山東省海上風電產業高質量發展對策研究

馬哲　黨安濤　李彬等

關鍵詞：海上風電;海洋可再生能源;新興產業;產業發展規劃;高質量發展

中圖分類號：P74;TK89 文獻標志碼：A 文章編號：1005-9857（2022）02-0077-05

0引言

海上風電是目前風電產業的研究熱點，全球各沿海國家均把海上風電作為可再生能源發展的重要方向，我國也將其納入戰略性新興產業的重要組成部分。截至2019年年底，我國已投入運行項目（所有風機全部投運）的裝機總量達6.4GW，在全球居第三位;在建項目（風機未全部投運，但至少安裝1臺風機基礎）的裝機總量達4.6GW，在全球領先[1]。山東省憑借海岸線長、海域面積廣、海上風能資源條件好和臺風侵擾少等優勢，具有得天獨厚的海上風電開發前景[2]。然而到目前為止，山東省已規劃的6個百萬千瓦級海上風電場均未開工建設，已公開完成起草的《山東省海上風電發展規劃（2019—2035）》也未見發布。本研究選取海上風電創新要素包括“政產學研金服用”在內的14個單位，于2020年5月采取實地走訪和發放問卷相結合的方式進行調研（表1），旨在探明山東省海上風電產業發展現狀，深入剖析其中存在的問題，并有的放矢地提出促進海上風電產業高質量發展的對策建議，同時可為其他地區提供參考。

1山東省海上風電產業發展現狀

1.1海上風能資源豐富

依據《關于進一步規范海上風電用海管理的意見》（以下簡稱《意見》）中“單個海上風電場外緣邊線包絡海域面積原則上每10萬千瓦控制在16km²左右”和“海上風電場原則上應在離岸距離不少于10km、灘涂寬度超過10km時海域水深不得少于10m的海域布局”的要求，同時規避山東省核心經濟區、環境整治區和生態保護區等不適合開發海上風電的區域，預估山東省海平面以上90m高度的海上風電開發潛力（表2）。

從區域角度考量，山東省擁有滿足《意見》要求的海上風電場建設海域;從資源角度考量，山東省滿足《意見》要求的海上風能資源量可觀，裝機總量達3億kW[2]（截至2019年年底，我國可再生能源發電裝機總量為7.94億kW）。

1.2產業發展初顯成效

山東省海上風電產業發展已初顯成效。①積極籌劃電場建設。目前4個待建電場已確定中標企業并正式開展預可研工作，按規劃將于2022年年底建成。②設計研發經驗豐富。依托高校院所和企業建立山東省海上風電并網聯合實驗室，承接國家和省部級項目，在海上風機基礎、抗冰設計和海上升壓站等方面開展專題研究[3]。③裝備加工制造能力提升較快。涌現以蓬萊大金重工和威海光威集團等為代表的海上風電裝備加工制造企業，風塔和樁基等產品先后獲得德國TUV 三體系和歐盟CE認證等國際“通行證”，相關企業成為Gold Wind、Vestas和Gamesa等海上風電產業巨頭的供貨商，相關產品的全球市場占有率超過60%，2018年產值最高超過8億元。④產業技術平臺建設已啟動。政府和企業在威海市和東營市等地合作搭建多功能平臺，同時具備海上風電研發檢測、裝備制造、運營維護和產業培訓等功能。其中，已建成的山東（河口）風電產業園全部投產將具備年產1000套定子、600臺整機和機艙葉輪等裝備的能力。

2存在的問題

山東省海上風電產業發展雖已取得階段性成果，但與國內外優勢地區相比仍存在明顯差距，截至目前沒有已開工建設的電場，同時在產業發展規劃等方面存在明顯“短板”。

2.1產業發展規劃不足

海上風電產業發展規劃對產業發展起到指導性作用。目前海上風電產業發展較好的丹麥和我國廣東省均有完備和翔實的產業發展規劃，內容涉及風能資源分布、海底地形地貌、電場用海面積、規劃容量、具體位置（詳細經緯度）、電力輸出、環境影響評價、海洋功能區劃對接以及保障措施等方面。

目前山東省已出臺的涉及海上風電產業發展的規劃包括：①《山東省新能源和可再生能源中長期發展規劃（2016—2030年）》（魯發改能源〔2017〕418號）提出2030年前建成魯北、萊州灣和長島3個百萬千瓦級海上風電場，啟動渤中、半島北和半島南的海上風電場建設;② 《山東省電力“十三五”規劃》（魯發改能源〔2017〕509 號）提出2020年前規劃6個百萬千瓦級海上風電場，裝機總量為1275萬kW，推動智能電網建設，提高全省可再生能源電力消納能力;③《山東新舊動能轉換重大工程實施規劃》（魯政發〔2018〕7號）就重點研究方向、平臺建設和裝備生產等方面提出實施意見;④《山東省海洋強省建設行動方案》（魯發〔2018〕21號）聚焦海上風電應用技術“瓶頸”和海島示范推廣，提出產業發展路線;⑤《山東省新能源產業發展規劃（2018—2028年）》（魯政字〔2018〕204號）明確10年內山東省海上風電產業發展須重點突破的關鍵“卡脖子”技術;⑥《大力拓展消費市場加快塑造內需驅動型經濟新優勢重點任務細化落實分工方案》（魯政字〔2019〕143號）提出2022年年底前打造海上風電、沿海核電和沿海LNG進口三大基地，啟動首批海上風電融合發展試點示范項目。

上述海上風電產業發展規劃雖明確目標任務，但僅簡單描述待建電場的大致位置，而未明確風能資源分布、符合海洋功能區劃要求的具體建設位置、海底地形地貌和電力輸出等內容，導致海上風電項目建設面臨選址不合理和用海矛盾難以協調等一系列問題，最終影響產業發展。

2.2科技支撐能力不足

一方面，大功率海上風機整機設計和風機控制系統等核心技術、海上風電場對生態環境和通航安全的影響以及集約節約用海等關鍵問題屬于海上風電產業發展的“卡脖子”技術問題，山東省在上述領域的研究較少且進展緩慢;另一方面，山東省的風塔、樁基和碳纖維材料等優勢和支柱產品屬于勞動密集型和高污染型，在風電機組設計生產和海底光電復合纜生產等技術含量高和附加值高的環節話語權較低[3]，且對標全國無明顯技術優勢。gzslib202204012318

2.3電力消納能力不足

由于海上風電場的電力輸出功率具有波動性大的特性，要求電網須有靈活的調度能力和充足的調峰措施。根據《2019年度全國可再生能源電力發展監測評價報告》[4]，2019年山東省可再生能源電力消納比重僅為11.6%，低于全國平均值16.3個百分數且為全國最低（表3）。電力消納比重過低表明山東省電網對可再生能源電力的消納能力不足，大規模開發海上風電將導致裝備閑置即“棄風”現象發生。

2.4配套服務產業不足

海上風電配套服務產業包括檢測、認證、試運行調試和監測等相關產業。根據調研結果，目前山東省海上風電配套服務產業仍未成體系。一方面，在裝備研發階段缺乏中試和海試所需的場所、設備和標準等;另一方面，在裝備檢測、認證、試運行調試和監測階段缺乏體系和行之有效的評估方法。目前山東省待建的萊州灣海上風機測試場仍處于規劃階段，威海淺海測試場僅可用于小型海洋光學和聲學檢測設備試驗，缺乏應用于海上風電開發的公共試驗平臺和與之相適應的應用機制[3]。

2.5企業投資和生產意愿不足

一方面，國家為推動可再生能源電力產業的發展推行可再生能源保障性收購、消納和投資預警等一系列政策措施，但山東省尚未出臺相應的政策措施，發電成本較高和現有技術不成熟等問題導致相關企業的投資和生產意愿不強;另一方面，自“十三五”以來，山東省海上風電創新融合開發（作為海島開發、海水養殖、海水淡化和海洋油氣開采等工程的補給能源）示范項目均未獲立項，導致有意愿的企業望而卻步。

3對策建議

為保障山東省海上風電產業高質量發展，建議遵循“統籌布局、創新技術、拓展方式、搭建平臺、計劃+示范”的發展思路，穩步推進海上風電產業發展進程。

3.1統籌布局，做實做細產業發展規劃

完善山東省海上風能資源和海底地形地貌基礎數據，并確保數據的時效性和準確性。堅持高起點規劃和全面性布局，統籌安排海上風電產業發展的時序和區域，產業布局應避免對國防安全、海上交通運輸、臨海臨港工業和漁業生產等造成嚴重影響，同時避開自然保護區和生態文明試驗區等獨具保護價值的海域。在細化海上風電產業發展規劃的同時，將海上風電變電站選擇、電力負荷預測、海底電纜布局、接入系統電壓等級和回路數以及備選接入點等內容體現在中長期電力和電網規劃中。由省發改委牽頭成立有關部門參與的工作專班，負責協調不同行業的發展需求，共同編制和審核海上風電規劃和建設方案。

3.2創新技術，提升海上風電產業層次

堅持“有所為有所不為”的原則，加大核心技術儲備，推動產業轉型升級。在科技創新領域，以重大科技創新工程和重大基礎研究項目為紐帶，重點突破大功率機組的整機設計研發、高效運維和智能電網等關鍵和核心技術。在產業創新領域，一方面，支持有基礎的海上風電企業成立創新創業共同體，促進“政產學研金服用”創新要素的有效集聚和優化配置，引導企業向附加值高的領域轉型;另一方面，吸引國內外海上風電裝備加工制造領域的“龍頭”企業落戶，鼓勵省內已有的配套服務企業融入產業鏈條，加強關鍵和核心技術的獨立創新和聯合創新[5]。

3.3拓展方式，提高電力消納能力

通過提高電網調度能力和改善電源結構等多種方式提高可再生能源電力消納量，為未來大規模開發海上風電提供充分的準備。①從技術角度不斷提高海上風電供給側和電力需求側的電量預測精度，充分考慮多種波動性電源的發電特征，統一制定海上風電和火電的發電計劃。②為滿足海上風電運行中的調峰填谷需求，因地制宜地配套設計相當容量的調峰電源;考慮山東省自然資源分布和調峰電源的特點，首選啟動迅速、運行靈活以及兼顧調峰填谷的抽水蓄能電站，次選出力調節速度快、調節范圍大和污染小的燃機發電機組替代常規火電機組[6]。③擴大資源配置范圍，借助已建成的特高壓電網，在臨近省份范圍內設計調峰填谷方案，利用省外電網消納部分海上風電[6]。

3.4搭建平臺，做好保障服務

海上風電產業發展的先進經驗表明，以海上風電測試場為代表的產業化開發平臺已成為產業鏈的重要環節[3]。①整合已有技術人才力量，構建符合海區特征且國際認可的海上風電開發、測試和評估技術標準，使裝備的商業化開發有據可依。②建設包含海上風電測試功能的海洋可再生能源測試平臺，形成服務產業化需求和標準化的獨立第三方認證機構。鑒于目前我國尚無標準化海上風電測試場，可將測試評估服務作為“山東特色產業”予以推廣。

3.5計劃+示范，繁榮海上風電市場