關于“十三五”時期海上風電產業發展情況及未來趨勢的思考

黃 超 徐瑩瑩 胡 潔

國家海洋信息中心 天津300171

我國海域遼闊，海岸線綿長，海上風能資源豐富，根據國家發展和改革委員會能源研究所發布的《中國風電發展路線圖2050》報告顯示：“我國水深5～50米海域，100米高度的海上風能資源開發量為5億千瓦，總面積為39.4萬平方米”。我國沿海地區高度重視海上風電的發展，尤其是江蘇、福建、廣東等風能資源豐富的省份， “十三五”時期海上風電開發腳步較快，為我國海上風電產業的快速發展奠定了堅實的基礎。截至2020年底，全國海上風電累計并網裝機容量已占全球四分之一。隨著海上風電產業不斷發展，風機核心零部件國產化率逐步提高，整機向大兆瓦方向不斷發展，海上施工技術和設備日趨成熟，海上風電產業正在向深遠海域延伸。 “雙碳”目標的提出以及國家補貼的退出，預示我國海上風電行業會在“十四五”時期迎來脫胎換骨的成長，整個行業必將面臨質的改變。

圖2 “十三五”時期沿海地區新增海上風電裝機容量占比

1 “十三五”時期產業發展情況

1.1 我國海上風電產業進入景氣周期

“十三五”時期，全球海上風電進入蓬勃發展時代，海上風電發展規模迅速擴張，從2015年底至2020年底，全球海上風電裝機新增裝機容量達到22.7GW[1]。與英國、丹麥、德國等歐洲國家相比，我國海上風電雖起步較晚，但是后發優勢明顯[2]。2020年，我國海上風電新增并網裝機306萬千瓦，連續3年新增裝機全球第一[1]，同比增長54.5%，占全球50.5%。2016-2020年我國海上風電累計吊裝裝機容量年均增速超過60%，已成為全球增速最快、潛力最大的海上風電市場（圖1）。截至2020年底，全國海上風電累計并網裝機約900萬千瓦[3]，已遠超《風電發展“十三五”規劃》的目標，占全球25.7%，居世界第二，僅次于英國[5]。

圖1 “十三五”時期我國海上風電新增吊裝裝機容量和累計吊裝裝機容量[4]

1.2 我國海上風電主要分布在蘇閩粵地區

“十三五”時期，我國海上風電新增裝機分布在江蘇、廣東、福建、 遼寧、浙江、河北、上海和天津8個省市。其中，江蘇、廣東、福建三省成為海上風電開發主力，三地新增海上風電裝機容量占全國新增裝機容量的85%以上[4,6-9]。江蘇省是表現最為突出的地區， “十三五”時期新增裝機容量占全國新增的62%，占據了海上風電開發的半壁江山。近兩年，山東、廣西、海南也紛紛推動當地海上風電產業發展規劃制定及相關項目的開展，積極準備在海上風電領域大展身手。

1.3 海上風電技術水平穩步提升

單機容量向大兆瓦方向發展。在海上風電產業發展早期，海上風電機組大多由陸上風電機組改裝而來，容量小且效率不高。 “十三五”時期，隨著市場需求的擴張和研發力度的加大，我國海上風電機組不斷推陳出新，適合我國海域的機組逐漸走向市場，4.0～4.9兆瓦的機組占據所有機型總容量的一半以上，是我國海上風電機組的主力。2.9兆瓦以下的機型在近兩年幾乎沒有增加，5.0～6.9兆瓦的機型數量猛增，7.0兆瓦以上的機型在2019年實現0的突破，到2020年增加了近5倍。通過對比2016年與2020年不同海上風電機型的占比情況發現，小兆瓦機型占比急劇下降，大兆瓦機型占比大幅增加，海上風電機組的應用向大兆瓦方向發展。

表1 “十三五”時期海上風電不同機型累計裝機容量

圖3 2016年與2020年海上風電不同機型占比情況

關鍵部件基本實現國產化。從生產制造水平來看，海上風機國產化率不斷提高。通過調研發現，目前我國海上風機國產化率已達到90%以上，除主軸承由于精度原因仍需依賴進口以外，其他部件均實現自主制造，隨著技術水平的不斷精進，國產部件的被認可率也在逐漸提高。

離岸距離和水深向深遠海域延伸。以前，我國大部分海上風電項目主要分布在潮間帶和近海，平均水深在9米左右，離岸距離小于50千米。 “十三五”期間，陸陸續續有向深遠海域延伸的項目開工并網，比如廣東華電陽江青洲三50萬千瓦海上風電項目，水深在41～46米之間，離岸最近距離約55千米。未來我國海上風場將會離岸越來越遠，基礎成本越來越高，浮式風機將成為未來技術發展的必要路徑。目前我國浮式海上風電還處在探索階段，已有企業與國外企業組成聯合體，中標法國西北部的格魯瓦島附近海域試點漂浮式上風機建設。

海上施工和裝備能力不斷提升。沒有更加先進的施工技術和裝備做保障，大兆瓦海上風機和新型基礎的安裝就是空談[10]。隨著海上風電行業的崛起，有海上施工經驗的企業紛紛踏入該領域，包括電力系統和交運系統的大型國企，海上風電施工技術和經驗逐漸豐富。海上風電施工船是海上施工最重要的裝備，大致分為起重船、打樁船和自升式安裝平臺3類。早期的施工船舶都是借用或由其他海洋工程船舶改造而成，但隨著風機的大型化，起重高度和起重能力的要求提高，海上風電施工的專用船舶日益增加。

1.4 海上風電市場化進程穩步推進

國家補貼限額與退出時間已確定。近年來，國家層面積極推動海上風電技術進步，引導產業健康發展，產業政策以實現平價、推動高質量發展為導向,逐步將作用主體從政策推動轉向市場主導[11]。2020年，為應對補貼資金缺口持續擴大的問題，明確了海上風電項目的國家補貼上限，同時也明確了補貼將于2022年全面退出。為了緩沖去補貼對產業造成的沖擊，我國將全面推行綠色電力證書交易。

競爭性配置政策得到落實。部分海上風電項目開始實行競爭性配置，奉賢海上風電項目是我國首個競爭性配置海上風電項目，中標電價為0.73元/千瓦時，浙江寧波海上風電競爭配置結果公示為0.76元/千瓦時。這些項目拉開了我國海上風電項目競爭性配置的序幕，推動海上風電平價上網進程。

開發市場更加開放包容。海上風電開發的行業壁壘較高，開發市場中的企業幾乎全部為大型央企或國企，鮮有民營企業介入，外資企業更是零記錄。2019年，國家能源集團與法國電力集團簽署協議，合資建設位于江蘇省的50萬千瓦的海上風電項目，這標志著我國首個中外合資海上風電項目正式落地，也使開發市場的構成更加復雜。

1.5 海上風電標準體系逐步完善

海上風電起步于陸上風電，因此海上風電的標準主要以陸上風電標準為依據[12]。但是，與陸上風電相比，海上風電面臨更加復雜的環境，存在很多個性化問題需要用獨立的標準來規范[13]，于是專門針對海上風電的標準逐漸豐富起來。根據“中國知網”數據顯示，2010年以來，我國專門針對海上風電的標準共計42個，其中國標9個，行標33個。而“十三五”時期新增的海上風電標準就占到2/3，海上風電標準體系逐漸完善。

圖4 海上風電產業歷年標準數量

2 “十四五”時期發展形勢分析

“十四五”期間，我國海上風電發展趨勢呈現平價上網、深遠海開發、海洋資源綜合利用三大特點。

2.1 逐步實現平價上網

2020年1月，由財政部、國家發展和改革委員會、國家能源局聯合印發的《關于促進非水可再生能源發電健康發展的若干意見》中明確，海上風電中央財政補貼將于2022年全面退出。這一政策定調了“十四五”時期海上風電產業發展的主旋律——“平價”。 “十三五”之前，中央財政補貼使得整個產業鏈可輕松盈利，所以從設備質量和技術水平到風電場設計、建設和運行，各環節較粗放。但是“十四五”期間走向“平價”之后，對整個行業上下游企業提出了更高的要求。只有更精細化的管理，更精細化的開發，更精細化的制造，行業才能走的更穩更遠，所以“十四五”時期是優勝劣汰的時代[14]。

2.2 深遠海域開發是未來的發展方向

近年來，我國海上風電裝機容量大幅增長，由于已建成的海上風電場絕大多數為近海風電場，同時日益嚴苛的環保生態制約使得近海發展空間受到擠壓，所以近海資源逐步飽和。深遠海風能資源更豐富，風速更穩定，在深水遠海發展風電，既可以充分利用更為豐富的風能資源，也可以不占據岸線和航道資源，減少或避免對沿海工業生產和居民生活的不利影響。伴隨著浮式風電等深遠海風電技術的逐步成熟[15]，海上風電由近海走向遠海，由淺海走向深海，是未來發展的必然趨勢[16]。

2.3 海洋資源綜合利用是趨勢

海上風電成本較高，且基礎搭建及海纜鋪設對海洋生態環境造成一定的影響，而利用海上風電平臺，搭載其他產業共同開發，可實現雙贏升級。以德國、荷蘭、比利時、挪威等為代表的歐洲國家早在2000年就實施了海上風電和海水養殖結合的試點研究，其原理是將魚類養殖網箱、貝藻養殖筏架固定在風機基礎之上，以達到集約用海的目的[17]。另外，海上風電與光伏、制氫等產業相結合的示范項目也在推廣。

3 未來發展建議

3.1 推進海上風電規模化集約化開發

在“十四五”期間強化對海上風電的頂層設計，支持東部沿海地區加快形成海上風電統一規劃、集中連片、規模化滾動開發態勢[18]；聚焦 “新基建”，加快江蘇、廣東等自然條件優越的省份發展海上風電基地建設，并推動海上風電逐漸向深海、遠海方向發展。

3.2 加強自主研發能力

聚焦“卡脖子”問題，在政策上繼續鼓勵龍頭企業以產學研用一體化模式，加快IGBT、主軸承、國產化控制系統、高壓直流海底電纜等核心技術部件研發，提高裝備國產化率[4]；加強“大云物移智”、區塊鏈、5G等數字信息技術推廣運用，推進無人值守、遠程集控、智能診斷等智能運維新模式新業態，形成發展新動能。

3.3 鼓勵地方政府接力補貼

發展海上風電對地方經濟發展的帶動作用，對地方經濟社會發展、優化能源結構、提高能源自給率具有積極意義。廣東、江蘇、浙江、福建等沿海省份，不僅是負荷中心，其財政實力也強，補貼負擔相對較輕。此外，還能有效支撐已建成及規劃好的海上風電裝備制造基地，運維母港等配套產業的健康持續發展。地方政府接力補貼，將為海上風電發展營造穩定的政策環境，助力其盡快走完關鍵成長期，在2025年實現平價，成為地方經濟社會發展的新引擎[19]。

3.4 建立我國可再生能源配額+綠色證書制度

補貼退坡后，海上風電產業將面臨巨大的成本壓力[20]。可以將現行固定電價補貼機制調整為可再生能源配額+綠色證書制度，通過市場化方式分攤新能源發展成本。配額制和綠證交易制度通過市場機制補償可再生能源發電項目的環境效益，推動可再生能源企業參與市場交易。加快施工裝備及工藝、重要電氣設備的國產化，進一步降低海上風電項目造價及成本，提高運營效率和效益，推動海上風電產業的發展。

3.5 加大浮式海上風電技術研發力度

加大對浮式風機基礎理論研究投入，在電力系統設計單位與海洋工程設計單位之間探索建立一個行之有效的溝通合作的橋梁，使研發工作更加順暢。示范項目論證先期應提前規劃，避免急于求成[21]。從世界經驗來看，鼓勵傳統能源企業向海上風電領域轉型探索，利用已有的海洋油氣開采裝備技術突破浮式風電技術，是行之有效的途徑。

3.6 加快毗連區、專屬經濟區風電開發政策研究

深遠海域開發亟需政策明確。走進深遠海區域，海上風電將進入全新的領域，即進入到毗連區、專屬經濟區。不同省份深遠海的特點差異很大，以江蘇和浙江為例，江蘇海上風電項目達到50米水深，已經到了離海岸線200千米的區域，也就是項目基本建在毗連區，而浙江海上風電項目距海岸線60～70千米就已經達到50米水深。因此，浙江海上風電項目進入毗連區，基本上就進入到深水項目的開發，其與江蘇面臨的挑戰不同。現行《中華人民共和國海域使用管理法》是針對內水和領海區域，目前我國對毗連區和專屬經濟區尚沒有明確的海上風電政策。因此，相關部門應盡快發布毗連區、專屬經濟區風電開發政策文件，以便各地區開展深遠海項目的前期工作。

3.7 推動“海上風電+”新模式的發展

積極探索“海上風電+海洋牧場”“海上風電+氫能”“海上風電+海水淡化”等跨界融合發展新模式[22]。利用海上風機的穩固性，將牧場平臺、海上救助平臺、海水淡化裝置、海水制氫裝置等與風機基礎融合，打造“海上風電功能圈”的融合發展新模式，可拉長產業鏈，實現產業多元化拓展。