再生能源。加快發展海上風電,是充分發揮廣東海洋優勢、培育新經濟增長點的重要抓手之一,也是推進廣東能源生產和消費革命、構建安全高效能源體系的重要舉措,對廣東建設現代化經濟體系、實現經濟高質量發展有重要意義[1]。

1 廣東海上風電產業發展基本情況

相對於上海、江蘇和福建,廣東海上風電產業起步較晚,2012年廣東首個海上風電示範項目——珠海桂山海上風電場開始籌建,拉開了海上風電建設的序幕。目前,廣東在建和擬建的海上風電工程主要位於汕頭、揭陽、汕尾、惠州、珠海、陽江和湛江等地市[2]。

2017至2018年,廣東海上風電建設速度加快,重點建設項目總計達到16項,總裝機容量542萬千瓦;其中,珠海桂山海上風電一期項目首批10萬千瓦風電機組已經併網發電,到2019年底,湛江外羅項目一期36臺19.8萬千萬也將全部併網發電。經過這幾年的發展,廣東海上風電裝備—施工—運營—專業服務產業已初步搭建起來,但受制於軍事、產業成熟度等因素影響,廣東海上風電產業發展仍較為緩慢。

1.1 相關發展規劃和要求

2016年11月,國家能源局印發《風電發展“十三五”規劃》提出2020年底“開工規模達100萬千瓦,累計併網容量達30萬千瓦”的目標要求[3]。2018年4月,廣東省發展改革委印發了《廣東省海上風電發展規劃》,提出在2020年實現開工建設海上風電裝機容量1200萬千瓦以上,其中建成投產200萬千瓦以上;在2030年實現建成投產海上風電裝機容量約3000萬千瓦。規劃還對廣東海上風電場址佈局和項目建設進行了規劃,計劃建設海上風電場共23個,裝機容量6685萬千瓦[4],總投資12033億元;並從技術、製造業和服務業角度提出了廣東海上風電產業發展的重點領域。

1.2 產業鏈和主要環節

海上風電產業體系主要包括海上風電裝備製造、海上風電施工、風電場運維、風電併網及電網運行和海上風電專業服務等。由於廣東海上風電產業起步較晚,除了在海上風電裝備製造和勘察設計、諮詢有一定基礎外,其他環節都較為薄弱,亟需大力扶持和發展。

1.3 海上風電裝備製造

海上風電裝備主要包括海上風電機組裝備、電氣裝備、施工裝備和一些特種裝備,主要環節包括主機制造、葉片製造、齒輪箱製造、電力設備製造和大型鋼構等。海上風電相關製造企業不多,具備一定市場份額的企業包括明陽智能、順特電氣、粵水電等。廣東在主機制造方面有一定基礎,但在技術方面還亟需加大投入力度,以期跟上國際先進水平。在國外,8兆瓦機組已完成商業化應用,10兆瓦、12兆瓦機組也在樣機試驗階段。由於國內主要運行機型為3到6兆瓦。雖然幾大主機制造廠正在研發、生產6兆瓦以上的機型,其中廣東陽江基地的明陽智能將在2019年底下線MySE 8~10MW機型,廣東省部分海上風電建設項目也計劃2019年下半年到2020年開工建設的工程中使用上海電氣的7兆瓦機型和明陽的6.45兆瓦機型,但國內大部分整機制造廠家研發的海上機組都沒有長時間、大批量的運行經驗,技術缺乏有效驗證,因此與海外技術差距明顯。國內海上風電整機制造商企業共12家,截止到2019年12月,前五大整機制造商吊裝容量高達21.7 GW,共佔據76%市場份額。金風科技,遠景能源,明陽智慧能源穩居前三,運達風電、上海電氣分列第四、第五。另外13家中國與3家海外整機制造商分享了剩餘的24%市場份額,其中:Siemens Gamesa (437MW)、Vestas (283MW), 與GE(210MW)。在葉片製造方面,廣東也僅有明陽智能一家生產海上風電葉片,但尚未形成規模,在全國市場不佔優勢。在齒輪箱製造方面,廣東暫時缺乏相關生產企業。在電力設備製造方面,除了風電變壓器因產業門檻不高而稍有基礎外,在發電機、風能變流器、海底電纜等方面,均缺乏相關的生產企業。在大型鋼構方面,廣東具備一定的製造技術和能力,但尚未形成生產規模。粵水電和中國水電四局(陽江)海工裝備有限公司具備一定的海上風電塔筒製造技術和製造能力,正處於加速發展期。珠江鋼管、珠海海重、招商重工、中鐵武橋重工(珠海)是廣東主要的鋼結構生產單位,但不具備大直徑單樁生產能力。

1.4 海上風電施工

海上風電施工主要包括設備運輸和施工安裝等。其中,海上風電機組安裝專用船舶是施工最關鍵的載體,是高度精密的海上設施,能將風機和基礎安裝設備運輸至風電場址,並配備適合各種安裝方法的起重設備和定位設備。目前,我國海上風電施工單位主要在碼頭和橋樑施工方面積累了豐富的經驗,但仍比較缺乏專業的海上風電建設設備。國內船舶製造企業如中船重工、中船集團、龍源振華、江蘇盛裕等正積極佈局海上風電安裝設備及平臺,希望搶佔海上風電安裝的先機。截至2019年7月,國內現有的海上風電施工專用船舶包括中交三航局(上海)的三航“風範號”“風華號”,中交四航局的“四航奮進號”,龍源振華(上海)1號、2號、3號、“普豐託本號”,南通海洋水建“海洋風電38”,華電重工的“華電1001號”,華爾辰的“華爾辰號”,三峽集團的“福船三峽號”、“大橋福船號”等。滿足海上打樁施工的船舶主要有中交一航(天津)“天威號”、中交二航(湖北)“海力801”、中交三航(上海)的三航樁15號-19號、中交四航(廣東)“粵工樁8號”、寧波交建集團“浙樁8號”等。廣東海上風電施工單位有若干個,但資源尚未得到較好整合,尚未形成行業合力。其中,華爾辰和廣東精銦海洋擁有海上風電施工專用船舶。招商重工、中交四航局、廣州打撈局等企業在海洋工程施工中均有豐富的經驗,為海上風電施工奠定了技術基礎。

1.5 風電場運維

風電場運維是指對海上風電機組、塔筒及基礎、升壓站、海纜等設備的預防性維護、故障維護和定檢維護。由於海上的自然環境較為複雜,海上風電場的運維技術和成本都遠高於陸地風電場。因此,運維是海上風電產業鏈中十分關鍵和重要的環節。風電場運維上游主要包括與風電運維相關的船舶與機械工具、儲能裝備等,下游主要包括與運維及電網配售電相關的行業。由於國內海上風電處於初步發展階段,國內海上風電尚無長期運營經驗和成本數據積累,風電場併網也還沒有規範化[5],因此海上運維市場尚處於起步階段。目前海上風電運營商主要是五大集團及其下屬能源公司,例如南方電網綜合能源有限公司、華能、大唐、申能、國家電投、三峽、中核、中廣核等。目前廣東沒有建成全部併網並已開始整體規模化運維的海上風電項目,缺乏海上風電運維經驗,產業空白有待填補。

1.6 海上風電專業服務業

海上風電專業服務主要包括科技研發、勘察設計和諮詢、檢測認證、融資租賃和保險等。廣東在海上風電勘察設計和諮詢方面基礎較好,中國能源建設集團廣東省電力設計研究院有限公司在海上風電場勘察設計方面積累了豐富的經驗,是海上風電國家標準《海上風力發電場設計規範》的第一主編單位,其在國內首次以EPC總承包方式承擔了廣東省能源集團有限公司(原粵電集團)湛江外羅海上風電項目建設。此外,廣州地質調查局、國家海洋局南海調查技術中心也在海洋地質勘察方面也有著豐富的經驗。在海上風電融資租賃和保險方面也開展了摸索,2017年粵科港航與廣東精銦海工成功簽署了自升式海上風電安裝平臺融資租賃項目,是國內通過融資租賃模式開展海上風電項目的創新之作。2018年,由廣東省能源集團有限公司牽頭組織的海上風電保險海外路演團隊成功在英國倫敦開展海外路演工作,增強了國際再保人對廣東省能源集團有限公司海上風電項目的承保信心,但廣東在海上風電科技研發、檢驗認證方面仍較為較弱。


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