撰文 | Penn；編輯 | 郭郭
→這是《環球零碳》的第589篇原創
3月26日上午，我國第一座深遠海浮式風電平台——「海油觀瀾號」離開廣東珠海福陸碼頭，前往海南的文昌海域，進行海上安裝和調試。這是我國第一個工作海域離岸距離100公里以上，水深超過100米的漂浮式風電平台，「大風車」約高70層樓，掃風面積約2.7個足球場大小，能抗17級颱風。
4月3日，經過約180海里的拖航， 「海油觀瀾號」安全抵達海南文昌海域，正式啟動海上安裝調試工作。
這標誌著我國深遠海風電關鍵技術取得重大進展，海上油氣開發邁出進軍「綠電時代」的關鍵一步。
浮式風電應用場景豐富，同時可協同發展海洋牧場、海水制氫、海洋旅遊、海洋礦產資源開發，形成綜合能源島等跨界融合的海洋產業新生態。
「十四五」期間，我國規劃了五大千萬千瓦海上基地，各地出台的海上風電發展規劃規模已達8000萬千瓦，將推動海上風電實現更高速發展。由近海走向遠海是海上風電規模化發展的趨勢，漂浮式海上風電則是深遠海風電開發的主要形式之一。
在「海油觀瀾號」順利啟航的同時，我國漂浮式海上風電也開始了揚帆。2022年12 月26 日，總裝機容量為百萬千瓦的漂浮式海上風電項目在海南省萬寧市開工，這是中國首個規模化深遠海海上風電項目，也是全球規模最大的商業化漂浮式海上風電項目，場址平均水深為100 米，場址中心離岸距離為22 公里，規劃面積160 平方公里，項目規劃總裝機容量100 萬千瓦。
根據挪威船級社（DNV）最近的一項調查顯示，漂浮式海上風電行業正處於發展的早期階段，但有望快速增長，在未來十年多一點的時間內實現完全商業化。DNV預測，未來30年全球將安裝約300GW的海上漂浮式風電，需要約2萬台渦輪機，到2050年，所有海上風電裝機容量的15%將來自漂浮式渦輪機。
深遠海漂浮式風電為何是海上風電行業未來發展的確定性趨勢？國內外漂浮式風電發展及未來趨勢如何？
01 海上風電發展，漂浮式是必然方向
海上風電與陸上風電相比，存在穩定性高、風速大等特點。但由於近海開發資源有限、生態約束強、其他經濟活動需求大、場址較為分散，海上風電向深遠海發展是必然趨勢。相較於近海風電，深遠海域風資源條件更優、限制性因素更少、能通過規模化開發降本增效，未來開發潛力巨大。
根據Principle Power 統計，全球超過80%的海上風能資源潛力都蘊藏在水深超過40m 的海域。據 ESMAP測算，美國、中國、日本等海風資源儲量分別可達 5259/2982/1897GW，其中深海（>50m）占比達64%，未來深遠海風電資源開發空間廣闊。當水深大於60m，固定基礎的成本急劇提高，導致經濟性較差，而漂浮式依靠系泊系統與海床連接，水深增加帶來的邊際成本增幅較小，更具邊際成本優勢。因此，海上風電的發展正呈現出由淺海到深海、由固定式到漂浮式的變化趨勢。
漂浮式海上風電的設計思路很大程度借鑑了油氣領域的技術積累，目前漂浮式海上風電的基礎類型主要包括四大類，分別是駁船式（Barge）、半潛式（Semi-sub）、單柱式（Spar）和張力腿式（TLP），這些基礎形式在油氣領域比較常見。目前，四種基礎類型的漂浮式海上風電設備在在歐洲的不同項目中均展露身影。其中，Principle Power的WindFloat半潛式海上風電裝置被用於建設蘇格蘭Kincardine 浮式風電場，該風電場容量為 50 兆瓦，為目前世界上最大的運營中浮動風電場。目前全球最大的在建漂浮式海上風電項目Hywind Tampen 已於2022 年投運7 台單機容量為8.6MW 的風機，剩下4 台預計2023 年投運，其使用的則是 Equinor 的 Hywind 單柱式浮標技術。
02 國際：示範性項目逐步投產，商業化進程顯著加快
2009年，挪威國家石油公司Equinor率先開展了全球首台海上浮式風機樣機實測項目，該項目採用單柱型基礎，距離挪威西南海岸線10km處，單機容量2.3MW，水深約200m，總投資約4億挪威克朗。之後，葡萄牙、日本、法國、西班牙、韓國等國家也紛紛推出漂浮式樣機，近期漂浮式樣機的推出速度明顯加快，漂浮式海風已經歷從單台樣機到小型商業化示範風電場的過程。
據國金證券不完全統計，截至2022 年，全球累計共有202.55MW 漂浮式風電項目投運，占海風累計裝機量比值不足1%，其中英國/挪威/葡萄牙分別累計投運80/66/27MW,占比39%/33%/13%。已投運項目中，位於英國、葡萄牙、挪威共超過150MW項目實現了商業化的突破。
根據已披露項目，2023-2025 年已有530MW 確定性漂浮式風電項目將投運，裝機規模及單機容量相較歷史均有一定提升。在建項目中，法國的Province GrandLarge、Groix&Bella le 等 4 個項目、美國的Aqua Ventus I 、日本的Goto City 及中國的中電建海南萬寧百萬千瓦級漂浮式海上風電項目（一期）為商業化項目， 規模達3 55.7 M W且均在 2023- 2025 年間投產，商業化進程顯著加快。
此外，多國已宣布漂浮式裝機的中長期規劃。截至2030 年，歐洲累計漂浮式風電裝機規模或超20GW，韓國累計規模或達9GW。截至2035 年，美國累計漂浮式風電裝機規模或達15GW。
03 國內：政策加碼，漂浮式風電發展提速
回顧過去，我國海上風電政策主要分為三個階段：
1/2009-2015: 起步階段，著眼整體部署
2009年4月發布的《海上風電場工程工作大綱 》初次對海上風電進行規劃，2014年《海上風電開發建設方案(2014-2016》首次大模列入海上風電建設方案。
2/2016-2021: 初具規模，地區重點規劃
2016年11月，《風電發展十三五規》重點推動工蘇、浙江、福建等省的海上風電建設，到2020年四省海上風電開工建設規模均達到百萬千瓦以上。
3/2022年之後：規模之後，走向平價
2021年3月及10月的兩份文件明確鼓勵建設海上風電，奠定未來發展確定性基調。搶裝年之後，多省海風規劃超預期，產業鏈加速降本增效。
中國「十四五」海風發展戰略為優化近海海上風電布局，開展深遠海海上風電規劃，推動近海規模化開發和深遠海示範化開發，重點建設山東半島、長三角、閩南、粵東、北部灣五大海上風電基地集群。
具體到漂浮式技術，《 「十四五」能源領域科技創新規劃 》、《加快電力裝備綠色低碳創新發展行動計劃》要求應積極推進遠海深水區域漂浮式風電裝備基礎一體化設計、建造施工與應用；具體到漂浮式項目，《「十四五」可再生能源發展規劃》 提出力爭「十四五」期間開工建設我國首個漂浮式商業化海上風電項目。除了中央層面的政策，我國沿海各省也紛紛出台深遠海域海上風電發展規劃，積極推動深遠海風電前期工作及開工建設。
目前，國內處於漂浮式樣機驗證階段。2021 年7 月，由三峽集團投資建設的國內首台漂浮式海上風電平台——「三峽引領號」在廣東陽江海域成功安裝並實現併網。「三峽引領號」採用三立柱半潛式平台，風機安裝於其中一個立柱上，場址中心離岸距離30 公里，該台機組容量5.5MW。我國另有中船集團「扶搖號」、龍源電力漂浮式海上風電與養殖融合研究與示範項目、中海油深遠海浮式風電項目、明陽陽江青洲四海上風電項目、中電建海南萬寧百萬千瓦級漂浮式海上風電項目（一期）預計將於2025年前投運，總裝機規模為229.2MW。
04 未來：降本潛力較大，商業化可期
從2009 年首個樣機投運以來，漂浮式海上風電樣機驗證已經超過10 年，2017 年首個漂浮式風電場Hywind Scotland 投運，至今也已超過5年，歐洲在漂浮式海上風電技術驗證方面積累了較為豐富的經驗，漂浮式海上風電的技術可行性得以證實。
整體來看，高成本是當前制約漂浮式海上風電大規模商業化發展的主要因素，未來降本情況將是影響行業發展的關鍵。DNV的海上風電部門主管Magnus Ebbesen也認為，漂浮式風電的商業吸引力將取決於成本的降低和各個市場的不同價格。但是成本的降低不會通過等待來實現，這使得到2030年安裝第一代大型浮動風電場，對實現浮動風電的光明前景至關重要。
據華創證券不完全統計，山東/浙江/廣東/海南固定式海風項目的單位造價分別為1 1753/13483/14067/12500元/kW，但目前單位成本較低的 WindFloatAtlantic 2 、 Tetraspar Demonstration漂浮式風電項目單位造價仍高達3.5/ 3.7萬元/kW，雖然與首個投運的 Hywind I項目17.8 萬元/kW的單位造價相比已有大幅度下降，但仍約為固定式海風的4 倍。
單體規模的提升和單機容量的增加則被認為是漂浮式海上風電降本的核心手段。Equinor 認為，漂浮式風電場單體規模的增大是降本的關鍵，這在Hywind Demo（2.3MW）、Hywind Scotland（30MW）、Hywind Tampen（88MW）等實際項目上已經體現；隨著單體規模達到200MW 以上，漂浮式海上風電的單位投資成本和度電成本有望進一步快速下降。根據Principle Power 披露數據，單機容量提升對於漂浮式項目降本效果明顯，2011 年投運的WindFloat 1 樣機的單機容量2MW，2021 年投運的Kincardine 項目單機容量9.5MW，雖然後者單機容量是前者的近5倍，但漂浮式基礎的重量不到前者的2 倍。
Carbon Trust 預測，漂浮式風場降本總空間達52%，其中平台基礎、風機降本空間最大，分別為16%、12%。DNV的《能源轉型展望》則預測，到2050年，浮動海上風電的成本將下降近80%。目前漂浮式海風仍處於發展初期，單體規模不超過100MW，而深遠海風資源較好，更利於機組大型化，隨著大型漂浮式風場的規模化放量，未來降本空間巨大。
廈門大學中國能源政策研究院院長林伯強在接受人民網採訪時表示：「『海油觀瀾號』啟程前往海南文昌海域進行風力發電，對於我國風電乃至全球風電領域來說都是革命性的一刻，意味著中國的風電開發已經從淺海走向了深遠海。隨著海上風電產業的快速成長，海上風電的規模效應逐漸顯現，海上風電將實現高質量發展，深遠海風電資源的開發將成為全國乃至全球未來的重要增長點。」
（參考文獻詳見公眾號環球零碳）