海上風電走向“新藍海”

隨著“雙碳”戰(zhàn)略持續(xù)推進，我國海上風電產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步增長。2024年前三季度，我國海上風電新增并網(wǎng)容量247萬千瓦，累計并網(wǎng)容量達3910萬千瓦。目前，我國海上風電累計裝機已連續(xù)3年穩(wěn)居全球首位。

為適應海上風電發(fā)展新形勢，自然資源部日前印發(fā)《關(guān)于進一步加強海上風電項目用海管理的通知》，從強化規(guī)劃管控、厲行節(jié)約集約、優(yōu)化用海審批、堅持生態(tài)用海四方面提出12項措施，進一步優(yōu)化海上風電項目用海管理。新政有助于提高海域資源利用效率，加強海洋生態(tài)環(huán)境保護，促進海上風電產(chǎn)業(yè)走向“新藍海”。

開發(fā)規(guī)模穩(wěn)步提升

海上風電是風電技術(shù)與海洋工程技術(shù)深度融合的戰(zhàn)略性新興技術(shù)，是我國構(gòu)建新型能源體系、實現(xiàn)“雙碳”目標、建設(shè)海洋強國的重要方向。據(jù)國家氣候中心最新評估結(jié)果，我國150米高度近海風能資源技術(shù)可開發(fā)量超15億千瓦，深遠海風能資源技術(shù)可開發(fā)量超12億千瓦。

“海上風電對沿海省份電力保障和綠色轉(zhuǎn)型意義重大。”水電水利規(guī)劃設(shè)計總院總經(jīng)理易躍春表示，我國海上風電資源豐富、發(fā)電小時數(shù)高、距離電力負荷中心近、消納空間足，有望成為沿海省份新型能源體系建設(shè)的重要支撐。

近年來，我國海上風電規(guī)模化發(fā)展加快，已形成能夠支撐每年新增千萬千瓦的海上風電產(chǎn)業(yè)鏈體系。

設(shè)計高度185米，相當于63層居民樓，葉輪直徑超過310米，掃風面積超過7.7萬平方米，相當于10.5個標準足球場……東方電氣自主研制的26兆瓦級海上風電機組，是目前全球單機容量最大、葉輪直徑最長的海上全國產(chǎn)化風電機組。其中，機組的發(fā)電機、葉片、軸承、電控系統(tǒng)等關(guān)鍵部套技術(shù)均達到世界領(lǐng)先水平，是中國風電裝備全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)快速進步的最新成果。

在這個第一背后，我國海上風電機組設(shè)計制造體系基本完備，高壓交流輸電系統(tǒng)技術(shù)成熟，新型測風設(shè)備及巖土工程勘測手段應用取得突破進展，自航式海上風電安裝平臺迭代升級，運維模式逐步完善，采集監(jiān)控、氣象預報、船舶運維等智能化運維技術(shù)初步應用，海上風電與海洋牧場、制氫、光伏等的融合發(fā)展推進試點示范。

中國電力企業(yè)聯(lián)合會秘書長郝英杰介紹，近年來，我國海上風電產(chǎn)業(yè)化發(fā)展迅速，目前海上風電機組最大單機容量達20兆瓦級，累計裝機容量從2018年的不足500萬千瓦提升至2024年底有望突破4500萬千瓦。

據(jù)預測，到2030年，國內(nèi)海上風電總裝機將達2億千瓦，涉及總投資約2.6萬億元，可帶動產(chǎn)業(yè)鏈總產(chǎn)值超20萬億元。隨著我國海上風電開發(fā)規(guī)模持續(xù)穩(wěn)步提升，深遠海將成為未來海上風電開發(fā)主戰(zhàn)場，集群化開發(fā)、大容量機組、漂浮式風電、新型送出技術(shù)等將是未來重點發(fā)展方向。

風電技術(shù)的進步，正為海上風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展打開更廣闊的空間。金風科技總裁曹志剛表示，隨著適應性技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新，風電機組已經(jīng)能夠突破常規(guī)應用環(huán)境，包括超常規(guī)溫度、超高風速環(huán)境等，在抗臺風技術(shù)的支持下，風電機組已經(jīng)可以“與臺風共舞”，將風資源的可利用范圍顯著擴大，也為深遠海風電發(fā)展提供了堅實的經(jīng)驗支撐。

協(xié)同效應持續(xù)釋放

海上風電產(chǎn)業(yè)鏈具有鏈條長、關(guān)聯(lián)度大、帶動性強、輻射范圍廣等特點，建設(shè)海上風電產(chǎn)業(yè)鏈是實現(xiàn)風電全產(chǎn)業(yè)建鏈、海洋經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)強鏈補鏈延鏈的有效路徑。“要凝聚力量，以科技創(chuàng)新支撐共鏈協(xié)同，加強統(tǒng)籌規(guī)劃，發(fā)揮產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)勢，大力推進技術(shù)創(chuàng)新，形成技術(shù)標準體系，實現(xiàn)我國海上風電高質(zhì)量創(chuàng)新發(fā)展。”中國工程院院士舒印彪說。

近年來，我國出臺了一系列支持海上風電發(fā)展的政策，促進產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)合作，取得顯著成效。2016年10月，國內(nèi)首個商業(yè)化運營的海上風電項目——三峽集團江蘇響水近海風電場實現(xiàn)全容量并網(wǎng)發(fā)電，拉開了海上風電發(fā)展大幕。如今，鹽城市匯聚了多家風電整機和零部件頭部企業(yè)，95%的風機零部件在江蘇省內(nèi)實現(xiàn)集成供應，形成“3小時供應鏈”。

類似的故事也在廣東陽江上演。2021年12月，我國首個百萬千瓦級海上風電項目——三峽陽江沙扒海上風電場實現(xiàn)全容量并網(wǎng)發(fā)電。海上風電開發(fā)助力廣東省陽江市打造全產(chǎn)業(yè)鏈一體化的廣東（陽江）國際風電城，推動金風科技、明陽智能、東方風電等22家風電產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)落戶陽江，帶動總投資近200億元，基本涵蓋了風電裝備制造全產(chǎn)業(yè)鏈。

當前，我國已形成從開發(fā)建設(shè)到配套服務的海上風電完整產(chǎn)業(yè)鏈。根據(jù)中國可再生能源學會風能專業(yè)委員會統(tǒng)計，中國擁有全球最完善、成本最優(yōu)的全套產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈，全球風電葉片、齒輪箱、發(fā)電機等零部件，有60%至70%在中國生產(chǎn)制造。

在2024海上風電現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈共鏈行動大會上，廣西北海與三峽能源簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，進一步加強區(qū)域協(xié)同發(fā)展；三峽能源、金風科技、寧波東方、北投能源等34家企業(yè)共同簽署海上風電現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈共鏈行動合約；三峽能源與上海拜安、兆方美迪等12家企業(yè)達成合作意向，為推動中小企業(yè)融入產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)造機遇。

“海上風電現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈共鏈行動是行業(yè)發(fā)展的必然選擇。海上風電機組包含數(shù)以千萬計的零部件，涉及眾多專業(yè)廠家，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈共鏈，可以大大降低成本，提高產(chǎn)業(yè)鏈資源利用率。” 中國可再生能源學會風能專業(yè)委員會高級顧問杜廣平說。

合力提高創(chuàng)新能力

當前，我國海上風電在高端裝備制造能力、深遠海海上風電施工能力上達到國際水平。在未來高質(zhì)量發(fā)展中，我國海上風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展與國外廠商面臨的問題和挑戰(zhàn)是一樣的，都要在技術(shù)“無人區(qū)”攀登新高峰。

記者了解到，目前海上風電產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)尚存一些短板。在風電機組設(shè)計與研發(fā)環(huán)節(jié)，功率半導體、高穩(wěn)定性主控系統(tǒng)、機組設(shè)計軟件等設(shè)計制造能力有待提升；在海上并網(wǎng)與輸電環(huán)節(jié)，柔性直流送出關(guān)鍵部件亟須降本，高壓柔性直流海纜、動態(tài)海纜技術(shù)水平仍需提升；在風電場規(guī)劃設(shè)計與建安環(huán)節(jié)，深遠海資源環(huán)境勘測評估技術(shù)規(guī)范仍待完善，深遠海風電施工技術(shù)裝備有待升級；在海上風電運維環(huán)節(jié)，智能化精準功率預測、極端災害應急防護、遠程故障診斷預警能力有待提升；在海上風電融合發(fā)展環(huán)節(jié)，融合應用裝備亟須技術(shù)降本，融合工程一體化設(shè)計施工技術(shù)有待深入研究。

“相較國際先進水平，我國在大容量風機、遠距離輸電、深遠海施工運維等領(lǐng)域的核心部件、關(guān)鍵技術(shù)裝備研發(fā)和批量制造方面還有差距。”中國工業(yè)經(jīng)濟聯(lián)合會執(zhí)行副會長兼秘書長熊夢說。

持續(xù)健全完善海上風電產(chǎn)業(yè)鏈是促進海上風電產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的有效路徑。業(yè)內(nèi)專家認為，要通過發(fā)揮牽頭建設(shè)單位的主體支撐和融通帶動作用，不斷推進海上風電產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)固鏈、技術(shù)補鏈、融合強鏈和優(yōu)化塑鏈。

“在高端材料方面，我們將與石化領(lǐng)域的上游企業(yè)共同研發(fā)；在深遠海風電高端附件方面，我們將與相關(guān)領(lǐng)域的高校加強合作，提供性能更好的交直流轉(zhuǎn)換產(chǎn)品。”寧波東方電纜總裁助理張治安說。

國務院國資委秘書長莊樹新表示，應鼓勵共鏈企業(yè)聚焦關(guān)鍵共性技術(shù)、前沿引領(lǐng)技術(shù)、顛覆性技術(shù)，圍繞風電機組、海上輸電、海洋工程、運維等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，聯(lián)合推進產(chǎn)業(yè)鏈上下游補短板、鍛長板，共同提高產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力、供應鏈暢通能力。

“我們將會同產(chǎn)業(yè)鏈上下游單位，共建海上風電創(chuàng)新平臺、創(chuàng)新聯(lián)合體、特色產(chǎn)業(yè)園區(qū)，健全供需對接機制、項目共建機制、成果共享機制和生態(tài)共建機制，推動海上風電產(chǎn)業(yè)鏈融合化、集群化、生態(tài)化、規(guī)模化發(fā)展。深化產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)圈戰(zhàn)略合作，加強產(chǎn)業(yè)對接和產(chǎn)能合作，支持重點項目落地實施，構(gòu)建海上風電開發(fā)利用合作共贏新生態(tài)。”三峽集團董事長劉偉平表示。

全力筑牢質(zhì)量根基

風電設(shè)備造價昂貴，一次事故帶來的不僅是直接財產(chǎn)損失，還會對風電產(chǎn)業(yè)的聲譽造成難以挽回的影響。近年來，海上風電不斷向深遠海推進，風機大型化快速提升，一些機型來不及進行長周期實地驗證就要推向市場，如何保障風機質(zhì)量是一道必答題。

在遠景能源高級副總裁、風機產(chǎn)品線總裁婁益民看來，風電是新質(zhì)生產(chǎn)力、先進生產(chǎn)力，風機是長壽命需求、高價值投資的設(shè)備，必須要堅持長期主義，關(guān)注25年、30年全生命周期的收益狀況。

“曾經(jīng)站在巨人肩膀上快速成長的中國風電現(xiàn)已蹚入‘無人區(qū)’，接下來向前的每一步都是全新的探索，這意味著風機將從‘制造’進入‘創(chuàng)造’階段。越來越大的新機組開發(fā)需要海量成本投入，包括全工況、多層級測試驗證在內(nèi)的大量投入，都應在終端產(chǎn)品價格中有所體現(xiàn)，讓創(chuàng)造、創(chuàng)新的價值得到市場認可。”婁益民說。

制造端精益生產(chǎn)是保障風電設(shè)備質(zhì)量的重要一環(huán)。近日，全球首座風電行業(yè)“燈塔工廠”認證落戶中國韶山·三一重能葉片工廠，實現(xiàn)了風電行業(yè)“燈塔工廠”從0到1的突破。三一重能副總經(jīng)理廖旭東介紹，在韶山工廠，一臺iPad即可實時監(jiān)控工廠所有運行情況和生產(chǎn)數(shù)據(jù)，從生產(chǎn)單元的溫度濕度，到螺栓力矩控制、葉片打磨平整系數(shù)等工藝參數(shù)與技術(shù)指標，每一項影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵指標都將呈現(xiàn)在平臺上，以此實現(xiàn)對生產(chǎn)全流程360度無死角在線監(jiān)控、精益化管理。

風電行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，還要解決電能可靠性問題。國家能源局新能源和可再生能源司原副司長史立山說，今后要解決風力發(fā)電和光伏發(fā)電存在的波動性問題，形成獨立提供新能源電力的能力，這需要進一步加強風電和儲能的配合、風電與微電網(wǎng)的配合。

婁益民同樣表示，以風光為代表的新能源將成為未來能源系統(tǒng)的主力電源，要真正將電網(wǎng)中的綠電占比提升至80%甚至更高，就需要克服風光的強波動性，基于構(gòu)網(wǎng)型風機、構(gòu)網(wǎng)型儲能建立“源隨荷動、荷隨源動、源荷互動”的新型電力系統(tǒng)是一條可行之路。只要突破構(gòu)網(wǎng)乃至離網(wǎng)設(shè)備的技術(shù)瓶頸，棄風棄光問題將迎刃而解，新能源將開啟繁花似錦的未來。