卞恩林
(國華能源投資有限公司,北京,10007)
我國海上風(fēng)電起步較晚,目前仍處于示范階段。我國首個(gè)海上風(fēng)電場——上海東海大橋風(fēng)電場始建于2008年,共有34臺(tái)單機(jī)容量3MW的海上風(fēng)電機(jī)組,總裝機(jī)容量為102MW,該項(xiàng)目于2010年6月全部并網(wǎng)發(fā)電。
2010年5月,國家第一批海上風(fēng)電特許權(quán)項(xiàng)目招標(biāo)啟動(dòng)。4個(gè)項(xiàng)目均在江蘇省,總規(guī)模 1GW,其中近海項(xiàng)目600MW,潮間帶項(xiàng)目400MW。這4個(gè)項(xiàng)目具體見表1所示。
為規(guī)范海上風(fēng)電建設(shè),國家能源局會(huì)同國家海洋局于2010年發(fā)布了《海上風(fēng)電開發(fā)建設(shè)管理暫行辦法》(簡稱《辦法》)?!掇k法》對海上風(fēng)電場工程項(xiàng)目規(guī)劃、前期工作、開發(fā)權(quán)、核準(zhǔn)等建設(shè)程序進(jìn)行了規(guī)范,初步形成我國完整的海上風(fēng)電前期工作技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)管理體系。
總體來看,目前我國海上風(fēng)電發(fā)展還處于示范階段,海上風(fēng)電建設(shè)運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)有限。
我國東部沿海水深50m的海域面積遼闊,可利用的風(fēng)能資源豐富,且靠近電力負(fù)荷中心。隨著國家不斷加大對海上風(fēng)電的扶持力度以及我國海上風(fēng)電技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,海上風(fēng)電具有廣闊的的發(fā)展前景,未來將成為可再生能源的重要組成部分。但從現(xiàn)階段來看,目前海上風(fēng)電的技術(shù)還處于探索階段,建設(shè)和運(yùn)行成本居高不下,這些因素共同制約著海上風(fēng)電的發(fā)展。
我國海上風(fēng)能資源豐富,為大規(guī)模發(fā)展海上風(fēng)電提供了良好的資源條件。根據(jù)風(fēng)電場的水深條件,可以將海上風(fēng)電場分為三類。第一類是潮間帶和潮下帶灘涂風(fēng)電場,即多年平均大潮高潮線以下至理論最低潮位以下5m水深內(nèi)的海域。第二類是近海風(fēng)電場,即理論最低潮位以下5m-50m水深內(nèi)的海域,含無人島嶼及海礁。第三類是深海風(fēng)電場,即理論最低潮位以下50m水深的海域,含無人島嶼及海礁。
《中國風(fēng)電發(fā)展路線圖2050》[1]對我國水深5m-50m的海上風(fēng)能資源進(jìn)行了詳細(xì)分析。根據(jù)對我國陸地和近海100m高度風(fēng)能資源技術(shù)開發(fā)量的分析計(jì)算結(jié)果,我國近海水深5m-50m范圍內(nèi),風(fēng)能資源潛在開發(fā)量達(dá)到500GW。
東部沿海地區(qū)是國內(nèi)經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的地區(qū),為大規(guī)模發(fā)展海上風(fēng)電提供了足夠的市場空間。廣東、江蘇和山東等地是全國用電量領(lǐng)先的省份,且用電量增長較快,可以有效消納區(qū)域內(nèi)的海上風(fēng)電產(chǎn)能。
為推動(dòng)海上風(fēng)電有序發(fā)展,國家和地方先后出臺(tái)相關(guān)規(guī)劃,明確了海上風(fēng)電的發(fā)展方向和目標(biāo)。根據(jù)國家能源局最新發(fā)布的《風(fēng)電發(fā)展“十二五”規(guī)劃》[2],“十二五”時(shí)期,在重點(diǎn)開發(fā)建設(shè)上海、江蘇、河北、山東等省市海上風(fēng)電的基礎(chǔ)上,加快推進(jìn)浙江、福建、廣東、廣西、海南、遼寧等沿海地區(qū)海上風(fēng)電的規(guī)劃和項(xiàng)目建設(shè)。到2015年底,要實(shí)現(xiàn)全國海上風(fēng)電裝機(jī)投產(chǎn)5GW。其中,江蘇要建成1.5GW以上,山東要建成1GW以上,上海和河北各要建成0.5GW以上,浙江、福建、廣東、廣西、海南和遼寧等地要建成1.5GW以上。到2020年底,海上風(fēng)電裝機(jī)容量要達(dá)到30GW。
在常規(guī)風(fēng)電機(jī)組競爭白熱化、風(fēng)電設(shè)備制造商盈利水平顯著下降的背景下,大型風(fēng)電設(shè)備制造商紛紛將海上風(fēng)電作為競爭的突破口,積極發(fā)展海上風(fēng)電設(shè)備產(chǎn)業(yè),為海上風(fēng)電大規(guī)模發(fā)展提供了產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)(技術(shù)條件)。金風(fēng)科技投資30億元在江蘇大豐經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)建設(shè)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)基地項(xiàng)目,并計(jì)劃將其建設(shè)成為國內(nèi)最大、世界領(lǐng)先的海上風(fēng)電裝備制造基地。重慶海裝風(fēng)電充分依托中船重工集團(tuán)公司在海洋工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究和試驗(yàn)基地等優(yōu)勢,整合風(fēng)電整機(jī)和配套設(shè)備的研發(fā)實(shí)力,形成全產(chǎn)業(yè)鏈。國家科技部授牌成立了“海上風(fēng)力發(fā)電工程技術(shù)研發(fā)中心”,其研發(fā)的近海5MW風(fēng)電機(jī)組樣機(jī)已下線。西門子中國在上海臨港耗資5.81億元開工建設(shè)西門子風(fēng)力發(fā)電葉片(上海)有限公司,該廠生產(chǎn)的2.3MW及3.6MW兩款葉片可同時(shí)滿足于陸上及海上機(jī)組。[3]
表1 國家第一批海上風(fēng)電特許權(quán)項(xiàng)目
表2 我國風(fēng)能資源潛在開發(fā)量
表3 “十二五”風(fēng)電發(fā)展主要指標(biāo)
海上風(fēng)電具有不同于陸地風(fēng)電的特殊性,代表著風(fēng)電技術(shù)的制高點(diǎn)和發(fā)展方向。海上風(fēng)電的開發(fā)、建設(shè)和運(yùn)行都要比陸上復(fù)雜,特別是對風(fēng)電設(shè)備承受海浪、風(fēng)力的運(yùn)行穩(wěn)定性以及設(shè)備的耐腐蝕性等提出了更高的要求。此外,我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)起步相對較晚,生產(chǎn)的風(fēng)電關(guān)鍵部件技術(shù)不夠成熟,缺乏基礎(chǔ)研究積累和人才,具備成熟的海上風(fēng)電發(fā)展經(jīng)驗(yàn)的機(jī)組制造商非常有限。目前湘電風(fēng)能、海裝風(fēng)電等公司的5MW海上風(fēng)電機(jī)組樣機(jī)先后下線,但技術(shù)還不成熟,設(shè)備可靠性和耐腐蝕性需要進(jìn)一步的驗(yàn)證。我國在海上風(fēng)電設(shè)備領(lǐng)域的自主創(chuàng)新能力相對薄弱,大型兆瓦級風(fēng)電機(jī)組的總體設(shè)計(jì)技術(shù)和重要零部件的設(shè)計(jì)制造技術(shù)尚未掌握,缺乏具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的風(fēng)電技術(shù)。海上風(fēng)電的技術(shù)不成熟在很大程度上制約了海上風(fēng)電的大規(guī)模發(fā)展。
目前,制約海上風(fēng)電發(fā)展的根本因素還是成本過高。盡管海上風(fēng)電發(fā)電出力具有更高的效率,但無論是建設(shè)成本還是運(yùn)行成本,海上風(fēng)電場都要高于陸上風(fēng)電場。[4]由于海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)、運(yùn)輸安裝和輸電線路費(fèi)用較高,如果不考慮陸地土地限制因素,海上風(fēng)電的投資將一直高于陸上風(fēng)電成本投資。根據(jù)目前國際海上風(fēng)電投資水平以及中國海上風(fēng)電特許權(quán)招標(biāo)情況,目前近海風(fēng)電的投資是陸上風(fēng)電的1.5倍-2 倍,大約為1.4萬元/kW-1.9萬元/kW。海上風(fēng)電的運(yùn)行和維護(hù)成本主要取決于海上風(fēng)電場的可達(dá)性、機(jī)組的可靠性和零部件所涉及的供應(yīng)鏈情況等。由于遠(yuǎn)離海岸,維護(hù)需要特殊的設(shè)備和運(yùn)輸工具,并網(wǎng)也需要進(jìn)行額外投入,目前項(xiàng)目以示范為主,運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)相對欠缺,海上風(fēng)電的單位度電運(yùn)行成本要高于陸上風(fēng)電運(yùn)行成本。
與較高的成本相比,目前我國海上風(fēng)電的電價(jià)則顯得較低。從2010年4個(gè)海上風(fēng)電特許權(quán)項(xiàng)目來看,為了中標(biāo),開發(fā)商在方案中都將概算和風(fēng)險(xiǎn)因素壓到最低,將中標(biāo)電價(jià)壓到非常低的水平。4個(gè)項(xiàng)目的加權(quán)平均中標(biāo)電價(jià)僅為0.6854元/kWh,僅比陸上最高風(fēng)電標(biāo)桿電價(jià)0.61元高12%。這種電價(jià)水平并不能全面反映海上風(fēng)電項(xiàng)目的高額投資成本,將嚴(yán)重制約風(fēng)電場運(yùn)營企業(yè)項(xiàng)目的盈利能力,并直接影響風(fēng)電開發(fā)商對海上風(fēng)電的投資熱情。
當(dāng)前制約海上風(fēng)電發(fā)展的因素還非常多,我國海上風(fēng)電在2015年以前以探索為主,項(xiàng)目較少。但隨著技術(shù)的發(fā)展成熟,項(xiàng)目在經(jīng)濟(jì)上的可行,海上風(fēng)電行業(yè)未來將有廣闊的發(fā)展空間。作為風(fēng)電開發(fā)商,目前要密切關(guān)注技術(shù)發(fā)展前沿和產(chǎn)業(yè)政策動(dòng)態(tài),在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候參與潮間帶或近海的風(fēng)電場示范項(xiàng)目,深入了解海上風(fēng)電場的成本結(jié)構(gòu),為布局海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)積累開發(fā)、建設(shè)和運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)。
表4 我國典型風(fēng)電場預(yù)期投資成本和上網(wǎng)電價(jià)(2010年不變價(jià)格)
[1]國家發(fā)改委能源研究所.中國風(fēng)電發(fā)展路線圖2050[M]北京:2011(9).
[2]國家能源局.風(fēng)電發(fā)展“十二五”規(guī)劃[P]2012(9).
[3]國網(wǎng)能源研究院.新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢研究報(bào)告[R]2012(5).
[4]張婷.我國海上風(fēng)電發(fā)展制約性因素分析[J].風(fēng)能:2013(2):57-59.