华电重工股份有限公司 芮守娟 赵书华 华电重工股份有限公司天津分公司 逯 鹏

抑制气候变暖是目前全球人类共同面临的重大难题，大力发展清洁可再生能源是重要的举措之一。

海上风电是重要的清洁能源，我国海上风能资源丰富，可建设储量约为750GW，发电效率高，且靠近负荷中心，就近消纳方便等优势，使海上风电成为重要的清洁能源发展目标。随着海上风电技术的不断进步，东南沿海一带风电场的建设工程快速增加。“十四五”规划已对未来新能源发展指明方向。未来，新能源装机容量将远超现有水平，并成为中国重要能源的支柱力量。按全社会用电量增速初步测算，预计到2025年，新能源（风电+光伏）装机容量较目前将有超过5亿～6亿kW增量，其中风电将超过2亿kW。根据习近平总书记在第75届联合国大会提出的“二氧化碳排放量力争在2030年前达到峰值，努力争取于2060年实现碳中和”目标，届时每年新增风电装机预计将接近或达到5000万kW。

2020 年 1 月，《关于促进非水可再生能源发电健康发展的若干意见》明确指出，2022年起，未按规定完成全部机组并网的存量海上风电项目国家补贴也将全面退出[1]。随着补贴逐步退坡，我国海上风电产业全面迎来平价上网时代。

随着海上风电的快速发展，既要保证产品可靠性、发展持续性，又要实现未来海上风电平价，需要深入研究海上风电全生命周期的影响因素，从而达到预期效果。

本文从海上风电行业的使命、海上风电行业的未来、中国海上风电健康可持续发展的战略研究几个方面，提出可促进健康可持续的新能源发展的建议，助力实现碳达峰、碳中和目标。

1 海上风电行业的使命

1.1 全球气候变暖态势日益严峻，减少温室气体排放刻不容缓

IPCC第六次评估报告《气候变化2021：自然科学基础》 中指出，2020年全球地表平均温度比工业化前水平高出1.2℃，有记录以来三个最暖年份之一。气候系统整体变化的规模及多方面现状是过去几千年甚至几个世纪所未见的。极端天气正在“常态化”，给人类社会造成灾难性后果。对基因、物种、生态系统多样性造成全面影响[2]。

1.2 海上风电是实现碳达峰、碳中和目标的重要战略方向

2020年9月22日，我国在第75届联合国大会提出了2030年前碳达峰，2060年前碳中和的目标[3]。2020年年底，我国在气候雄心峰会上提出到2030年，风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿kW以上。

1.3 海上风电在可再生能源中的重要地位

海上风电是重要的清洁能源，风力发电不需要消耗化石能源，大大降低二氧化碳排放。同时，海上风能资源丰富，发电效率高，风能资源技术开发量大，5～50m水深范围内，具有4.0亿kW。海上风电效率较陆上风电年发电量多出20%～40%，具有更高的能源效益。海上风电靠近东部负荷中心，就地消纳方便，中东部负荷需求则占全国的70%以上，有效减轻“西电东送”通道建设压力。

1.4 中国海上风电发展概况

全球风能理事会（GWEC）2021年9月9日发布的《2021全球海上风电报告》中指出，2020年全球海上风电新增装机6.1GW，截至2020年年底，全球海上风电总装机为35GW。2021年，中国风电新增并网装机4757万kW，其中海上风电新增装机1690万kW。到2021年年底，全国风电累计装机3.28亿kW。目前，我国海上风电累计装机规模达到2638万kW，超过英国跃居世界首位。在“十四五”的开局之年，在“双碳”时代的启动之年，我国海上风电为兑现减排承诺的绿色发展起到了表率作用。

“十四五” 期间，广东、江苏、山东、福建和浙江五省规划规模大，预计将会是“十四五”海上风电发展较快的地区，引领中国海上风电的快速发展。

1.5 国内外海上风电发展趋势

国内外海上风电经过多年来的快速发展，特别是最近几年增长迅速，海上风电逐步呈现出向远海深水、大规模容量开发、单机容量更大、输电电压等级更高的方向发展。海上风场离岸距离不断增加，部分项目已达50～200km，水深由浅水走向深水，部分项目已达50～200m。海上风电场由小容量向大容量规模开发发展，现在单个风电场开发规模已达1000MW，连片开发规模已达3000MW甚至6000MW。国内13MW海上风电机组已下线，国外15MW风电机组已进入测试阶段，国内外主机厂家将陆续进行20MW风电机组的研发工作。去补贴政策后，海上风电降本增效，平价上网成为海上风电发展最新模式。

2 海上风电行业的未来

2.1 海上风电未来可期

未来全球海上风电的核心驱动力将来自中国、欧洲、美国和亚太其他地区，这些国家或者地区将引领未10年全球海上风电开发。截至2020年年底，全球海上风电装机容量为34.33GW，预计到2025年将增长到 95GW，2030 年将增长到221GW[4]。

2.2 海上风电漂浮式技术

随着海上风电项目离岸距离越来越远，固定式基础设计难度和成本越来越大，漂浮式风电成为海上风电的未来。目前，全球共有10个已投运、在建、规划中的浮式海上风电项目（不包括示范项目），超过1GW；已投运项目两个：苏格兰，30MW；葡萄牙，25MW；预计到2050年，全球漂浮式风电的装机容量将增长到250GW。

国内大型设计院、科研院所、施工单位已在漂浮式风电机组基础关键技术、漂浮式风力发电机组一体化设计、漂浮式风力发电机组先进控制技术、柔性叶片轻量化设计、漂浮式风力发电机组基础浮体技术、系泊系统设计技术、海上浮式风机装备制造、运输安装及调试技术研究等方面有显著的成果，为未来漂浮式风电奠定了坚实的基础。

2.3 海上风电+发展模式

“十四五”期间，我国将以海上风电降本增效、科技创新为主要发展目标，逐步开展海上风电+渔业+旅游、海上风电+海水淡化+制氢、海上风电储能离网供电、海上风电深海能源岛、其他新型海洋经济。

3 中国海上风电健康可持续发展的战略研究

3.1 政府补贴

政府补贴可促进海上风电的健康可持续发展。平价时代，利好政策频发，可推动海上风电快速发展。目前，已有广东省、浙江省、山东省等省份公布海上风电补贴政策。地方政府的积极参与将促进中国海上风电规模化持续发展，通过规模化持续发展也能促进工程造价不断降低，最终实现开发收益的提升，实现行业共赢局面。

3.2 转变海上风电建设模式

EPC总承包模式创新。由设计院、整机企业和施工单位联合进行主导工程建设。以EPC总承包模式，将整机、海缆与风电场设计和施工整体设计和招标，实现总体降本设计和建设。

全生命周期运维服务模式创新。建设单位委托整机企业进行全生命周期运维服务，实现最低担保与超额收益分成。整机企业负责全生命周期运维这种创新模式，可实现技术改进、发电量提升、收益担保等，持续性能升级和更高收益。

3.3 探索深远海海上风电发展方向

深远海海上风电朝着规模化、大容量、漂浮式、新型送出、海上多维模式等方向发展。

一是坚信海上风电规模化发展方向。规模化开发是海上风电的未来趋势，规模化开发可解决项目分散、规划不合理、重复建设、成本高的第一步。

二是重视大容量机组的研发和试验。特别是超大容量整机技术研究与开发、大容量零部件技术研究与开发，攻克轴承、齿轮箱、控制器等零部件的关键技术，逐步实现国产化。

三是开展漂浮式关键技术研发，如浮式风机、浮式基础、系泊系统、紧凑型轻型化海上升压站或换流站、动态海缆等，加快漂浮式风机关键技术研究进程，实现小批量生产，逐步降低造价成本。

四是开展柔性直流送出关键技术研究，柔性直流输电可满足远距离大容量海上风电集群组网送出的要求。随着海上风电场连片集中开发的发展，风电场的建设容量和离岸距离逐渐增加，交流输电受到海缆充电功率的限制等弊端，柔性直流可解决无功补偿等问题，有效提高电网安全稳定等因素，使得海上风电直流输电方向的发展趋势愈加明显。

五是海上风电多维模式。海上风电+渔业+旅游、海上风电+海水淡化+制氢、海上风电储能离网供电、海上风电深海能源岛、其他新型海洋经济。

3.4 聚焦“卡脖子”技术问题，加强科技创新

海上风电机组尚有大型轴承和齿轮箱、控制系统等部分核心设备和软件还严重依赖进口，需要攻克其“卡脖子”关键技术。“十四五”期间，聚焦海上风电全产业链“卡脖子”技术问题，加大科技攻关力度，争创原创技术“策源地”，引领产业链各环节开展技术创新。

3.5 提升海上风电可靠性

随着装机容量快速增长、主机大型化、水深更深、海洋环境更复杂、控制产品的高可靠性至关重要。

提升机组可靠性，降低运维成本。强化产业链上下游研发合作，搭建产学研、竞配合作、施工合作、全生命周期运维等共同体，以行业最优合作提升可靠性。

加大前沿技术研发投入。实现机组研发技术突破、智能化提升，国产化自主技术持续创新，以先进技术保障可靠性。

全面提升机组环境适应性。实测精细化海洋数据，建立深水超大型机组对应的海洋环境分析体系，打造全链条专业队伍，以高环境适应性保障可靠性。

执行高标准试验检测验证。加大零部件测试验证、大功率试验台测试共享，筑质量大堤，以技术验证保障可靠性。

3.6 海上风电降本增效重要性

为实现未来海上风电平价，需要技术创新和业务协同创新相结合，降低工程建设成本。

确保风资源、水文、地质等设计输入精准化，通过设计技术创新，制造—施工全产业链紧密衔接，降低总体工程成本。未来平价时代，开发商—整机商—设计院—制造商—施工单位打造利益共同体，实现合作共赢。

3.7 风能资源的统一规划

统一规划可开发海上风能资源，构建大电网建设格局，加快广东、浙江、江苏、山东等沿海地区规模化开发建设。并逐步推动海上风电向深海、远海方向发展，实现海上风电大规模组网；建议电网公司、设计院、开发商、制造商、施工方等全产业链加入海上风电开发和建设，优化海上风电设计，统一规划建设海上电力输送通道和输送方式，优化资源配置。

3.8 充分发挥政府的主导作用

政府充分发挥部门协调、资源整合方面的天然优势，为海上风电科学规划提供支撑，实现精准投资和高效开发。

政府统筹安排各地海上风电装备制造基地、海上风电设备研发和服务基地、海工、运维及配套组装基地、风电全产业链基地等。政府宏观统筹和整体规划海上风电基地布局，充分发挥政府主导作用，形成省级乃至国家级层面的资源统筹、整体规划、政策支持。

4 结语

我国海上风电资源丰富，开发利用潜力大。随着“双碳”目标的加速落实，“十四五”时期，我国海上风电将迎来历史性发展阶段，为实现未来海上风电平价，梳理海上风电行业的使命，理性展望海上风电行业的未来，提出可促进中国海上风电健康可持续发展的战略措施，转变海上风电建设模式，风能资源统一规划，聚焦卡脖子技术，提升海上风电可靠性，通过技术创新和业务协同创新相结合，降低工程建设成本，降低运维成本，实现利益共享，显著促进中国海上风电行业健康可持续发展。