我国首台单机容量最大海上风电机组通过测试

文/于 达

2020 年11 月16 日，我国首台也是亚洲地区单机容量最大的兆瓦级海上风电机组，在福建兴化湾二期海上风电场一次通过高/低电压故障穿越测试，这标志着该型机组具备高/低电压故障穿越能力，也就是说，当电网出现故障时，在标准规定的故障穿越曲线范围内，机组不但不脱网，还能为电网提供支撑，帮助电网恢复。

不难看出，我国海上风电在“十三五”期间实现了一轮快速发展，新增装机容量连年大幅递增，至2019 年年底，海上风电累计装机容量已完成593 万千瓦，超额完成国家能源局“十三五”规划提出的500 万千瓦的目标。

这期间海上风电具有以下特点：享受国家高额电价补贴，风电场离岸较近、水深较浅，开发条件相对较好，开发商投资收益较高；风机机组容量相对较小；产业链发展迅速，但发展比较粗放。以上特点表明，海上风电规模化开发建设尚处于培育阶段。

1 “抢装潮”来临

总体来看，“十三五”期间，我国海上风电装机容量已经形成一定规模，在设计、制造、施工、运维等产业链各个环节积累了宝贵的经验，主机、海缆和基础结构制造、海上施工等相关产业能力得到大幅度提升，为下一步低成本开发建设海上风电打下了较好的基础。

国产发电机组大型化进步明显，主力机型从3 兆瓦普遍提高到5 兆瓦以上，国内10 兆瓦海上风机也已下线，产能稳步提升；国内用于海上风机吊装作业的自升式平台（包括国产和引进）已达30 余艘，各型打桩锤30 余台套，单桩生产具备单重2 000 吨以下、最大桩径10 米的生产能力。产业链能力的提升，为我国规模化开发建设海上风电提供了有力支撑。过去几年中，海上风电建设成本也有了明显下降，降低海上风电上网电价具备了一定基础。

然而2021 年年初，我国海上风电却迎来了政策上的变化。

2020 年1 月，财 政 部、国家发展改革委、国家能源局联合印发《关于促进非水可再生能源发电健康发展的若干意见》，其中提到，从2022 年开始，中央财政不再对新建海上风电项目进行补贴，鼓励地方政府自行补贴，支持本省海上风电项目的建设。也就是说，2022 年，中国海上风电即将提前进入平价时代。

消息一出，立马掀起了海上风电的“抢装潮”。为了争取到0.85 元的补贴上网电价，广东、江苏、浙江、福建等沿海省份大量核准项目纷纷开工建设。

本该随着建设规模扩大而下降的海上风电单位千瓦建设成本开始上升，而这显然有悖于行业发展的预期。怎样在即将到来的“平价时代”有效降低海上风电开发建设成本，是摆在全行业面前的重大任务。

2 降成本是关键

随着风电场离岸越来越远、水越来越深，海上风电开发难度将越来越大。虽然各地区“省补”政策尚未出台，但“十四五”期间实现海上风电平价上网已基本成为业内共识。

“十四五”期间，海上风电开发将面临诸多方面的挑战，具有以下特点：以平价上网为目标，风电场离岸越来越远、开发难度越来越大，机组大型化趋势明显，柔性高压直流送出系统和漂浮式基础将逐步被采用，规划和装备投资及开发建设将更加集约、高效。

人们不应该以“十三五”期间的思路和模式来应对这些变化和挑战，而应该寻求新的发展思路并尽可能达成业内共识，使行业能够健康发展。

“抢装潮”过后，海上风电的开工规模下降将会是大概率情况。如果持续亏损将会影响全产业链的进一步投入和研发，进而影响整个行业的投入和技术进步，对行业发展将是十分不利的。因此，降低开发成本，使产业链各个环节适度盈利并持续发展，是今后海上风电建设的关键问题。

如果适当降低投资考核收益率，比如降到5%左右，根据各地取消补贴后的标杆上网电价、风资源和建设成本的差异，经过粗略计算和评估，风场的总开发成本如能在目前基础上降低15%～30%，应该可以实现平价上网。但实现这个降幅需要一定的时间，各省级政府也应该给予一定的过渡期支持，相信通过各方努力，这个目标是可以实现的。

3 以集约化提升效率

未来，补贴退坡和向深海“进军”的海上风电行业若想健康可持续发展，只有依靠合理的规划、一定的市场规模、持续的投入和技术升级，才能达到集约高效开发、逐步降低成本的目的。目前，我国在此方面还有很大的进步空间。

首先，在规划阶段应充分考虑风电场的集约开发问题。目前的海上风电项目，不论规模大小，都是由开发商与地方政府签订开发协议后，各自为政规划送出路由和送出方案，自建海上升压站和送出系统，既谈不上集约，更谈不上经济。随着离岸距离越来越远，采用高压柔性直流送出已成必然。如果仍然按照目前的做法，不但会造成重复投资浪费，还会进一步增加成本，成为开发商不可承担之重。海上风场规划应按照集约化开发的原则，尽最大可能集中连片使其具备一定的规模。由于电网系统掌握着国内最先进的高压柔性输送技术和产业链，建议送出环节由电网系统统一规划并投资建设，并收取一定的投资收益。

其次，主机厂商要更加重视海上风电场的综合建设成本。风机是海上风电最为核心的设备，其性能和可靠性在很大程度上决定了风电场的投资收益。电价固定后，发电量就成为影响投资收益最敏感的因素，因此风机的技术进步是降低海上风电成本的核心和关键所在。风机的技术进步主要体现在提高风能利用效率（提高风机的等效满负荷发电小时数）、降低基础造价、更易于安装和维护、运行更加稳定可靠、运行维护更加智能化等，随着深远海大机组时代的到来，通过风机及基础的一体化设计，进一步降低海上风场基础和施工成本，也应该成为风机制造商重视的关键问题。

再次，应重视“母港”的规划建设，投资建造高效的海上施工作业船只。随着风场离岸越来越远，水越来越深，海上作业更加困难，要保障海上作业效率，除了需要更加大型、高效的施工船只外，在海上风场集中连片开发的区域建设海上施工所依托的“母港”尤其必要。所谓“母港”，是指海上风电开发建设和运行维护所依托的专业港口，具有制造、物流、存储、组装、海上出运等功能。另外，应积极推动多产业融合发展尽快实施。多产业融合发展可以提高海洋资源利用效率，如果规划利用得当，通过增加投资收益，分摊海上风电建设成本，是有效降低成本的思路，例如山东省提出的融合海洋牧场发展养殖业的概念。目前的关键是要尽快拿出跨行业融合的具体实施方案，配套出台相关政策和规范。

最后，要因地制宜发展适合不同海域的技术方案，重视漂浮式海上风电基础的应用。国内的海上风电规模开发建设始于江苏省，目前国内投资建造的技术装备也基本上是基于江苏省的技术方案规划建造的，如用于风机分体式吊装的自升式平台及用于单桩基础施工的起重船等。实践证明，这些装备在江苏海域实现了比较高的施工效率，成本也较低，对江苏及以北的海域较适用。但这套方案拿到南部沿海地区，则适用性较差，效率大打折扣。比如，福建海域地质情况比较复杂，嵌岩作业十分困难，就不一定要沿用江苏地区单桩或者高桩承台基础的思路，可开发单桩复合筒组合基础、复合筒型导管架基础、锚固钢筋混凝土基础等，尽量避免或者减少嵌岩作业，提高效率，降低成本。再比如，广东地区集中连片开发规模较大，则更适合采用类似于欧洲的依托母港的高效船机作业方案。因此，技术人员更需要针对不同海域的情况，开发针对性和适用性更强的技术方案。

漂浮式基础在国内应用的优势在于，其生产制造与造船业吻合度较高，而国内又有相当庞大的造船业产能，容易形成生产规模，现有的产能既可满足一部分海上风电的需求，造船业的闲置产能也可得到充分利用。因此，我国应根据国内海域的实际情况，加大漂浮式基础相关技术的研究，早日实现商业化应用，发展适合我国国情的漂浮式基础技术方案，降低海上风电建设成本。

4 合理规划去同质化

近些年，国内很多施工单位纷纷看好海上风电市场前景，投资购置了大量的海上风电施工装备，如自升式平台、起重船、打桩锤等，但由于缺乏统一规划指导和相互合作，以及市场预期的不确定性，造成这些装备的同质化、碎片化，除了局部的性能参数逐步有所提高外，整体没有显著的技术进步，与欧洲等先进地区存在技术代差。此外，设备分散在各个承包商手里，资源整合和使用效率也较低。例如，国内到目前为止也没有建造一艘能自行搭载风机部件和风机基础构件的所谓“风电安装船”，而欧洲已经在设计建造第三代“风电安装船”。实际上，随着风场开发难度的加大，对施工装备的性能要求也随之提高，一旦这些设备的适用性出现问题，容易造成闲置浪费和恶性竞争，影响设备的投资收益，进而影响下一代设备的投资。

施工装备的技术进步往往意味着更大的投资，因此需要稳定的市场预期和产业链配套，才能更好地支持施工装备的投资和升级。例如，可以在装备投资方面引入开发商、政府（平台公司）和主机供应商的投资，使得开发商、承包商、政府、供应商形成资本合作纽带，各方形成合力，使市场预期变得更加稳定、产业配套得到更好的保障，投资额和投资压力也会变得相对小一些，能够集中力量办大事，实现多方互利共赢。

此外，政府也应发挥好规划、引领、协调、支持作用，真正做到海上风电开发建设的集约高效。降低开发成本，涉及规划、投资、产业融合和协同、产业链配套、政策及资金支持等很多方面，这些都离不开政府的主导和引领。近年来，一些地方政府本着资源换产业投资的原则招商引资，由于缺乏统一规划，造成了投资的碎片化，甚至导致一些低效产能重复投资，仅仅是满足了一些产能的需求，并没有真正给行业带来质的提升和效率的提高。产业的培育和发展需要统一的规划，而不同产业跨行业融合发展需要政府牵线搭桥、给予政策支持，比如“母港”的建设需要政府规划并投资建设，在这些方面，政府的主导、引领、协调、支持等作用至关重要。

中国是制造业大国，有着完整的工业体系，我国在海上风电领域虽然较欧洲起步晚，但近几年发展迅猛，相信只要立足于中国国情，在技术创新、集约高效开发方面针对我国实际情况做出不懈努力，把取消补贴作为进一步激发国内企业创新、降本潜能的政策机遇，相信我国一定能走出一条有中国特色的海上风电健康发展之路。