平價時代江蘇海上風電的應對之策

許 婧

(江蘇省經濟和信息化研究院, 江蘇 南京 210003)

0 引言

在碳中和進程提速促使全球能源轉型和俄烏沖突帶來傳統能源危機的影響下,海上風電發展進入快速通道。 2021 年是我國海上風電的搶裝之年,新增裝機突破歷史新高,我國海上風電已經躍居世界第一。 在我國海上風電的強勢帶動下,全球海上風電大規模擴張,實現了跨越式發展。

“十四五”期間,海上風電將進入平價發展的機遇期,面臨著補貼從有到無,從近海到遠海,從示范到應用的關鍵階段。 江蘇作為海上風電的先驅者,擁有完整的海上風電產業鏈,累計海上風電并網占全國的四成以上,一直處于國內第一位置,但是2022 年新增裝機量降幅80%,產業發展明顯放緩。 面對未來新趨勢,江蘇海上風電如何保持領先優勢,實現產業提質增效,打造國際一流的海上風電產業集聚地,是本文要探討的重點。

1 全球海上風電發展現狀

1.1 全球新增裝機量再創新高

由于海上風電具備不占用土地、風力資源豐富、利用小時數高等優點,一直是沿海國家和地區電力能源的發展重點。 2021 年,受中國海上風電大規模搶裝的拉動,全球海上風電新增裝機量創歷史新高。 全球風能理事會(GWEC)發布的《2022 年全球風能報告》數據顯示,2021 年全球海上風電新增裝機容量21 106 MW,同比增長208%,創歷史最大增幅(見圖1)。 截至2021年年底,全球海上風電累計裝機量達57.2 GM,海上風電占全球風電的占比已經上升到7%,主要集中在中國、英國、德國、荷蘭和丹麥等國家。 在2021 年創下歷史新高后,2022 年全球海上風電裝機量大幅下降,全球新增裝機量8 800 MW,同比下降58.3%[1]。

圖1 2011—2022 年全球海上風電新增裝機量及增長率

1.2 我國裝機量躍居世界第一

一直以來,歐洲占據海上風電主導市場,包括英國、德國、丹麥等國。 其中,英國號稱海上風電霸主,始終保持著遙遙領先的地位。 近年來,中國、日本等亞洲國家加快海上風電布局,為海上風電的增量市場注入了強勁動力,尤以中國為主導,自2018 年以來已經連續四年成為全球海上新增裝機最大的國家。2021 年,我國海上風電新增裝機量16.9 GW,占全球新增量的80.1%;累計裝機量26.4 GW,占全球的47%(見圖2)。 2022 年,在經歷了搶裝年后,我國海上風電新增裝機量有所下降,達到5052 MW,全球新增占比58%,累計裝機31.5 GW,全球占比49%,仍然排名全球第一(見圖3)。

圖2 2021 年全球海上風電新增和累計裝機量區域占比

圖3 2022 年全球海上風電新增和累計裝機量區域占比

1.3 骨干企業實力持續增強

由于2021 年中國海上風電的大規模擴張,中國的整機制造商在全球市場上表現亮眼。 根據全球風能理事會(GWEC)的數據,全球排名前十的整機制造商中,中國占據了七強的位置。 其中,上海電氣以21.63%的占有率排名第一,其次為明陽智能和金風科技(見圖4)。 排名前5 的海上風電制造商市場占有率達78%,產業集中度進一步提升[1]。 從全球陸上和海上的總體競爭格局看,2021 年風電整機制造商中,中國占據了六強的位置。 其中,維斯塔斯、金風科技、西門子歌美颯分列全球前三位(見圖5)。 中國整機制造商的成功占位得益于國內海上風電市場的迅速崛起。

圖4 2021 年全球海上風電制造商新增裝機量占比

圖5 2021 年全球主要風電整機制造商新增裝機量(GW)

1.4 漂浮式進入試點發展階段

漂浮式海上風電是深遠海風電開發的主要形式之一,具備安裝簡便、適用性強、受環境約束小、能源轉化效率高等優勢,已經成為當前全球研究的熱點。隨著海上風電項目逐步從近海走向深遠海,漂浮式海上風電發展前景十分廣闊。 自2009 年首臺漂浮式海上風電機組安裝以來,全球漂浮式海上風電正逐步從試驗階段轉向試點示范階段。 2021 年,全球漂浮式海上風電新增裝機量約57.1 MW(見圖6),分別來自英國(48 MW)、中國(5.5 MW)、挪威(3.6 MW)以及西班牙(0.22 MW)等國家[2]。 截至2021 年年底,全球漂浮式海上風電投運項目達到17 個,累計裝機142.4 MW(見表1)。 根據全球風能理事會(GWEC)預測,2026 年漂浮式海上風電將進入商業化階段,到2030 年年底,全球漂浮式海上風電累計裝機量將達18.9 GW,其中11 GW 在歐洲,5.5 GW 在亞洲,其余2.4 GW 在北美。

表1 截至2021 年年底全球已投運的漂浮式海上風電項目

圖6 2022—2029 年全球漂浮式風電預計新增裝機量

2 我國海上風電發展現狀

2.1 海上裝機量實現新飛躍

我國幅員遼闊、海岸線長,可利用的海域面積大,海上風能資源豐富,海上風電開發潛力巨大。 2021年是國內海上風電的搶裝年,由于國家政策規定2022年起中央財政補貼完全退出,我國海上風電在“十四五”的開局之年實現了大幅度的飛躍。 2021 年,海上風電新增裝機量16.9 GW,同比增長339.5%(見圖7);累計裝機規模達到26.4 GW,一舉超越英國成為全球海上風電規模最大的市場[3]。 雖然2022 年的新增裝機大幅度下降,但2010—2022 年,我國海上風電的年均復合增速仍然高達37%,遠高于世界平均水平。

圖7 2011—2022 年我國海上風電新增裝機量及增長率

2.2 行業集中度進一步提高

由于海上風電的技術和投資門檻相對陸上更高,企業競爭格局相對陸上風電更加集中。 2021年,我國共有7 家整機制造商有海上新增裝機,其中上海電氣新增裝機量4.20 GW,占全國新增海上裝機量的29%,位列第一。 后面依次為明陽智能(26.1%)、金風科技(16.5%)、中國海裝(13.8%)和東方電氣(7.0%)(見圖8)。 截至2021 年年底,海上風電整機制造企業共13 家,海上風電累計裝機容量超過1 GW 的整機企業有6 家,分別是上海電氣、明陽智能、金風科技、遠景能源、中國海裝和東方電氣。 這6 家企業海上風電機組累計裝機容量合計為24.71 GW,占海上累計裝機容量的97.5%,產業集中度較高[4]。

圖8 2021 年我國海上風電新增裝機容量企業占比

2.3 重點省份加大政策補貼

近年來,沿海省份加快海上風電產業布局,自2022年國家海上風電補貼完全退出后,廣東、山東、浙江、上海紛紛出臺海上風電補貼政策,接力國家補貼推動海上風電向平價上網過渡(見表2)。 從一市三省出臺的省補政策來看,廣東和山東根據并網容量進行單位千瓦補貼,側重項目初裝補貼,以幫助制造端企業平穩進入平價階段。 浙江直接補貼項目并網后的發電量,更加注重項目應用,通過補貼電價加快能源綠色轉型。上海對近海和深遠海風電進行分類補貼,重點側重離岸距離大于等于50 km 的深遠海海上風電項目,對于促進海上風電從近海走向遠海具有政策引領作用。

表2 我國部分省份海上風電項目補貼政策

2.4 龍頭企業加速出海布局

一直以來,我國風電機組出口以陸上風機為主。截至2021 年年底,我國風電整機出口累計容量達到964.2 萬kW。 隨著我國海上風電的崛起,國內制造商緊抓“一帶一路”機遇,加快國際化進程,紛紛開啟“走出去”布局。 明陽智能在越南獲得了海外最大的單體海上風電項目機組訂單,總容量達到375 MW;金風科技在越南朔莊省海域的海上風電機組已經順利實施;哈電風能斬獲“法國大西洋5 MW 漂浮式風電項目”;中天科技2021 年海纜出口額約1億美元,已經成功取得歐美高端產品市場份額;東方電纜完成越南BINH DAI 海上風電35 kV 海底電纜交付。

3 江蘇海上風電發展的現狀

3.1 海上風能資源豐富,具備發展優勢條件

江蘇沿海地區風能資源豐富,東部沿海擁有954 km 的海岸線,近海大部分海域70 m 高度平均風速在7 m/s 以上,而且較少受臺風侵襲,這為大規模海上風電的發展創造了巨大空間。 與此同時,江蘇作為沿海經濟發達地區,人口基數大,電力負荷重,是全國電力消耗大省,電網設施完善,電網結構堅強,這也為海上風電的消納提供了先天基礎條件。

3.2 發展速度領跑全國,累計并網全國第一

江蘇是我國海上風電的探索者。 早在2007 年,如東地區就開始建設30 萬kW 的海上示范風電項目。 截至“十三五”末,江蘇海上風電裝機容量累計達573 萬kW,占全國六成以上。 2021 年,江蘇海上風電新增裝機量499 萬kW,占全國比重的34.4%。截至2021 年年底,江蘇海上風電累計裝機已經達到1 183 萬kW,占全國的44.8%,是全國海上風電第一大省(見圖9)。 2022 年,經歷搶裝潮后,江蘇海上風電增長明顯放緩,新增海上風機裝機量68 萬kW,降幅達80%。

圖9 截至2021 年年底我國重點省份海上風電累計裝機量

3.3 技術水平全國領先,多次填補國內空白

江蘇的海上風電技術在全國處于領先地位,部分領域達到世界先進水平,在大尺寸葉片、高性能海纜、鑄件、齒輪箱、風電安裝和運輸、智慧運維等領域均具備核心競爭力。 如東海上柔直工程打破了國外對遠海風電經柔性直流送出的技術壟斷,是亞洲首個海上風電柔性直流輸電工程。 國內首艘“運輸+起重”一體化深遠海海上風電施工船——“烏東德”號在江蘇海門基地投運。 國內首套全旋轉式海上單葉片吊具在射陽港測試下線,成功打破了國際壟斷,大大縮短風機吊裝時間。 南通是全國重要的海上風電運維基地,海上風電運維船占全國近90%。 鹽城擁有全國唯一的海上風電機組檢測技術國家地方聯合工程實驗室。

3.4 產業鏈相對完整,重點企業實力雄厚

江蘇風電產業鏈相對完整,擁有眾多領軍企業。目前,金風科技、上海電氣、明陽風電等全國排名前十的風電整機制造商均在江蘇建立了生產基地,同時江蘇集中力量培育本土企業,打造出了南高齒、江陰吉鑫、江陰遠景能源、連云港中復連眾等行業領軍企業。江蘇風電產業鏈覆蓋了風電整機和電機、葉片、主軸、法蘭、變槳軸承、齒輪箱、風電運維等關鍵零部件。 目前,從風機、葉片到齒輪箱、塔筒、法蘭、特種電纜等關鍵零部件,在江蘇已大部分完成了國產化且規模全國領先。

3.5 區域集聚程度高,主要分布南通鹽城

江蘇的海上風電產業集聚度高,主要以南通和鹽城為主,建成了江蘇大豐海上風電裝備制造基地、南通(如東)風電母港裝備產業基地、通州灣示范區裝備工業園等重點園區。 截至2021 年年底,南通海上風電裝機量599 萬kW,占全省海上風電裝機總量的50.7%,位列全省第一,主要以整機、葉片、塔筒和控制平臺、變壓器為核心產品,擁有上海電氣、江蘇海裝風電、江蘇明陽、江蘇航天萬源等整機制造商。 鹽城海上風電累計裝機量554.2 萬kW,占全省的46.9%,位列全省第二,主要以整機、葉片、塔筒、發電機和變壓器、軸承為主要產品,擁有江蘇金風科技、射陽遠景、上海電氣、華銳風電等整機商。

3.6 存在的瓶頸和問題

雖然江蘇的海上風電裝機總量國內第一,但是2022 年江蘇海上風電新增裝機量下降80%,全年在建海上風電項目僅1 個,占全國(23 個)的4.3%。 目前,江蘇海上風電產業發展仍然存在以下瓶頸和問題。

一是用海沖突制約項目建設。 一方面是受政策補貼退出影響,江蘇海上風電裝機量大幅下滑,另一方面由于江蘇海上風電達到一定規模,且主要集中在近海和淺水,風機設備對生態環保、通信設備均會產生影響,開發強度制約新項目的近海布局,延緩新項目的建設進程。

二是發展模式有待升級。 受限于海上風場空間資源的有限性,“風場換產業”的地方政策具有不可持續性,引進企業受制于地方政府的硬約束,往往重復投資、布局分散、負擔加重,企業間的資源爭奪、政商博弈也影響了行業的健康發展。

三是關鍵技術有待突破。 與國際領先的海上風電技術相比,高精密軸承、控制系統、變流器、大型葉片等關鍵部件存在技術壁壘,工業設計軟件、高速數據采集系統芯片、大功率漂浮式支撐結構系統等核心技術仍然依賴國外[5]。 同時,存在產品質量不穩定、故障頻繁和維護效率低的問題。

四是成本降低仍需時間。 雖然近十年海上風電建設成本下降50%,但是海上風電涉及吊裝、海纜鋪設、海上勘測、升壓站等多個環節,建設難度大、維護成本高,項目平均成本費用是陸上風機的2 ～3 倍[6],同時由于搶裝潮使得市場供給的原材料價格上漲和零部件系統性短缺,未來整機成本降低仍需一定的時間周期。

五是政策補貼尚未出臺。 國家海上風電補貼退坡后,沿海部分省份先后出臺了省補政策。 江蘇作為海上風電的先驅,尚未出臺具體的補貼政策,但是目前江蘇的海上風電造價成本仍然高達12 000 元/kW ～13 000 元/kW,度電成本達到0.57 元/kW·h,仍然比陸上風電0.33 元/kW·h 高出70%以上,總體還未達到平價階段,這對企業度過平價轉型期是一大考驗。

4 推動江蘇海上風電產業發展的政策建議

江蘇海上風電具備優良的產業基礎和技術優勢,但面對平價階段的問題瓶頸,仍需有序推進產業升級,盡快出臺省補政策,建立多部門協調機制,加大關鍵技術攻關,鼓勵企業搶占國際市場,推動產業成本下降,擴大供給端規模優勢,加快打造具備全球競爭力的國家級海上千萬千瓦級風電基地。

4.1 精準出臺省補接續政策,建立多部門統籌協調機制

強化海上風電產業發展的頂層設計,研究出臺靈活的省補政策,統籌項目投資、經濟回報、技術突破、示范帶動、電網接入、運行維護等多維度考核指標,綜合考慮項目的投入產出比,給予一定時期的省補過渡,推動海上風電有序進入平價時代。 設立海上風電省級專項財政補貼,對于重大技術攻關項目、智慧能源示范項目、深遠海項目、漂浮式試點項目等給予競爭配置的項目補貼,激發企業轉型升級積極性。 完善海上風電產業組織管理,建立省工信、發改、科技、漁業、國土、軍事等多部門參與的統籌協調機制,加強頂層統一規劃,加大對海上風電項目的約束指導和資源協調,緩解各部門用海沖突,合理推動海上風電資源開發和項目建設。

4.2 完善海上風電裝備產業鏈,構建上下游協作配套格局

發揮整機制造商的帶動作用,整合上下游企業、研發機構等資源,推動企業、高校和研究院所等機構在戰略層面有效結合,提高自主研發海上風機的能力,研發適合不同地區氣候條件的新型海上風機。 加大重點零部件的招商引資力度,跟蹤國際零部件企業的動態,適時引進一批大容量大功率控制系統、大尺寸葉片、抗腐蝕油漆、高性能海纜、齒輪箱、變速器、漂浮式風電等關鍵零部件企業,形成上下游配套、產業鏈協作的完整產業鏈。 針對產業鏈薄弱環節引入具備競爭力的配套企業和科研院所,加大對海纜、起重船、鋪管船、電纜鋪設船等海上風電配套環節企業的引資力度,吸引海工裝備企業落戶,力爭在海上風電領域取得核心優勢和深度突破。

4.3 加快關鍵核心技術突破,探索新型業態融合發展

圍繞海上風電整機企業,鼓勵龍頭企業加大技術攻關,不斷開發大功率的海上風機,積極布局深遠海,研發新一代漂浮式海上風機。 爭創國家企業技術中心,通過聯合研發、國際產權引入、產學研合作等方式,推動創新成果轉化,實現高端產品首臺套應用。鼓勵零部件企業往專精特新方向轉型,針對海上風機的輕量化、大葉片、智能化、壽命長等關鍵核心問題,重點突破超長低風速葉片、超大功率高溫超導風力發電機、大功率直驅永磁同步風力發電機,形成一批顛覆性研究成果[7-8]。 探索海上能源島重大示范工程建設,促進海上風電與海洋油氣、海水淡化、風電制氫、風電制氨、風電+儲能等多種能源資源融合運用,積極布局海上風電業態融合發展的新賽道。

4.4 緊抓“一帶一路”市場,加快海上風電國際化布局

鼓勵企業實施“走出去”戰略,積極開拓北非、中亞、東歐、南美等新興市場,瞄準越南、老撾、南非等“一帶一路”沿線國家海上風電市場,建設海外風機大件碼頭基地,以海外成本優勢降低補貼取消的影響,幫助企業拓展國際市場。 創新合作模式,加強省內企業與國外風電技術研究機構的合作,以并購、技術合作、融入國外整機廠商產業鏈等多種形式參與全球產業競爭,提高企業在國際市場的話語權和競爭力。 支持有條件的企業建立海外研發和營銷網絡機構,鼓勵企業從單一制造向工程總承包以及風力電站開發方向延伸,參與全球經濟合作和競爭。

4.5 強化基礎配套設施建設,積極拓展運維服務市場

完善鹽城大豐和南通如東等專用海上風電港口建設,滿足大型海上風電機組的出海和出口需要,提高限高立交通道標準,解決大型風電裝備的運輸難題,形成具備海上風電運維船舶停靠、避風的條件。 針對海上風電運輸與安裝,加快提升海上風機的配套及安裝能力,重點研制海上風電設備運輸船、吊裝船等施工維護裝備,大力發展海上風電施工安裝、檢修維護、運行管理及風電場性能升級改造等業務。 完善變電站、特高壓輸配電等電力系統建設,進行輸電基礎設施的擴建和改造,加強主干電網對于風電接入的保障能力,補強電網薄弱環節,提高風力發電的質量和穩定性。 開發智慧風場全生命周期管理系統及控制設備,研發基于大數據和云計算的海上風電集群運控并網系統,支持企業向“風電制造+風場運營+工程服務”轉型。

5 結語

2022 年我國海上風電進入平價階段,產業增速有所放緩。 江蘇作為國內海上風電發展的重要區域,累計并網發電量占全國四成以上,但2022 年新增裝機降幅高達80%。 本文系統分析了全球和我國海上風電發展現狀,總結了江蘇海上風電面臨的政策補貼缺位、模式有待升級、用海沖突制約、快速降本難度大等瓶頸問題,對此提出了接續出臺省補政策、構建協作配套產業鏈、加快核心技術攻關、鼓勵產業國際化布局、拓展運維市場等政策建議。