在全球应对气候变化、推动能源转型的大背景下,海上风电作为一种清洁、可持续且极具潜力的能源形式,正逐渐成为能源领域的焦点。与陆上风电相比,海上风电具备风速更稳定、发电效率高、不占陆地空间、对环境影响相对较小等诸多优势,因此,其发展势头迅猛,在全球能源结构中的地位愈发重要。
一、全球海上风电发展现状
近年来,全球海上风电装机容量持续攀升。根据全球风能理事会(GWEC)2024 年 6 月发布的《全球海上风电报告》,全球海上风电累计装机容量从 2011 年的 3.4GW 急剧增长至 2023 年的 75.2GW。欧洲作为海上风电的发源地,长期在全球海上风电领域占据主导地位。截至 2023 年,欧洲累计装机容量达 34.1GW,占全球总容量的 45%。英国、德国、丹麦和荷兰等欧洲国家凭借先进技术和完善政策体系,不断推进海上风电项目开发。而中国海上风电市场在过去五年增长极为迅速,累计装机容量从 2018 年不足 10GW 跃升至 2023 年的 37.8GW,占全球总容量的 50%,已成为全球最大海上风电市场,这主要得益于中国政府大力支持以及国内供应链的快速发展。2023 年,全球新增海上风电装机容量为 10.9GW,中国和欧洲依旧是新增容量的主要贡献者,中国新增 6.3GW,占全球新增容量的 58%,欧洲新增 3.8GW,占比 35%。此外,亚洲的中国台湾地区以及北美的美国等其他地区海上风电市场份额也在逐步增加。
二、海上风电发展趋势
(一)技术发展趋势
风机大型化:为降低单位发电成本,风机单机容量不断增大。更大的风机叶片可以捕获更多风能,提高发电效率。例如,2024 年,全球单机容量最大的 26 兆瓦海上风电机组在福建三峡海上风电国际产业园下线,提升了我国海上风电装备国产化制造能力。
深远海化:随着近海资源开发逐渐饱和,海上风电开发向深远海推进。漂浮式海上风电技术可避免深海区域固定式基础结构带来高额造价,同时利用更加优秀的深远海风能资源,国际能源署(IEA)预测,2050 年,海上漂浮式风电的开发建设成本将实现 50% 降幅。
数字化与智能化:通过应用人工智能、大数据、物联网等技术,实现风电场智能化运维。实时监测风机运行状态,提前预测故障,提高运维效率,降低运维成本。如三峡集团科学技术研究院副院长杨定华倡议共建海上风电大数据中心,建立数据要素融合流通机制,开创海上风电研发与应用的全新发展模式。构建海上风电全生命周期数字孪生数据与技术体系,促进海上风电全产业链技术更新迭代。
(二)产业发展趋势
产业链整合与集群化发展:海上风电产业具有链条长、关联度大、辐射范围广等特点。为降低成本、提高资源利用率,产业链上下游企业加强合作,形成产业集群。例如在江苏,依托三峡集团江苏响水近海风电场建设,盐城市汇聚多家风电整机和零部件头部企业,95% 的风机零部件在江苏省内实现集成供应,形成 “3 小时供应链”;在广东,海上风电开发助力阳江市打造全产业链一体化的广东(阳江)国际风电城,22 家风电产业链上下游企业落户阳江,基本涵盖风电装备制造全产业链。
国际化拓展:部分国家海上风电资源有限,而技术领先国家的企业凭借技术、成本优势积极开拓国际市场。中国已经成为全球最大的风电生产基地,不仅拥有全球领先的风机制造基地,还是最大的关键零部件产供中心。预计从2026 年开始,欧洲市场的海上风机产能将无法支持欧洲以外市场海上风电装机增长的需求,而国内厂商凭借整体的供应链优势以及在产品创新方面取得的显著进步和强大的工程能力,越来越多地获得海外客户的认可,未来中国风机在全球主要风电市场的份额将会逐步提升。
三、海上风电发展面临的挑战
(一)技术挑战
关键部件依赖进口:尽管我国海上风电产业取得显著进展,但在技术层面,风电机组关键部件及原材料仍严重依赖进口。例如,被称为风电机组核心部件“国产化最后一环” 的轴承一直受制于进口。海上潮湿盐雾环境对轴承的防腐要求更高,存在的技术难点更多。再如,叶片原材料是实现海上风电机组大型化、轻量化、柔性化的基础,占叶片总成本的 75%,目前我国 80% 依赖进口。
技术标准不完善:我国陆上风电已建立完善技术标准体系,但海上风电技术更加多元复杂,标准数量严重不足。标准对技术型、工程型产业发展尤为重要,因此需尽快完善国内技术标准体系,并加强在国际标准中的话语权。
(二)产业发展挑战
市场竞争无序:面对巨大市场机遇,各地为保护本地企业优先发展设置一定门槛,这相当于给我国海上风电产业增加了发展屏障。“一窝蜂” 式发展导致前期开发勘察工作不充分,有些项目与其他用海功能冲突,需支付高额开发费用,甚至被迫停滞;局部地区集中式发展对电网造成较大冲击,导致风机脱网。
同质化竞争严重:各地有自身优势产业,缺乏统一规划的快速发展难免引起竞争同质化。这不仅是对资源的巨大浪费,也极易造成短视,忽视产品质量,引发安全事故,更无法推动技术创新发展。
(三)成本挑战
海上风电建设和运维成本较高。海洋环境复杂,风机基础建设、设备安装及维护难度大,需要专业设备和技术,导致成本居高不下。例如,海上风电安装运维船的配套能力将直接影响项目建设周期及成本,更长距离、更大水压、更高电压的海底电缆才能更好地支撑海上风电的深海化、远海化发展,但这些都意味着更高的成本投入。
四、海上风电未来展望
展望未来,全球海上风电市场前景广阔。到2030 年,全球海上风电累计装机容量预计将达到 299GW。欧洲预计到 2030 年海上风电装机容量达 100GW,中国计划到 2030 年实现 70GW 海上风电装机容量,并在更长期内进一步扩大,美国计划到 2030 年实现 30GW 装机容量,亚洲其他地区如韩国计划到 2030 年实现 14.3GW 装机容量,日本计划到 2040 年实现 30 - 45GW 装机容量。这些国家和地区的规划将推动全球海上风电市场持续扩展。
为实现海上风电可持续发展,需从多方面努力。技术上,加大研发投入,突破关键技术瓶颈,提高国产化率,完善技术标准体系;产业发展方面,加强顶层设计和规划,引导市场有序竞争,推动产业链整合与协同创新;成本控制上,通过技术进步、规模化发展以及优化管理降低建设和运维成本。此外,还应注重海上风电与其他产业融合发展,如“海上风电 + 海洋牧场”“海上风电 + 制氢” 等模式,拓展产业发展空间,提升综合效益。