海上風(fēng)電是推動全球風(fēng)電發(fā)展的核心支柱之一。國際可再生能源署發(fā)布的研究報告認(rèn)為,在利好政策刺激下,隨著技術(shù)創(chuàng)新和成本下降的持續(xù),全球海上風(fēng)電在2030年將實現(xiàn)100GW 的累計裝機,甚至有望達(dá)到280GW。 國際可再生能源署(IRENA)日前發(fā)布了一份名為《創(chuàng)新應(yīng)用前瞻:海上風(fēng)電篇》(InnovationOutlook:Offshore Wind)的報告,對將會驅(qū)動海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的相關(guān)因素的未來走勢進行了研判。報告指出,伴隨著技術(shù)創(chuàng)新和成本的持續(xù)下降,全球海上風(fēng)電總裝機容量有望從2015 年的13GW 激增至2030 年的100GW。 “海上風(fēng)電已經(jīng)具備了作為核心電源來推動未來全球低碳經(jīng)濟發(fā)展的條件?!眹H可再生能源署總干事阿德南�B阿明(Adnan Z. Amin)指出,“在陸上風(fēng)電已經(jīng)在成本上能夠與傳統(tǒng)電源技術(shù)展開競爭的情況下,目前,海上風(fēng)電也正在引發(fā)廣泛關(guān)注,它具有高度依賴技術(shù)驅(qū)動的特質(zhì)?!?/font> 在全球高度關(guān)注發(fā)展低碳經(jīng)濟的語境下,海上風(fēng)電有成為改變游戲規(guī)則的可再生能源電力的潛質(zhì)。在國際可再生能源署的這份報告中,開篇即指出,“在人口密集的沿海地區(qū),可以快速地建立起吉瓦級的海上風(fēng)電場”,這也使得“海上風(fēng)電可以成為通過經(jīng)濟有效的方式(Cost-effectiveManner)來減少能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)碳排放的重要技術(shù)之一”。之所以能夠如此,則和它與生俱來的一些特點相關(guān),比如,生產(chǎn)的高度綠色、清潔化,技術(shù)進步能夠推動成本下降并進一步擴大了其在新能源市場中的份額。自從第一座海上風(fēng)電場投運以來,海上風(fēng)電成本的下降幅度超過了30%,其度電成本(LCOE)也從2001年的240 美元/ 兆瓦時(按照當(dāng)時匯率折算,約合人民幣1986 元/ 兆瓦時)降低到了2015年的大約170 美元/ 兆瓦時(按照當(dāng)時匯率折算,約合人民幣1054 元/ 兆瓦時)。此外,海上風(fēng)電還從陸上風(fēng)電所取得的成功以及各方高度重視推動技術(shù)進步中進一步受益,這些技術(shù)將可以推動海上風(fēng)電開發(fā)成本大幅下降,并可以使更多海域的風(fēng)能資源得以開發(fā)。 然而,報告的撰寫者們認(rèn)為,在目前的成本基礎(chǔ)上,要想保持海上風(fēng)電的良好發(fā)展勢頭,還要做好以下幾項工作:繼續(xù)推動成本下降,降低并網(wǎng)的難度,進一步開拓潛在的市場,持續(xù)關(guān)注環(huán)境、健康以及安全等方面的問題。尤其值得一提的是,國際可再生能源署認(rèn)為,技術(shù)創(chuàng)新將會成為推動海上風(fēng)電成本進一步削減的關(guān)鍵因素。上述報告中描繪了一些技術(shù)創(chuàng)新愿景: (1)葉片制造技術(shù)以及傳動系統(tǒng)性能的持續(xù)改善。這使得可以應(yīng)用更大型的葉片,相應(yīng)地提高了單機容量。目前主流在役機組的單機容量為6MW,風(fēng)輪直徑達(dá)到150m。運用更大型的機組,可能并不一定會在現(xiàn)有設(shè)計的基礎(chǔ)上進一步降低單位兆瓦的資本成本,但卻可以通過提高可靠性以及降低單位兆瓦的基座制造和吊裝成本,來降低度電成本。預(yù)計到21世紀(jì)20 年代,單機容量為10MW 的海上風(fēng)電機組將會投入商業(yè)化應(yīng)用,而到21 世紀(jì)30 年代, 單機容量為15MW 的機組將可以進入市場。 (2)機組吊裝的便捷化。機組吊裝將會不斷趨于簡單。通過在港口組裝和預(yù)調(diào)試機組,并在海上一次性完成吊裝工作,可以大大簡化原有的環(huán)節(jié)。另外一種創(chuàng)新則是預(yù)先安裝好機組和基座,再通過定制的運輸船或者拖輪將其運到指定的機位點。這些方面的創(chuàng)新有助于降低吊裝成本,并規(guī)避健康和安全風(fēng)險。 (3)漂浮式基座的發(fā)展。漂浮式機組是另外一個將會對海上風(fēng)電成本下降產(chǎn)生重要影響的創(chuàng)新環(huán)節(jié),并有望在2020 年實現(xiàn)商業(yè)化。應(yīng)用該類型的基座,可以使海上風(fēng)電開發(fā)進入到風(fēng)能資源更好,水深超過50m的海域。在中等水深(30 m�C50 m)的海域,相比于固定式基座,漂浮式基座無疑更具成本優(yōu)勢,因為其可以使基座設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化,并能夠最大限度地減少海上作業(yè)。此外,安裝這種基座時還可以使用造價低、現(xiàn)成的安裝船。 (4)輸電環(huán)節(jié)的創(chuàng)新。輸電環(huán)節(jié)也存在諸多可以創(chuàng)新的方面,其中就包括減少海上高壓交流(HVAC)基礎(chǔ)設(shè)施。在輸送離岸較遠(yuǎn)的風(fēng)電場所發(fā)電力時,高壓直流(HVDC)方式要優(yōu)于高壓交流(HVAC)方式,因為前者可以減少線損以及電纜成本。高壓直流輸電基礎(chǔ)設(shè)施成本的下降,將可以為其打開新的應(yīng)用市場,并使高壓直流變電站的互聯(lián)成為建設(shè)國際或者洲際高壓交流超級電網(wǎng)的第一要素(First Elements)。 其他方面的諸多創(chuàng)新也已經(jīng)具備了商業(yè)化的條件。比如,風(fēng)電場開發(fā)環(huán)節(jié)的創(chuàng)新――優(yōu)化微觀選址技術(shù)從而更好地利用風(fēng)能,減少氣動尾流效應(yīng)以及最優(yōu)化利用各類海底地質(zhì)條件,都使得海上風(fēng)電場的整體布局趨于更加合理。此外,創(chuàng)新還被廣泛運用于運行維護(OMS)環(huán)節(jié),報告對這些方面也進行了全面、細(xì)致的研究。 這份報告的核心結(jié)論之一就是,如果全球經(jīng)濟一直朝著無碳化的方向發(fā)展,到2030 年,風(fēng)電必將成為主力電源。國際可再生能源署認(rèn)為,海上風(fēng)電的總裝機在2030 年將達(dá)到100GW,但如果能夠從政策層面使可再生能源在全球能源結(jié)構(gòu)中的占比翻番,那么到2030 年海上風(fēng)電的裝機規(guī)模有望進一步擴大――風(fēng)電總裝機將達(dá)到1990GW,其中海上風(fēng)電占280GW。 “海上風(fēng)電的發(fā)展?jié)摿薮螅嬲龑⑵浒l(fā)揮出來,各國政府還必須加大對技術(shù)創(chuàng)新的支持力度,并進一步完善相關(guān)機制,從而降低技術(shù)風(fēng)險和財務(wù)成本?!?世界風(fēng)能協(xié)會(WWEA) 秘書長斯蒂凡�B 辛格(Stefan Gsänger) 表示,“ 國際可再生能源署的這份報告則為我們指明了需要繼續(xù)努力的方向?!?/font>
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