隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新，海上風(fēng)電的發(fā)展不再局限于海上。除挪威外，包括中國(guó)和英國(guó)在內(nèi)的主要海上風(fēng)電開發(fā)國(guó)家都在計(jì)劃開發(fā)浮動(dòng)海上風(fēng)電項(xiàng)目。浮式海上風(fēng)電這一新興技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程明顯加快。

 

海上浮動(dòng)風(fēng)力渦輪機(jī)安裝-蘇格蘭Kincardine項(xiàng)目

海上風(fēng)電浮動(dòng)更遠(yuǎn)，裝機(jī)容量更大

Hywind Tampen風(fēng)電場(chǎng)是挪威第一個(gè)浮動(dòng)海上風(fēng)電場(chǎng)，其發(fā)電將主要用于位于歐洲北海地區(qū)的兩個(gè)石油和天然氣生產(chǎn)平臺(tái)。一旦建成，該風(fēng)電場(chǎng)預(yù)計(jì)將提供該地區(qū)石油和天然氣生產(chǎn)所需電力的35%。據(jù)報(bào)道，浮動(dòng)海上風(fēng)電場(chǎng)計(jì)劃安裝11臺(tái)浮動(dòng)海上風(fēng)力渦輪機(jī)，其中至少7臺(tái)將在今年內(nèi)建成。

據(jù)了解，與傳統(tǒng)的固定式海上風(fēng)電場(chǎng)不同，浮動(dòng)式海上風(fēng)電采用浮動(dòng)平臺(tái)，建設(shè)開發(fā)周期相對(duì)較短，對(duì)海底的破壞相對(duì)較小，對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境相對(duì)更友好。Hywind Scotland是世界上第一個(gè)全容量浮動(dòng)海上風(fēng)電場(chǎng)，也是由挪威開發(fā)的，于2017年首次投入運(yùn)營(yíng)。風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)容量3萬千瓦，開發(fā)水深95米至120米。

業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，當(dāng)水深超過50米時(shí)，海上風(fēng)電項(xiàng)目的地質(zhì)調(diào)查、建設(shè)等方面的成本都會(huì)增加。為了進(jìn)一步開發(fā)海上風(fēng)能資源，海上浮式風(fēng)電是必然的選擇。

 

 

公開資料顯示，此次投入運(yùn)營(yíng)的海風(fēng)坦彭風(fēng)電場(chǎng)離岸距離已超過140公里，施工水深達(dá)到260至300米。它不僅遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了目前行業(yè)主流的固定式海上風(fēng)電場(chǎng)離岸50公里、水深50米以內(nèi)的水平，還超過了以前的浮動(dòng)式海上風(fēng)電項(xiàng)目。

 

許多國(guó)家正在努力發(fā)展海上浮動(dòng)風(fēng)電

據(jù)估計(jì)，世界上近80%的可開采風(fēng)能資源集中在深海地區(qū)。這意味著海上漂浮風(fēng)電仍有巨大的潛力有待開發(fā)。同時(shí)，憑借其在環(huán)保和開發(fā)范圍上的多重優(yōu)勢(shì)，漂浮式海上風(fēng)電開發(fā)這一新興技術(shù)的藍(lán)海已經(jīng)浮出水面。

近年來，除挪威外，中國(guó)、美國(guó)、英國(guó)、日本等國(guó)也開始嘗試開發(fā)浮動(dòng)海上風(fēng)電。作為最早開發(fā)海上風(fēng)電的國(guó)家之一，英國(guó)宣布了到2030年安裝100萬千瓦海上漂浮風(fēng)電的目標(biāo)。

2021年，我國(guó)海上風(fēng)電新增裝機(jī)容量接近5萬千瓦，是海上風(fēng)電裝機(jī)容量增長(zhǎng)最快的國(guó)家。今年9月，美國(guó)還宣布將建設(shè)大型浮動(dòng)海上風(fēng)電，并設(shè)定了“到2035年建設(shè)1500萬千瓦浮動(dòng)海上風(fēng)電場(chǎng)”的發(fā)展目標(biāo)。到2035年，浮動(dòng)海上風(fēng)電的成本預(yù)計(jì)將比目前下降70%以上，達(dá)到每兆瓦時(shí)45美元。

 

 

隨著亞洲能源需求的增長(zhǎng)，各種儲(chǔ)能解決方案不斷發(fā)展。亞洲國(guó)家對(duì)海上浮動(dòng)風(fēng)電的前景也相當(dāng)樂觀。對(duì)日本來說，海上漂浮風(fēng)電為海上能源的發(fā)展帶來了機(jī)遇。

受限于日本近海復(fù)雜的海底條件，日本固定式海上風(fēng)電的發(fā)展一直相對(duì)緩慢，但隨著浮動(dòng)式海上風(fēng)電場(chǎng)技術(shù)的興起。自去年以來，許多日本公司宣布將在日本遠(yuǎn)海地區(qū)建造浮動(dòng)海上風(fēng)電場(chǎng)。在中國(guó)，今年內(nèi)，廣東、福建、海南等沿海省份也開始建設(shè)海上浮動(dòng)風(fēng)電項(xiàng)目。

 

多場(chǎng)景集成需求凸顯

值得注意的是，從目前公布的浮式海上風(fēng)電項(xiàng)目來看，多場(chǎng)景融合發(fā)展已成為浮式海上風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域的一大趨勢(shì)。挪威指出，開發(fā)浮動(dòng)海上風(fēng)電場(chǎng)是其努力減少石油和天然氣生產(chǎn)部門碳排放的重要一步。

挪威行業(yè)專家表示，Hywind Tampen浮動(dòng)海上風(fēng)電場(chǎng)不僅有助于減少石油和天然氣行業(yè)的溫室氣體排放，還可以幫助歐洲大陸使用低碳天然氣。挪威大陸架預(yù)計(jì)將從傳統(tǒng)的石油和天然氣生產(chǎn)區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)槿娴哪茉垂?yīng)區(qū)。根據(jù)計(jì)算，挪威的Hywind Tampen浮動(dòng)海上風(fēng)電場(chǎng)可以幫助該地區(qū)的石油和天然氣生產(chǎn)每年減少20萬噸二氧化碳排放。

除了幫助海上油氣田減少排放，海上浮式風(fēng)電與制氫、漁業(yè)等行業(yè)的一體化需求也在增長(zhǎng)。今年9月，歐洲氫氣生產(chǎn)商Lhyfe宣布在法國(guó)建成了世界上第一個(gè)浮動(dòng)海上風(fēng)電氫氣生產(chǎn)示范項(xiàng)目，預(yù)計(jì)日產(chǎn)綠氫400公斤。

 

 

在中國(guó)，廣東省和福建省都開展了“漂浮風(fēng)電+海洋牧場(chǎng)”示范工程，以推廣“水上發(fā)電、水下養(yǎng)魚”的發(fā)展模式。未來，全球浮式海上風(fēng)電裝機(jī)容量預(yù)計(jì)將快速增長(zhǎng)，特別是在主要石油和天然氣生產(chǎn)商的支持下，浮式海上風(fēng)力發(fā)電技術(shù)預(yù)計(jì)將在2025年左右實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。

不過，盡管浮式海上風(fēng)電市場(chǎng)火熱，但許多行業(yè)組織也指出，成本高、政策不明確等因素將極大地影響浮式海上風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展趨勢(shì)。目前，海上浮式風(fēng)電仍處于發(fā)展的早期階段。為了實(shí)現(xiàn)成本降低，風(fēng)機(jī)的大規(guī)模單機(jī)容量、海上浮動(dòng)風(fēng)電的大規(guī)模開發(fā)以及浮動(dòng)基礎(chǔ)等部件的優(yōu)化設(shè)計(jì)將是可行的路徑。

除了漂浮式海上風(fēng)電供應(yīng)鏈發(fā)展的瓶頸外，漂浮式海上風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展前景在很大程度上仍取決于政策法規(guī)。政策的缺失或延遲可能會(huì)導(dǎo)致浮動(dòng)海上風(fēng)電裝機(jī)容量的增長(zhǎng)低于預(yù)期。