海上风电

9部分沿海省份“十四五”海上风电规划情况
10海上风电发展趋势

海上风电是什么

海上风电多指水深10米左右的近海风电，因为海上风电具有资源丰富、发电利用小时数高、不占用土地、不消耗水资源和适宜大规模开发的特点，欧美国家以及中国预计将持续推动海上风电建设发展。

海上风电

海上风电可供开发资源

从海风资源看，我国有超过18000千米的大陆海岸线，可利用海域面积超过300万平方千米，5-50米水深、70米高度的海上风电可开发资源超过500GW。如果考虑能70米以上的技术开发能力，实际开发的资源会更多。从消纳条件看，海上风电建设区域靠近东部电力负载中心，就地消纳方便。根据《风电平价助推碳中和，发展加速重估产业链》我国海上风电可供开发资源丰富，具备长期成长潜力。我国海上风电资源主要分布于山东、江苏、浙江、福建、广东的近海地区，并且这些省份是电力输入区，海上风电资源的开发正好与其需求相契合。根据《中国风电发展路线图2050》对水深5-50米的海上风能资源技术开发量的分析，我国近海水深5-50米范围内100米高度的风能资源技术开发量为500GW。

渤海地区：6.5-8m/s，水深平均18米，最深不超过70米，海底基础条件和安装技术渤海简单，港口距离近，基本不受台风侵扰，利于风电场的建造和运维；但基地区础设施较多，冬季还有海冰的影响。

山东地区：6.5-8.5m/s.港口距离近、施工资源较好，地质条件好，可不考虑台风危害；但有海雾和冬季海冰影响

江苏地区：6.5-8.5m/s，沿海低于50米水域较为宽广，海域较为宽广、基础设施少，地质条件好，施工资源较好，台风侵扰概率低。

上海、浙江地区：6.5-9.5m/s，风资源较好，浙江省海岸线较长，为2254km；但南部海域水深较深，杭州湾岛屿众多，有强台风侵扰.

福建地区：福建7-10+m/s，风资源好，台风受到台湾岛的阻挡破坏力大大减弱，福建省的地区

广东地区：广东7-9m/s，风资源好，广东省的海域面积达41.9万平方公里，位居第二，且也是大陆地区海岸线最长的省份，达4314.1公里，近海岸开发储量好。岩层，海域深水较深，有强台风侵扰，强盐雾。

广西省和海南省的西部：由于临近越南、老挝和柬埔寨等国家，风能资源较差，不适宜建造风电场。

海上风电

海上风电的优势

海上风电具有风能资源的能量效益比陆地风电场高，平均空气密度较高，发电效率好，普遍数据年度发电量能多出20%-40%左右。海上风湍流强度小、风切变小，受到地形、气候影响小；风电场建设受噪音、景观、电磁波等问题限制少；不占用土地资源；沿海区域用电需求大等优势，具体而言：

(1)海上的风较为平稳：风机运行需要看风的大小，陆上各个高度的风速相差很大，导致垂直方向的风速变化变大，受力不均衡，导致传动系统损坏。海上风切变也没有陆上大，并且风向改变的频率也比陆上更低。

(2)风机的利用率更高：风机的发电功率与风速的三次方成正比，海上的风速比陆上高20%左右，因而同等发电容量的海上风机的年发电量会比陆上高70%。

(3)单机装机容量更大：风机的单机发电容量越大，同一块地方的扫风面积和利用风的能量越多，资源能更充分利用，有助于降低成本。陆上风机的限制在于运输，长近上百米的叶片(拆成两段也有几十米)在陆上是很难运输的，而在海上就不存在这个问题，可以直接从叶片工厂海运至风电场。例如世优电气参与的陆上风机风机项目最大2.5MW，而参与的湘电平海湾海上风机以5MW起。

(4)距离用电负荷更近：我国用电市场重点分布在东南部沿海地区，西电东送工程可缓解能源供给不足和不平衡问题，但无法长期彻底地解决。我国西北建设了大量的风电场，却要通过高压线路输送到东南沿海，而海上风机都在沿海一两百公里处，适合供给用电负荷中心。

(5)没有扰民和占地担忧：陆上土地资源具有稀缺性，耕地红线不能动，林地不能建等等。随着陆上风电的发展陆上风能资源好的地方越来越少，而且风机噪音对居民和动物的影响也比较大。

海上风电的劣势

缺点：成本高，基础建设耗费人力物力；对于整机来说，防腐蚀是一个十分重要的技术因素；南方台风对风机的影响因素；电网建设配套成本很高。海上风电建设对码头有较高的要求，同时针对海上复杂的施工环境，在海上风电建设过程中，还需对海洋气象、潮位等信息进行监测，以防止台风、腐蚀等方面的影响，建设成本整体较高。此外，海上风电设备的维修和保养难度大，费用高，直接影响风电成本；海上风电操作人员必须经过系统培训，不仅要具备电气、机械等专业知识，还要具备海洋水文气象相关知识。

欧洲海上风电发展历程

根据《蓝海崛起，海上风电迎来黄金发展期》报告，全球海上风电起源于欧洲，现已开启平价时代。1991年，世界上第一个真正意义上的海上风电场——丹麦Vineby海上风场正式投运，迄今海上风电已有约30年历史。欧洲海上风电发展主要分为三个阶段：(1)技术可行性验证阶段(1991-2001年)，建设规模及单机容量较小，期间丹麦、荷兰、英国等国合计建设了9个海上风电项目，其中5个项目容量低于10MW，总投资额不超过1亿欧元；(2)商业化开发阶段(2002-2011年)，单个项目的建设规模平均达到400MW，累计装机规模超过6GW，海上风机进入大功率时代，平均单机功率达到4MW，平均度电成本降至0.69-1.29元/千瓦时。同期多国出台相关政策，推动海上风电建设，投资规模超过20亿欧元；(3)平价时代(2012-2019年)，欧洲开始深水远海的探索，新技术的探索带来建设成本的先抑后扬，2015年单位造价高达3.3万元/KW，截止2018年，单位造价已经可以控制在1.8万元/KW左右。目前欧洲已步入平价时代，度电成本现已低于0.5元/千瓦时，英国海上风电的招标电价已经下降至0.35元/千瓦时，德国也实现了零补贴，目前计划在2023-2025年投运的欧洲项目多数电价在0.4元/千瓦时以下。

我国海上风电发展历程

(1)起步：2007年，中海油渤海湾钻井平台试验机组(1.5MW)的建成运行，我国海上风电正式起步。

(2)缓慢发展阶段：2010年，东海大桥100MW海上风电场并网发电，我国海上风电产业正式迈出第一步，值得一提的是，东海大桥100MW海上风电场不仅是我国首个海上风电发电厂，更是亚洲首个大型海上风电场；2013年，累计完成海上风电项目13，均为试验性或示范性项目，这一时期，由于欠缺专业开发团队、技术尚不成熟，海上风电的维护相当困难，加上投资成本高昂，我国海上风电行业发展及其缓慢，截止2015年底，我国海上风电累计装机容量仅为1GW，远未达到“十二五”规划定下的5GW目标。

(3)加速发展阶段：2016年，国家能源局印发的《风电发展“十三五”规划》中提出海上风电重点发展地区——浙江、福建、广东及江苏等地，确保2020年实现海上风电并网5GW，风电累计并网装机容量达到210GW以上。在这一阶段中，我国风电行业技术精进，各方面条件基本成熟，加上政策的推动，截止至2019年，我国海上风机累计装机容量达到6.8GW，已成为仅次于英国(9.7GW)和德国(7.5GW>；)的第三大海上风电市场，提前完成“十三五”规划的目标。

海上风电产业链

根据《海风、新能源双轮驱动，中天步入高景气通道》报告，海上风电产业链的上游主要是风电机组、海缆等设备，中游包括风机安装和海底电缆铺设等海洋工程服务。具体来看，海上风电上游主要是风机、海缆等设备；国内风电机组龙头包括金风科技、远景能源、明阳智能等，海缆行业龙头包括中天科技、东方电缆、亨通光电等。产业链中游主要是海上风电工程服务，主要包括风电机组安装、海缆敷设等，需要专业的海上风电安装船和海缆敷设船。产业链下游主要是海上风电的运营商，装机量居前的公司主要包括国家能源集团、华能集团、国家电投、大唐集团、中广核等。

海上风电

海上风电基础形式

(1)桩式基础：桩式基础主要可以分为以下几种，单桩、多桩、导管架式、三角架。桩式都是固定式的基础结构，其中单桩在欧洲应用很广，能够适应很多种不同的海床土质，施工工艺十分简单，而且造价成本较低。

(2)重力式基础：重力式基础是依靠自身的重量来对抗海上风浪的荷载，能够适用在浅海水域，而且对海床的土质要求较高，不可以有淤泥存在。用混凝土来制作大体积沉箱或者基座，使基础结构能够稳稳地沉入海底，通常设计的结构体积和重量都非常巨大，因此这些结构大多是在施工地点附近的陆地上来进行制作。结构制作完成后，借助运输船只将基础结构运输到目标的施工地点，安装过程就较为简单，相比较来说施工的成本低廉。

(3)吸力式筒形基础：吸力筒式基础是一种比较新型的基础结构，可以根据实际的施工情况，来设计筒的数量从而保证基础结构施工的稳定性。吸力筒式基础不仅安装方便，拆除也十分方便，相关部件能够得到再利用。不过这种基础结构目前仍处于研究阶段，使用过程中是否存在风险尚未确定。

(4)漂浮式基础：漂浮式基础是利用浮力来对风电机组进行支撑，这项技术可以应用到深海海域的风电场建设中，然而在实际的建设中还存在较多难题，在防止风机结构过度倾斜以及摇晃还需要较多的研究。我国对漂浮式基础的研究起步较晚，目前还没有得到实际的应用，不过在未来的发展中具有较高的应用前景和价值。漂浮式基础主要包括四种类型，分别是单柱式平台、张力腿平台、驳船型平台和半潜式平台。