我国海上风电发展现状、问题和措施

黄维学，方 涛

相比陆上风电，海上风电有很多优点，如：节约土地资源[1]，噪声和视觉对公众影响小；海上发展空间受限制程度小；风能资源比陆上大，风速高，离岸10 km的海上风速通常比沿岸陆上高约25%；湍流强度低，海水表面粗糙度低，使在风电机组上的疲劳载荷减少，设备使用寿命延长；由于风切变小，可降低塔筒高度，从而降低了风电机组的成本。因此许多沿海国家已将海上风电作为新的发展方向。

我国政府在2009年的哥本哈根大会上对国际社会做出了非化石能源满足2020年15%能源消费需求的承诺，随后又提出2020年我国单位GDP二氧化碳排放强度较2005年减少40%～50%的目标。虽然我国风力资源非常丰富，但是资源分布与电力需求并不匹配，东南沿海地区电力需求大，风电场接入方便，但土地资源紧张，可用于建设风电场的面积有限。而广大的“三北”地区风资源丰富，可建设风电场的面积较大，但其电网建设相对薄弱，电力需求相对较小，需要将电力输送到较远的电力负荷中心。东部沿海地区的海上风资源丰富且距离电力负荷中心很近，开发海上风电场将有效改善东部沿海地区的电力供应情况。

1 我国沿海地区的风能资源

我国有海岸线约1 800 km，东南沿海及其附近岛屿是风能资源丰富地区，如山东、江苏、上海、浙江、福建、广东、广西和海南等省（市）沿海近10 km宽的地带，年风功率密度在200 W/m2以上，沿海岛屿有效风能密度在300 W/m2以上。近海10 m水深的风能资源约1亿kW，近海20 m水深的风能资源约3亿kW，近海30 m水深的风能资源约4．9亿kW。潮间带、近海和中等水深风电可开发区域范围非常宽广（见图1）。

2 我国海上风电的发展现状

2.1 各省规划情况

2010年3月，国家能源局下发通知，要求辽宁、河北、天津、上海、山东、江苏、浙江、福建、广东、广西、海南省（区、市）申报海上风电特许权招标项目的规划。到2020年我国各省（区、市） 海上风电规划已取得初步成果（见表1）。

2.2 海上风电场开发现状

自2007年11月8日，中国海洋石油总公司投

图1 潮间带、近海和中等水深风电可开发区域

表1 各省（区、市）海上风电规划初步成果

资并自主建造安装的第一座海上风力发电站投产开始我国海上风电项目发展十分迅猛，其中，东海大桥海上风电场于2009年9月4日首批3台机组正式并网发电，2010年10月8日，我国首轮100万kW海上风电特许权项目招标完成。

2010年9月28日我国乃至全球首个潮间带风电场国电龙源潮间带试验风场全部投产发电。

2.3 风机整机商发展现状

由华锐风电负责建设的“国家能源海上风电技术装备研发中心”于2010年1月6日正式获得国家能源局授牌。而且国内功率最大的6 MW样机也已于2011年6月正式出产下线。

其他诸如金风科技、湘电、东汽、上海电气、海装风电以及联合动力等诸多企业也都斥巨资大举进入风电领域，通过购买专利技术及建立产业基地，力图在3～5年内形成整机制造能力，甚至建成完整产业链，其中在某些技术领域已取得一定进展。

3 存在的问题

3.1 近海风资源评估滞后

与风电制造领域的火热场面相比，我国海上风电的前期准备工作并不够充分，陆上大规模普查风力资源还没有完全查清楚，而海上的风力资源普查则刚刚开始[3]，尽管中国气象局风能太阳能评估中心正在收集目前一切可利用的数据、观测资源、卫星资料，进行近海风资源及其开发环境评估，但这个工作需要持续比较长的时间，加上收集和处理海上风能资源评估资料比较困难，不确定性也很大，所以导致我国在近海风能资源评估方面相当滞后，严重阻碍了我国海上风能资源的有效开发利用和海上风电产业的健康发展。

3.2 整机技术自主研发能力弱

海上风力发电机组技术是集空气动力学、机械设计和制造、发电技术、电力电子、控制技术、高可靠性设计和海洋工程为一体的综合性技术。即使像在海上风电已有十多年的经验的欧洲公司，也还没有研发出专用的海上风力发电机[4]；由于我国海上风电起步晚，欧洲公司对我国实行技术封锁，在这种条件下，与火电、水电和核电相比，海上风电技术研发人才严重不足，特别是系统掌握风电理论并具有海上风电工程设计实践经验的人才相当匮乏，导致我国海上风电整机技术自主研发能力相当薄弱，难于适应当前我国海上风电快速发展的需要，成为我国海上风电发展的最主要障碍。

3.3 海上风电产业体系不健全

就世界范围而言，基本上还没有形成一套独立的海上风力发电机组设计方法、标准和检测、安装、运行和维护体系，海上一些特殊问题还没有得到很好解决。

至于我国风电产业体系则更加不完善，风电技术标准、产品认证与测试、系统设计、工程管理、安装、运行和维护等基础都还比较薄弱、宏观选址和微观选址技术研究不够深入，大型风电场并网技术以及风电对接入电网影响等研究工作不足，实践经验少，风电产业体系并不完善。但是国内许多企业无视我国风电缺乏核心技术、国产风机设备质量差，缺少产业体系规范的现实，企业盲目投资和地方项目无序上马，造成大量资源浪费，影响海上风电的健康发展。

3.4 海上风电场经济性不高

尽管海上风电具有风速高、风向稳定、有效利用小时明显高于陆上风电场等优点，但是海上风电场由于建设、安装、入网以及维护难度的增加，投资成本远高于陆上风电场。就东海大桥风电示范项目而言，目前确定的含税上网电价为0.978元/(kW·h)，比陆上风电特许权招标电价相比高出近1倍。即使这样，业内专家还预测该项目仍难以实现收支平衡。依据国外海上风电场经验，以我国当前海上风电的建设成本，电价至少要达到1.2元/(kW·h)以上才能盈利[5]。所以海上风电高昂的成本是阻碍其大规模商业应用的主要因素之一。

4 急需采取的措施

4.1 尽快开展海上风资源勘测和评估

风能资源探测、分析是海上风电场建设的前期工作，是指导海上风电场建设的重要依据之一，不管是选用进口的海上风机还是自主开发海上风力发电机组，在大规模开发海上风电之前，都必须对海上风资源详查取得第一手资料并进行深入的研究分析。这一点在投资风险大的海上风电开发中表现尤为突出，任何与实地风资源的偏差都将影响整个风电场将来的安全运行和经济效益。因此国家应尽早开展近海风能资源普查、加强实地测风工作并进行风资源评估，为海上风电建设规划提供可靠的基础资料，使海上风电场的建设做到有序开发，先易后难，取得经验，减少风险。

4.2 加强海上风电自主研发能力

政府应该通过相关政策来支持和整合国内有限的研发资源，聚集全球顶尖的风电技术装备研发人才，联合国际、国内顶尖高等院校和研究机构，进行海上风电装备设计和制造、部件与整机的测试、风机并网、网机联动等技术方面的研究，建成全球技术水平最高、设备最先进，研发和试验能力最强的风电技术装备研发机构。同时鼓励有关企业通过加强技术引进和产、学、研相结合，在风机核心技术研发上有所突破。这样才能跟上国外风电先进技术，在解决我国海上风电发展面临的技术难题的同时，引领全球风电技术的发展。

4.3 加快海上风电产业体系建设

海上风电的大规模发展必须要有一套适合的标准或规范，所以应加快风电标准体系建设，加快现有行业标准的修订、整合和完善。根据我国国情研究制定新的行业标准，形成统一、完整、符合我国国情的海上风电设备标准体系，可采用先有企业标准，再到行业标准，最后形成国家标准的模式。

研究建立风电设备检测、认证制度，建立行业准入标准，风电整机和关键部件必须通过国家认可的检测认证机构的检测和认证后方可进入市场。支持风电设备公共技术平台建设，依托科研院所和重点企业，建设一批风电检测、试验机构，重点支持海上风电零部件和整机检测和测试、新能源接入测试等机构的建设，加快风电产品认证体系和能力建设，逐步推进风电设备企业和产品强制性认证。

鉴于丹麦在总结风电产业经验时，把很重要一部分原因归结到风电机组的质量认证和采用技术标准上。因此我国也必须建立起标准、检测和认证三个风电产业体系，来保证风电机组运行可靠性。

4.4 提高经济性

我国海上风电场的建设处于初级阶段，技术还不成熟、海上基础、运输和安装、风机的运行和维护经验还很少，导致投资成本与营运成本较高是难免的，国家应该在税收和电价政策上给予企业一定的优惠空间，结合国家有关财税政策，制定适合海上风电发展的电价政策，只有使海上风电20年经营期的度电成本的上网电价在投资者合理收益范围之内才能使海上风电产业健康、快速的发展起来。

5 结语

我国近海风资源非常丰富，东南沿海一带未来的海上风场处于用电负荷中心，加上我国节能减排的压力非常大，所以虽然我国海上风力发电处于开发的初级阶段，但是发展非常迅速。而尽快开展近海风资源的探测和评估，加强我国海上风电的自主研发能力，建立健全的海上风电设计标准、检测和认证体系，制定合理的电价和税收政策，则是尽早实现我国沿海海上风电的大规模开发，确保海上风电产业持续、健康稳定发展的必由之路。

[1]王徽，黄成力.海上风力发电技术.上海节能，2007（1）：23-26.

[2]胡东等.风电接入对海上油田平台电网稳定性的影响 [J].电网技术，2009,33（9） 78283.

[3]朱晨，“襁褓”中的海上风电，商务周刊，2008年7月5日

[4]武春霞，顾为东.海上风电需从长计议 [J].高科技与产业化，2009， （9）：45-48.

[5]贺德馨.2020年中国的科学和技术发展研究 [J].科技和产业,2004,4(1)：36.