國家能源轉型驅動的海上風電投資發展路徑分析

摘要：雙碳目標實踐倒逼我國加快產業升級和能源轉型，海上風電作為清潔能源的重要組成部分，迎來跨越式新發展。目前我國已是全球海上風電第一大國，但在核心技術研發、運維成本管控、產業融合發展等方面仍存在較大短板。隨著2021年海上風電搶裝潮帶來的行業洗牌，未來海上風電產業將朝規模化、產業鏈化、深遠海化、多業態化的方向發展，并在海上風電母港建設、海洋經濟混業經營、深遠海集群化運維、海上風電儲能等領域擁有較大投資機遇。

關鍵詞：碳達峰；碳中和；海上風電；產業融合

中圖分類號：F426.61文獻標識碼：A文章編號：1005-6432（2024）09-0000-00

中國政府2020年9月宣布將力爭在2030年前實現碳達峰，并力爭在2060年前實現碳中和。同年10月，中央相繼公布了《關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》和《2030年前碳達峰行動方案》，對我國碳達峰、碳中和“1+N”政策體系進行了頂層設計，為國家產業升級和能源轉型描繪了發展藍圖。

1雙碳目標背景下的產業升級和能源轉型

碳達峰、碳中和目標的確立，是我國新時期立足新發展階段，深入貫徹落實新發展理念、全面構建新發展格局的重大部署，對我國產業升級和能源轉型有深遠影響。

1.1推動經濟社會生產生活方式革新

雙碳目標的實踐是一項重大的系統性工程，它強調綠色低碳規劃引領，倡導綠色的生產生活方式，它內生地要求企業生產經營過程進一步降低能耗，對環境和氣候更加友好，以此敦促企業逐步改變高耗低效的生產方式，積極推進技術創新，提高生產經營質量，實現綠色和高質量發展。

1.2促進國家產業結構調整和產業融合

綠色低碳和節能降碳是雙碳目標背景下優化產業結構調整的重要內容，高耗能、高排放的低端產業項目面臨整改關停，新能源、新材料、新技術等綠色低碳產業將得到大力扶持和發展。目前國家正研究制定煤電、石化等產能控制方面的政策，加快發展戰略性新興產業，加快搭建綠色制造體系，大力推動高科技與低碳產業創新融合。

1.3加快新型能源體系構建和能源轉型

構建清潔低碳安全高效的能源體系是我國雙碳目標的核心要義，其關鍵在于能源轉型。嚴控企業能耗和碳排放強度，提升能源綜合利用效率，積極發展非化石能源，進一步完善電力、油氣等能源品種的市場價格機制，逐步構建以新能源為主體的新型電力系統，對新型能源體系構建和能源轉型非常重要。

2海上風電在國家能源轉型中的作用和地位

當前國家能源轉型的本質是低碳化和清潔化，即能源消耗系統由石化能源為主轉向以清潔能源為主。作為能源體系中的核心之一，電力部門由煤電主導向風電、光電、核電、生物質發電等零碳電力共同主導發展過渡，對國家能源轉型而言不可或缺。當前，海上風電發展勢頭強勁，在電力部門中的貢獻度和重要性不斷提高，在國家能源轉型過程中發揮的作用也越來越大。

2.1海上風電行業發展現狀

（1）我國是全球海上風電第一大國。根據全球風能理事會（GWEC）發布的《2023年全球海上風電報告》：“截至2022年底，全球海上風電累計裝機容量為6430萬kW，中國占48.9%；2022年全球海上風電新增裝機容量880萬kW，中國占71%，新增、累計裝機容量均雄踞全球第一位”。我國海上風電建設異軍突起，已連續5年成為全球海上風電新增容量最大市場。從投資主體看，海上風電的投資運營商，以國有發電或能源投資企業為主；從建設分布上看，在建和運營海上風電主要分布于我國風能資源豐富的東南沿海淺海區域，深遠海海上風電在我國仍屬少數。

（2）海上風電發展的短板。我國海上風電行業目前仍處于相對野蠻生長的狀態，海上風電中央財政補貼的限期停止引發風機搶裝潮和盲目擴張，投建營一體化思維缺位，后續運維和投資回收面臨挑戰；海上風電的開發和電網的整體規劃建設缺乏聯動，電力輸送的海陸協同控制水平亟待提高；風機裝備研發能力滯后于行業發展；深遠海海上風電的工程建設技術與先進國家相比存在較大差距等。

2.2海上風電是我國能源轉型的重要戰略支撐

（1）有利于發揮海上風電能源稟賦。我國海岸線綿長，海域遼闊，海上風電資源豐富，開發潛力巨大。根據國家氣象局估算，“東南沿海全年風速高于8米/秒的時長約7000-8000小時，風速高于6米/秒的時長約4000小時，風能密度較高，沿海島嶼的風能密度在300W/㎡以上，有較好的開發利用價值”。在雙碳目標的背景下，海上風電是我國大力發展綠色能源的必然選擇。

（2）有利于搭建清潔低碳能源體系。我國東南沿海經濟發達、電力需求最大，海上風電可以就地消納，有利于減少輸電消耗，提高經濟性，并促進海洋經濟發展。“根據各省規劃統計，到2035年，我國海上風電裝機將達到1.3×108kW左右，與我國目前西電東送容量相當。”[]海上風電對促進我國能源轉型和構建清潔低碳的現代能源體系，將發揮舉足輕重的作用。

（3）有利于鞏固國家能源安全地位。我國能源稟賦的特點是“多煤少油缺氣”，根據國家生態環保部披露，2017年至2020年一次性能源消費中，煤炭能源占比為57％。油氣能源主要依靠進口。隨著國家雙碳目標進程加速，煤炭等石化能源消耗必將得到遏制。在新時期落實安全降碳，實現雙碳目標和確保國家能源安全上，海上風電作為新能源中的重要組成部分，將對鞏固國家能源安全起到重要作用。

3當前海上風電行業面臨的挑戰

我國海上風電起步雖晚，但發展快，目前已躍居全球海上風電第一大國。然而，大而不強，我們與英國等海上風電強國相比仍有較大差距。經歷2021年海上風電搶裝潮后，隨著海上風電中央財政補貼取消、海上風電平價上網政策實施，海上風電行業重歸冷靜和理性。清潔能源成為主流能源是國家能源轉型的必然路徑，雖然海上風電依舊擁有堅實的發展基礎，但也面臨重大挑戰。

3.1核心關鍵技術短期內或難大突破

我國第一個海上風電項目是2009年10月才正式并網發電的江蘇如東海上（潮間帶）試驗風電場項目，行業技術積累僅十余年。總體上看，海上風電開發運營經驗和技術成熟度等有待提升，特別有四方面的關鍵技術亟待破解：“一是新型一體化海上風電機組設計及施工技術，該技術可以提高風能利用效率、降低安裝成本；二是風機智能化控制及運維技術，該技術通過功率預測技術、風機智能轉矩和葉片控制以及智能化運維，可以提高機組的可靠性和發電量、降低機組的運行成本；三是深遠海海上風電場站工程技術，該技術通過新型大容量、漂浮式海上風電場站的整體設計和施工創新，可以更好利用遠海風能資源，提高發電效益；”[]四是海上風電并網輸電技術，該技術可以實現海上風電長距離輸電，克服電能損耗問題，在保證并網穩定性的同時，增大單位成本的輸電容量。

3.2平價上網難以覆蓋建設運營成本

（1）投資成本難以通過電價收入平衡。根據國家財政部、發展改革委、國家能源局三部委財建〔2020〕4號文規定，“2022年后新增海上風電不再納入中央財政補貼范圍”。另一方面，根據國家發改委發改價格〔2021〕833號文規定，“2021年起新核準海上風電項目上網電價由當地省級價格主管部門制定，具備條件的可通過競爭性配置方式形成”。海上風電前期投入巨大，在取消中央財政補貼、實施平價上網后，海上風電發電企業前期投入和配套成本難以通過平價上網電價收入完全實現投資回報。

（2）不對等競爭關系。目前我國海上風電配送工程由發電企業自行投資建設，而水電、核電等配送工程則由電網公司統一建設，政策安排不合理，增加海上風電企業送電成本，構成不同電力間的不公平競爭。隨著海上風電朝深遠海發展，海上升壓站建設點離岸距離更遠，相應送電線路的成本會進一步提高，技術投入更大，運維成本更高，海上風電平價上網的成本競爭力面臨較大考驗。

3.3并網輸電和儲電配套建設滯后

（1）海上風電的電網銜接問題。隨著2021年風機搶裝潮后建成投產，海上風電發電量將迎來井噴式增長。但現有電網基本設施較為薄弱，電網并網銜接不夠完善，很大程度上影響了海上風電輸電的效率和效益。同時，鑒于海上風電具有輸電波動性、間歇性和不確定性等特性，供電的可靠性相比火電、核電等傳統電力較弱，且容易受極端天氣影響，對電網的穩定性和安全性有更高要求，目前與海上風電相適應的風電運輸網絡建設滯后，嚴重制約我國海上風電資源的開發和風電的優化匹配利用。

（2）海上風電的儲電問題。受蓄電技術限制，目前我國大部分海上風電機組不具備蓄電能力，只能直接輸電，在集中收納后再調節輸送。海上風電大規模并網發電后，由于電網消納能力不足等原因可能導致棄風放電，造成風電浪費。加強海上風電場先進儲能儲電技術的研發，明確海上風電的并網標準和儲能配置要求，解決海上風電的電力消納問題，對電網安全運行和風電資源充分利用非常重要。

3.4產業化集群化多元化水平有待提升

（1）產業鏈上下游協同度不高。海上風電產業鏈包括海上風電裝備制造業、海上風電工程建筑業、海上風電發電和售電業、風電場運維及專業服務業等。由于我國海上風電產業起步較晚，產業基礎相對薄弱，技術和人才儲備不足，產業鏈相關環節的協同度和產業資源的整合度整體水平不高。

（2）項目集群化管理水平不高。我國海上風電企業主要以央企、省企為主，雖然遍海開花、各有亮點，但仍屬各自為政、單打獨斗的局面，缺乏海上風電全國一盤棋思維。在項目輸電網絡建設、核心技術研發、主要設備生產采購等，缺乏國家頂層設計和規范。此外，連片集群開發和運維的海上風電項目不多，規模經濟不突出。

（3）產業多元化融合發展不強。我國海洋資源豐富，海上風電分布于我國廣大海域，但海上風電與其他海洋經濟產業的結合度不高。“海上風電+海洋牧場”“海上風電+海水制氫”“海上風電+海水淡化”“海上風電+能源海島”等產業融合發展的水平亟須提高。

3.5中長期海洋生態保護問題不容忽視

風機打樁施工時和風機作業運轉時會造成海底震蕩和水下噪音，引發海洋水下生物驚嚇和魚類聲吶系統通訊失靈；海底電纜鋪設造成海底泥沙懸浮，破壞水體環境和微生物環境；海底輸電線路產生電磁輻射和風機含油廢水泄露，造成海水污染；風機葉片轉動妨礙海鳥飛行遷徙；建設期和運維期管理不當等，都會危害海洋生物和污染水域，破壞海洋生態平衡。因此，在海上風電建設施工和運營中，都需要對周邊海域生態環境影響和環境保護保持高度關注。

4海上風電行業蘊藏的發展機遇

隨著氣候變化帶來的全球挑戰，減碳、低碳、零碳行動勢在必行，海上風電等新型清潔能源大有可為。根據國家發改委的預測數據，“2022-2026年全球海上風電預計仍保持較快增長，復合年均增長率達8.3%，累計新增裝機將超過9000萬kW，我國海上風電新增裝機預計為3900萬kW”。IRENA最新預測，到2030年，累計海上風電裝機容量將接近50000萬kW1.5C兼容的場景，以及近到2050年達到250000萬kW。預計“在2022-2025年，全球海上風電市場將有超過6500臺風機的吊裝需求，離岸40公里以及更遠海域的吊裝需求也將出現較大增長”[]。在全面碳約束時代，海上風電行業發展前景明朗，有較好投資機遇。

4.1我國海上風電行業的發展趨勢

我國海上風電行業已進入高速發展階段，呈現出由近海淺水到遠海深水、由單業經營到混業經營、由中小規模開發到大規模連片開發的特點，深遠海化、多業態化、大規模化是我國未來海上風電發展的主要特征和發展趨勢。

（1）海上風電場布局走向深遠海。目前，我國在建及已建成的海上風電項目主要位于東南部近淺海區域。隨著近淺海海域利用空間接近飽和，離岸距離大于100公里、水深超過50米的深遠海區域，由于具有更為廣闊的海域空間和更加豐富的風能資源，將成為海上風電新一輪開發建設的主戰場。GWEA預測“全球漂浮式海上風電2023年新增裝機預計為103MW，10年后新增裝機達8.155GW，中國未來是漂浮式海上風電的主要市場”。

（2）風電產業經營走向多業態化。海上風電的產業兼容性強，可與海洋牧場、海水淡化、海水制氫、能源海島等多種業態和資源相融合，構建立體的海洋資源綜合開發格局，提高項目綜合收益，提升海域開發整體效益，是未來海上風電重要的發展方向。

（3）項目投建營模式呈現規模化。國家發改委已明確對新建海上風電項目不再進行中央財政層面的補貼。下一步，除了繼續爭取地方補貼外，海上風電要努力實現項目資金自平衡，提高盈利能力，規模化、綜合化、基地化的發展路徑是重要突破，可以進一步壓縮降低海上風電項目的投建營成本，提高邊際效益，實現規模經濟。通過優化項目布局提升規模化程度是我國海上風電發展的必然選擇。

4.2新時期海上風電行業投資機遇

我國海上風電行業正從野蠻擴張走向精細化發展。在集約用海規劃、海洋生態保護、海洋經濟開發、產業融合發展、風電成本管控、風機技術改進、運維能力提升等多重因素的共同作用下，我國海上風電行業的發展方興未艾。

（1）產業協同，建設海上風電母港。海上風電母港包括陸域產業園區、港口碼頭岸線和海上風電部分，陸域產業園區將為海上風電產業鏈中的各種物資、成品提供倉儲、運輸、運維服務，同時還可以為風電項目建設及運維單位的相關船舶提供停靠、補給服務，以及作為海上風電輸電管網的集散中心。風電母港是集風電設備研發、設計、制造、組裝、運輸、檢測、維修，以及風電并網、電力調節、電力儲能于一體的全產業鏈基地。

風電母港的建設，可以帶動風電裝備制造業投資，極大加強產業鏈整合優勢，降低建設運營成本，產生綜合效益。目前國內已建成的海上風電母港可停靠船舶噸位在5000噸以上，岸線長度均超過1.5公里，海上風電母港可以便利解決風電裝備制造企業大型機組出海問題，滿足海上風電建設需求。

（2）產業融合，發展“海上風電+”產業。經過近20年的發展，我國海洋牧場產業已初具規模，但由于各類近海海域空間資源開發活動的矛盾，海洋牧場的用海選址受到較大限制。海上風電風電樁基的間隔較遠，風電機組透水構筑物用海和海底電纜用海一般不超過風電場海域面積的10%，剩余近90%的閑置海域為融合發展海洋牧場提供了很好的用海空間。與此同時，“風電場樁基已被實踐證明可以充當人工魚礁，有利于增加魚類和其他底棲生物的數量，從而有利漁業資源的開發和養護”。[]海洋牧場相比普通養殖，經濟效益明顯，“每年直接經濟效益達496.51元/公頃”[]，并有效帶動了其他關聯產業的投資發展。在海上風電場內建設海洋牧場，投放人工藻礁，可以改善海底環境，增加海洋漁業養殖收益，是修復海底生態環境和提高用海綜合經濟效益的重要方式。

除此之外，“海上風電+海水制氫”“海上風電+海水淡化”以及能源海島建設等，也是海上風電產業融合發展的重要途徑。

（3）工程創新，建設漂浮式風電場。目前國內的海上風電項目主要位于近淺海，出于海洋保護的目的，隨著近淺海生態環保要求日益提高，以及海上風電項目加快上馬，近淺海區域海上風電的發展空間幾近飽和。我國海域遼闊，深遠海風能資源豐富，風能密度更高，風時更長更穩定，在深水遠海區域建設海上風電場，可以充分利用更好的風能資源。與此同時，根據國家規劃，我國將著力推動海上風電重大基地建設，加快建設全國深遠海海上風電示范區，推動海上風電形成規模化連片開發的新格局。由于海域水深的增加，海上風機支撐結構的形式也將伴隨著海域的深度從固定式向漂浮式調整。漂浮式海上風電技術是當前海上風電熱門的主要攻堅工程技術之一，漂浮式海上風電技術的不斷成熟和大規模商業化運用，將推動海上風電真正進入新的發展階段。

（4）技術突破，發展海上風電儲能產業。與陸上風電、光伏配置儲能如火如荼相比，海上風電配置儲能仍較為鮮見，且大多處于示范應用階段，商業化運用水平很低。目前海上風電場的儲能系統主要建設在陸上集控中心，根據風電場和電網調度運行需要，以類似獨立式儲能電站的方式提供調峰、調頻等服務。根據中國儲能網不完全統計，“目前已啟動的海上風電配儲能項目僅9個，主要集中在山東、江蘇、浙江、福建、廣東、上海等省市，儲能總規模超164MW/385MWh”。隨著海上風電裝機規模的快速增長，未來新建項目面臨并網壓力，配套調峰容量面臨挑戰，儲能配置將是海上風電下一個風口市場。

5結論

碳達峰、碳中和既是中國作為人類命運共同體成員積極應對全球氣候變化挑戰的責任與擔當，更是我國產業系統和經濟社會發展到新的歷史階段而尋求更高層次新變革和更高水平新發展的內生邏輯和要求。海上風電順應國家戰略發展大勢，必將迎來盛大發展，應繼續加強深遠海工程技術、高性能新型風機技術、風電電網輸電和儲電技術研發，加深“海上風電+”產業融合發展實踐探索，加快海上風電投建營一體化規模化發展步伐，推動我國海上風電健康有序發展。