一、中国海上风电发展面临问题
中国海上风电发展规模已步入世界前列,但发展问题也随之凸显,主要表现在市场发展超预期波动、技术创新仍需加强、项目经济性亟待提高、深远海布局发展缓慢、运维保障有待检验等方面。
市场发展超预期波动。中国《风电发展“十二五”规划》提出,到2015年海上风电并网容量达到5 GW,但未明确海上风电价格。2010—2013年,中国海上风电新增装机容量呈下降趋势,截至2013年年底累计装机容量不到规模目标的1/10;直到2014年6月海上风电价格政策首次公布后,沿海地区海上风电才快速发展起来,截至2015年年底累计装机容量达到1GW,是2013年的2倍多。在总结“十二五”时期发展基础上,《风电发展“十三五”规划》提出,到2020年年底海上风电开工规模达到10 GW,力争累计并网容量达到5 GW以上。随着2020年1月取消国家补贴政策出台,海上风电出现抢装潮。虽然受新型冠状病毒感染疫情影响,但截至2020年年底海上风电累计装机容量已接近11 GW,超过规划中预期开工规模目标。可以看出,海上风电发展更容易受价格和财税政策影响,市场波动较大。
技术创新仍需加强。海上风机和叶片等批量生产对零部件和基础材料的质量、工艺的稳定性和一致性要求较高。虽然2021年以来中国越来越多海上风机国产化率达到90%以上,但是高性能轴承、齿轮等零部件配套发展滞后,依然依赖进口。生产高性能轴承、齿轮需要高质量合金钢作为基础材料,需要实用的机床设备作为工具,需要高水平设计能力、制造工艺作为支撑,需要优质的油脂进行润滑,需要高技能的人才进行操作,还需要广泛的应用场景进行检验才能不断改进,但中国在这些方面都或多或少存在短板。对于叶片,大型化和轻质化是未来的发展方向,但目前以玻璃纤维作为增强材料的叶片需要更多地使用碳纤维替代,而制造高模高强碳纤维同样存在原材料、设备、工艺控制等多方面协调发展的问题。
项目经济性亟待提高。2015年以来,中国海上风电需求快速增长,风电场建设运营商、风电整机制造商、海底电缆生产商、设备安装服务商以及相关配套企业等不断增多,产业链条逐渐形成,项目建设成本保持相对稳定。随着海上风电零补贴政策的实施,抢装潮退去,市场竞争将更加激烈,风电机组和风电场建设招标单价明显走低。在这种态势下,单纯依靠以量补价难以长期发展,非理性的价格竞争不利于行业健康成长,产能闲置的现象已经显现,缺乏核心技术、经营效益不佳、资本不充足、盲目扩产的市场主体将面临较大压力。
深远海布局发展缓慢。深远海风能资源更加丰富,发展空间广阔,发电效率较高,对近岸生态环境影响较小,可以减少用海冲突。数据分析显示,海上风电向深远海布局已经是国际趋势,如欧洲2020年在建的海上风电场平均离岸距离为44 km、平均水深为36 m,截至2020年年底浮式风电装机容量为62 MW;而中国2020年前已建成的海上风电场大多为浅水近海风电场,平均离岸距离不到20 km、平均水深不到10 m,在离岸距离30 km或水深30 m以上建设的风电场相对较少。中国浮式风电技术刚起步,还处于试验示范阶段,深远海风电场建设成本也比近岸更大,远距离输电和维护更难,同时深远海空间规划和管理制度体系还未建立健全,在现有无补贴政策下如何大规模快速发展是个难题。
运维保障有待检验。大规模海上风电项目投运,海上运维市场全面开启。与陆上风电相比,海上风电运行条件恶劣,机组故障率高,维护工作量大、风险高、成本高。中国海上风电发展仅十余年,尚无长期运营经验和风机监测数据积累,专业运维船只和经验丰富的运维人员明显欠缺,难以满足市场需求;同时,智能化运维还处于起步探索阶段,运维方案要经过长时间检验和改进,运维管理制度和标准规范要不断完善,运营商、整机制造商、施工单位等要协调衔接,诸多运维保障问题有待实践处理。
二、中国海上风电发展的思考
中国海上风电发展已经步入市场自由竞争阶段,优胜劣汰成为主旋律,对引导产业发展、规范市场秩序提出了更高要求。海上风电开发利用应以海洋资源节约集约利用为本,以自主创新为动力,持续完善政策措施和管理制度,通过适度补贴、产业融合促进其可持续发展。
推进海上风电规模化集约化开发。加强对海上风电产业发展的顶层设计,以总量控制和空间规划为手段,支持和引导海上风电集中连片、规模化滚动开发,强化落实全额保障性收购制度,推进“配额制+绿色电力证书交易”模式。开展毗连区、专属经济区风电政策研究,并参考德国发展模式适时完善相关管理办法,避免无序无度开发。推动江苏、广东等自然条件好、发展潜力大的省份建设好海上风电基地,形成具有较强影响力的产业集群,稳步向深远海发展。
提升海上风电自主研发应用能力。落实好技术攻关的“揭榜挂帅”制度,加大轴承、齿轮、控制系统等研发,提升零部件配套质量。通过国家重点研发计划继续支持龙头骨干企业以“产学研用”一体化模式推进海上风电产业链协同创新。鼓励传统能源企业向海上风电领域转型探索,利用已有的海洋油气开采装备技术开展浮式海上风电试点示范。加强大数据、物联网、人工智能等信息技术运用,推进无人值守、远程集控、智能诊断等运维新模式发展。
鼓励地方政府适度补贴风电。财政补贴既能推动产业成长,也会对社会投资产生挤出效应,因此地方政府要立足于发挥财政资金引导作用,体现政府发展海上风电市场的信心,根据本地资源条件和财政实力,择优、适度地支持技术水平高、带动效应强、示范作用显著的海上风电项目;同时要营造稳定的政策环境,做好各类规划衔接,提高海上风电项目核准和用海用地审批效率,吸引更多的金融资本参与项目建设,推动海上风电市场更加成熟。
推动“海上风电+”融合发展。开展海上风电利用对海洋生物、海洋环境等方面影响的综合评估,探索风机基础与牧场平台、救助平台、海水淡化装置、光伏发电装置、海水制氢装置等相结合,发展“海上风电+海洋牧场”“海上风电+海水淡化”“海上风电+光伏发电+氢能制造”等新模式,以充分利用空间、发挥最大功效,实现生态、经济和社会效益统一。
文章来源:节选自《中外海上风电发展形势和政策比较研究》,原刊于《科技管理研究》2023年第8期,转载请注明原出处、作者信息及由中国海洋发展研究中心编排
作者:刘玉新,国家海洋技术中心高级工程师;郭越,国家海洋信息中心副主任、高级工程师;黄超,国家海洋信息中心助理研究员