“双碳”战略背景下我国海上风电产业创新发展的路径和措施研究

韦有周 崔 晴 周红芳

上海海洋大学 经济管理学院 上海201306

为了应对大量化石燃料的使用导致全球气候变暖、海平面上升、环境严重污染等一系列问题，发展转型渐成全球共识，我国则明确提出了“双碳”战略。在此背景下，海上风电产业成为世界各国纷纷布局的战略性新兴产业。经过10多年的发展，我国海上风电产业获得了迅速发展，2021年累计装机容量跃居世界第一[1]。与此同时，海上风电产业仍面临顶层规划、管理机制、三链搭建、降本增效等方面的难题。在英国、丹麦等欧洲发达国家的海上风电产业趋向成熟的情况下，研究我国海上风电产业创新发展的路径和措施，对于促进产业持续、健康、快速发展无疑具有重大意义。

1 我国海上风电产业发展总体概况

2007 年11 月，中海油渤海湾钻井平台试验机组（1.5MW）投入运行。2010年6月，我国首个、同时也是亚洲首个大型海上风电场——东海大桥100MW海上风电场并网发电，标志着我国海上风电商业化运营迈出了第一步。得益于国家政策的推动以及企业的不懈努力，中国海上风电产业已成为全球最重要的海上风电市场之一。

1.1 海上风电产业规模基本形成

经过十多年的发展，我国海上风电实现了跨越式发展，装机总量2019年排名全球第三，2020年超过德国，居全球第二。由于“抢装潮”带来的新装机量剧增，2021 年我国成为全球最大的海上风电市场，装机总量遥遥领先英国和德国，几乎相当于两国之和。如图1所示，2020年，中国、英国、德国三国占全球海上风电装机总额的比例分别为28.30%、28.90%和21.90%；2021年三国占比则分别为40.99%、25.49%和15.99%。

图1 2020和2021年各国在全球海上风电装机总额的占比

1.2 海上风电产业链已初步构建

随着国内海上风电产业规模的壮大，一大批海上风电开发商（国能集团、华能集团、华电集团、三峡新能源、龙源、中核集团和中广核等）、设备制造商（上海电气、金风科技、明阳智能、运达风电、远景能源、东方电气和中国海装等）及建设施工企业（中交三航局、华电重工和上海振华重工等）等龙头企业成长起来，综合竞争力大大增强。

海上风电市场的迅速扩容，强劲推动了本土产业链的扩展和升级。首先海上风电机组已逐步实现国产化、大型化[2]。运营中风机逐渐大型化，截至2021 年底，所有吊装的海上风电机组中，5.0MW 及以上机组占比达到58.8%，比2020 年增长了约29个百分点；其中在新增装机中，6.0MW 至7.0MW（不含7.0MW）风电机组占到总量的45.9%，比2020 年增加了约29.8 个百分点[3]。目前，我国下线的最大海上风电机组为东方电气集团有限公司自主研制、拥有完全自主知识产权的13MW 抗台风型海上风电机组，也是亚洲地区单机容量最大、叶轮直径最大的风电机组[4]。其次，设计、施工等配套产业发展日趋完善。我国海上风电场设计、施工经验不断累积，能力得到大幅提升，相关装备标准、产品检测和认证体系等已逐步建立。截至2021 年，我国已拥有42 艘海上风电安装施工船[5]，其中11 艘能够安装8MW（含）以上机组，两艘能够安装10MW（含）以上的海上风电机组。中交三航局等海上风电施工龙头企业在技术、装备、施工等多方面的综合能力不断提升。第三，运维市场规模迅速增长。作为产业链高端环节，运维业务涉及风电机组、塔筒及基础、升压站、海缆等设备的预防性维护、故障维护和定检维护等等[6]。随着风机厂家的保修期满，海上风电运维的市场需求迅速扩大，这在江苏沿海的风电场已经显现。

1.3 海上风电平价时代逐渐来临

从全球来看，海上风电正逐步进入平价时代，英国等一些国家已实现平价上网[7]。目前，我国海上风电开发成本因风能资源丰富度、离岸距离、水深、地质条件等不同而差异较大[8]，单位千瓦投资一般在15 000～19 000 元之间，其中海上风机价格在6 000～7 000 元/千瓦左右，风机成本占总成本的40%左右。整机商最低报价达到了3 000～5 000 元/千瓦，较2020年7 000 元/千瓦的平均报价降低了40%左右，最大降幅已超过50%。

在政策的支持下，随着国内海上风电产业规模的迅速扩张，技术的进步及产业链的完善，我国海上风电有望在“十四五”内实现平价上网[9]。

1.4 海上风电发展前景日趋明朗

首先，沿海各地制定庞大发展规划。随着产业成熟度的不断提高，海上风电开发已经进入了规模化、商业化发展阶段。沿海各地区已发布的海上风电“十四五”规划数据显示：“十四五”期间，全国规划总装机量超100GW，产业起步较晚的山东制定了装机超3 500 万千瓦的庞大规划，位居全国第一[10]。其次，深远海风电开发获得新动能。我国深远海区域内风资源丰富，风能储量可能达到近海的3 倍以上，逐渐向深远海发展已成为产业新动向[11]。目前，已有4 个深远海浮式海上风电项目计划获得审批通过，2025年我国也将迎来浮式海上风电的商业化应用。第三，海上风电储能等相关产业发展开始起步。2021 年8 月，国内首个“海上风电+储能”项目——国能集团国华东台竹根沙H1#海上风电场储能电站工程进入储能交付阶段，这标志着我国海上风电储能拉开帷幕。上海奉贤海上风电大兆瓦级“风电+储能”项目、福建大唐“海上风电+光伏+储能”多能互补能源基地、广东汕头风光储充调综合智慧能源系统等项目的推进，使得我国“海上风电+”产业发展进入快车道。

1.5 海上风电双向开放进程加快

2021年，我国海上风电机组首次实现出口，共72台，容量为324.8MW，均出口到越南，其中包括金风科技6 台3.3MW 和36 台4.5MW 机组、明阳智能16 台5MW 机组、东方电气14 台4.5MW 机组[2]。我国企业在产能上形成了规模化，成本、技术优势将越来越明显。随着“一带一路”倡议的推进和全球海上风电的发展，海上风机出口量预计会持续增长。2021 年12月，明阳智能与英国国际贸易部签署谅解备忘录，落实了在英国投资建设风机、叶片生产基地的计划，这预示着我国海上风电“走出去”的局面被进一步打开。在引进来方面，我国与英国、挪威、丹麦等国的企业、研究机构多次举办海上风电合作论坛及技术交流活动，西门子、歌美飒等欧洲企业也纷纷在我国投资，开展海上风电设备的生产。

2 我国海上风电产业创新发展面临的关键问题

虽然海上风电产业获得了快速发展，取得了重大的进步，但与欧洲相比，我国海上风电产业还面临着规划、政策上诸多不足[12]，受到技术、产业链上断点和堵点的制约，进一步降本增效，实现可持续发展的压力仍然较大。

2.1 顶层规划亟需推进

首先，海上风电规划的科学性有待提高。风能资源评估、海底地形地貌调查等资料是规划编制所必需的最基础的技术材料，但他们仍存在数据缺失较多、精确性不足等问题，这严重影响了海上风电规划的科学性。其次，海上风电规划的全局性和系统性有待提高。各地规划多出于部门、地方、经济利益考虑，存在盲目跟风、急躁冒进等问题，对自然环境及生态影响的关注度不足。第三，海上风电规划的连续性有待增强。作为新兴产业，由于认识不足等原因，各地规划不连续、指标设置不合理、政策支持度不高、与其他规划协调度不足等问题较多。

2.2 管理机制有待优化

我国现行实施的《海上风电开发建设管理办法》规定国家能源局负责全国海上风电开发建设和管理，而省级能源部门在国家能源局指导下，负责本地区海上风电开发建设管理。这样的制度安排固然有利于各地区依据各自资源禀赋的情况对海上风电的发展做出针对性安排，但也导致了地区间缺少联动沟通、发展失衡的问题。此外，跨部门联动和审批机制有待完善。海上风电的审批涉及能源、海洋、发改、交通、军事、环保等诸多部门，相关部门没有充分参与到海上风电前期规划中来，这导致项目冲突的事例时有出现。

2.3 三链建设有待加强

海上风电产业涉及的范围广、链条长，主要包括风电场的前期勘探和设计、风机研发设计制造和检测认证、风机运输与安装、风电场运行与维护、风电并网、风电场退役与设备拆除等环节，涉及的市场主体包括勘测设计机构、设备制造商（表1）、风电开发企业（主要是五大发电集团及其下属能源公司）、建设安装商（中交三航、振华重工、华电重工等）、电网等。

表1 我国海上风电零部件、整机制造情况

首先，产业链条布局有待完善。前期勘探和设计环节薄弱、风电场建设竞争力不强、生产运维服务环节严重滞后、电力消纳的前瞻性谋划布局缺乏等问题仍较为突出，海上风电场退役后的善后服务则完全空白。其次，供应链衔接存在较多短板。这涉及风电机组关键技术与核心零部件受制于国外、关键设备依赖进口、专业工程船舶和施工设备供应不足、风电场项目建设与电网建设进度不同步、海上风电的大规模并网设备缺乏等[13]。第三，技术创新链条亟待加强。这不仅表现为企业研发投入力度严重不足，还表现在重要和关键设备的自主制造能力缺乏，超高塔架设计、深海施工建设、运维及风电场智能化建设等技术落后，试验测试技术标准、规范尚不完善等诸多方面。

2.4 降本增效有待重视

虽然预计在“十四五”末，在风资源较好、造价较低的海域有望实现平价上网，但进一步降低海上风电成本难度大。这一方面是由于当前各项技术逐渐走向成熟，未来成本下降难以达到初期的速度；另一方面是大量关键部件（如主轴、电控系统）依赖进口，受国外产能、运输等因素影响，这部分成本居高不下，下降空间有限。此外，近海风电向深远海拓展，原材料、人工、安装费用上涨等因素也会导致开发成本快速上升。

2.5 金融扶持有待提升

海上风电产业属于投资周期长、风险性较高的战略性新兴产业[14]，但目前国内融资渠道过于单一，过度依赖银行贷款，资本市场融资也只有少部分企业能够实现。对拓展绿色信贷、绿色债券、绿色基金、绿色保险、绿色信托、绿色PPP 等融资方式的支持政策不完善，这造成海上风电企业融资成本高。此外，海上风电保险问题也亟待解决，专门从事海上保险的专业机构和专业险种仍缺乏，这致使海上风电企业规避、防范风险能力大大减弱。

2.6 补贴退坡亟待接力

由于“十四五”初期海上风电总体造价水平仍超出平价上网的要求，在没有补贴的情况下，海上风电的投资成本与收益会形成“倒挂”，这将导致企业投资意愿锐减。在国家层面的补贴退出后，国内已有上海、广东、浙江、山东等地提出省级补贴计划，其他地区也亟待出台省级财政补贴政策，为海上风电的可持续发展提供支持。此外，可再生能源电价补贴结算周期较长、申报环节多，严重影响企业现金流的问题急需解决。

2.7 人才培养亟待强化

海上风电产业的长远发展离不开大量科研人员、工程技术人员，以及懂技术、懂管理的复合型人才。我国海上风电人才队伍面临诸多问题，突出表现在：缺乏高端研发及技术人才，这导致现阶段我国海上风电技术研发整体实力较弱，与国际一流水平差距较大，产业发展较为被动；产业快速发展吸引了大量人员涌入，但从业人员技能评价标准缺乏，这为产业的长期健康发展埋下隐患；海上风电产业起步晚，各类人才储备严重不足，传统的人才培养模式难以满足产业迅速发展的需要，应加快海上风电人才培养与引进。

2.8 行业平台亟待搭建

海上风电产业的各类平台还比较缺乏：一是行业信息管理平台建立缓慢，各类信息共享不足，信息不对称性现象普遍，如在勘探设计环节的基础信息未能与吊装环节共享，导致重复劳动、增加成本、影响工期。二是技术创新平台体系还需完善，相关的技术要素、人力要素、资金要素、信息要素难以集聚对接，致使要素对产业的贡献不能及时形成，进而影响产业发展。三是试验基地搭建布局滞后，多年来，海上风电测试基地搭建不够，成品装备或者没有测试环节，或者测试成本很高，这严重制约了产业发展。四是检验认证标准体系不完善，海上风电产业尚未形成独立、完善的检验认证标准体系，如施工环节一般采用港口工程、水利水电工程或陆上风电标准，而验收环节则采用电力质检部门的标准，海上升压站等设施仍无建设标准，这不利于海上风电产业的规范管理与长远发展。

3 我国海上风电产业创新发展的路径和措施

基于沿海风能资源禀赋与产业发展现状，为破解海上风电产业发展面临的关键问题，促进我国海上风电产业创新发展，应提出新的路径和措施。

3.1 建立跨部门与区域协作联动机制

针对海上风电管理、审批中的种种问题，应该建立跨部门、跨区域的协作联动机制，进一步强化各部门的协同管理，优化审批流程，更好地服务于海上风电产业的发展。一是各部门之间的扶持政策必须相互配合，合作机制必须更加流畅和高效。相关部门应充分参与到海上风电产业规划中来，高质量地做好全国海上风电规划，使之与国土空间、海洋规划等相互衔接，避免后期项目实施中出现冲突。二是发挥沿海省级层面的省内主导和省际协调作用。省内统筹有利于更高效地开发、利用沿海、海上的风能及空间资源，避免同质低层次激烈竞争。加强省际协调，强化产业链上下游的协作，形成更加紧密的产业集群网络，共同促进我国海上风电产业的发展。三是建立更为科学高效的审批机制。尽可能减少审批环节，优化审批流程，充分利用大数据技术，开展“互联网+政务服务”，提供集约化、“一站式”审批服务，为海上风电产业发展提供更高效的服务、更有力的支持。

3.2 建立连接跨国际与区域的产业链

在实施“双碳”“双循环”战略、构建全国统一大市场的背景下，海上风电产业必须加快构建比较完善的产业链，进一步增强产业的国际竞争力。一是积极开展国际合作，实施强链补链工程。在新的形势下，我国应加大与欧洲合作力度，这既包括企业层面的，即鼓励欧洲企业在华设立研发机构、生产制造核心设备，开展运营与维保，同时支持中国具有实力的企业赴欧洲开展项目建设、工程承包及设备生产；也涉及政策层面的，即借鉴欧洲各国促进海上风电产业的产业政策、金融政策及相关实施机制等等。二是构建统一的国内海上风电市场，打通产业链各环节。产业起步阶段的路径依赖、相关设备本身的特点、以省为主的发展政策在一定意义上影响了统一、完整海上风电市场和产业链的打造。应加快市场开放，鼓励更多“专精特新”及各类企业进入海上风电产业，在更为良性的市场竞争中促进技术进步和强链、补链、延链，为产业发展作出贡献。

3.3 建立保障产业稳定发展的供应链

在新的阶段，应进一步鼓励各类市场主体进入海上风电产业，在市场竞争中培育龙头企业，并以龙头企业培育为抓手，形成稳健的供应链，引领相关的配套企业、上下游各类企业分享庞大国内市场带来的机遇。积极拓展东南亚以及欧洲市场，在国际竞争中带动各类企业各展所长，尽快突破关键技术、装备及设备的壁垒，形成以龙头企业为牵引、国内外相关企业紧随集聚的强大供应链，培育具有全球影响力和竞争力的产业集群。

进一步发挥“专班”机制的作用，系统梳理海上风电供应链存在的短板与制约因素，制定相应的规划、政策、措施。充分利用海上风电场及相应的产业园相对集聚的特点，鼓励供应链上下游企业、配套企业进园区，形成竞合关系，与已有的企业共同打造完整可靠的供应链，使园区成为产业集群建设的强大依托。不同的海上风电产业园区之间也应从各地的风能资源、产业基础、技术装备等情况出发，合理确定发展方向，明确各自在供应链中的分工，避免各园区之间的恶性竞争。

3.4 建立驱动能力全面提升的创新链

我国海上风电产业发展中存在各种痛点的根源就是科技水平的落后和创新能力的不足。为破解海上风电产业进一步发展的难题，为产业链、供应链的打造提供更强有力的支撑，必须解决好创新链的问题[15]。

一是针对海洋地质勘测、洋流潮流研究、风能资源测算以及软件开发等基础性问题，政府、高校、研究机构及企业应加大工作力度，为产业发展提供更有效的支撑。二是聚焦产业发展中薄弱环节，包括风机设计、海缆制造、运营管理、工程服务等，筛选共性关键技术和重大创新节点，形成点状分布的联合攻关联盟，全面培育企业自主创新能力。三是鼓励海上风电企业，尤其是龙头企业进一步加大研发投入，缩小与欧洲同类企业研发投入比的差距，进一步提升企业自身的创新能力。四是充分利用最新的科技，以数字化、智能化、互联网+为创新目标和抓手，推进企业数字化改造，启动全方位的创新能力培育，形成具有强大自主创新能力的创新链。五是完善体制机制，组建产业集群，促进创新联盟深度融合，加快科技成果产业化、市场化，尽快融入产业链和供应链，形成强大的产业创新链，全面提升我国海上风电自主创新能力。

3.5 建立要素供给的多元保障体系

目前，海上风电产业仍处于快速发展的时期，产业进一步发展亟须破解资金供给不足、用海受限等要素保障方面的制约。在金融政策上，加强信贷政策和可再生能源产业政策对接，通过政府贴息的办法，鼓励商业银行开展绿色金融、蓝色金融业务，加大对企业的信贷支持力度和期限优化。拓宽直接融资渠道，鼓励和扶持符合条件的海上风电企业发行绿色债券来筹资，通过在科创板、创业板上市来融资。鼓励融资创新，建立股权风险投资母基金——海上风电基础设施（REITs）基金，吸引社会资本以股权形式投资海上风电企业。推进大型设备融资租赁平台建设，开发海上风电设备买卖、租赁业务。拓展保险服务，鼓励保险机构开发适应海上风电的保险产品。加快完善绿证制度，优化绿证交易机制，给予海上风电企业更多配额。

在海域资源使用上，应理顺管理体制与机制，综合考虑产业、生态、环境、安全等多方面的因素，从充分促进海域、港口、岸线、滩涂资源集约高效利用出发，加大对海上风电场建设在海域使用上的支持力度。在陆域上，海上风电的相关产业园区多位于近海地区，需要占用沿海的滩涂或者岸线资源，这也需要在政策上给予一定的支持。

3.6 建立供需联动的统一市场体系

现阶段，因靠近我国东部沿海经济发达地区，海上风电消纳问题不是非常突出，但“十四五”后，电力汇集送出和并网消纳的问题将逐渐呈现出来[16]。一是应多措并举，进一步降低海上风电成本，尽早实现平价上网，这是提升海上风电竞争力，促进电力消纳的最重要的因素。二是依托新的风能测算技术，能源数字化、智能化技术，精准研判和预测海上风电供应的可靠性，保障并网的稳定性，提高海上风电的市场认可度和接纳度。三是锁定目标群体，精准化培育需求市场，更好满足生产、生活绿色化、低碳化的能源需求，针对日益增长“Power to X”能源消费，积极发展储能项目。四是结合海上风电基地建设，在相关海域打造风能、氢能、海水淡化及海洋牧场等集成的海上“能源岛”，支撑海洋资源综合开发，探索海洋经济发展的新模式。

3.7 建立立体交错的人才支撑体系

海上风电产业的发展离不开各类人才的支撑，据估算，到2025 年该行业从业人员将达到60 万。一是应该大力度引进、培养高精尖的人才。为加快人才培养速度，除了传统电力院校外，应鼓励国内高校增设海洋科学、海洋工程、船舶工程、空气动力、水动力、电力工程、智能制造、智能电网等学科，逐步提升人才培养层次，破解海上风电产业高层次研发、设计人才严重短缺的难题。二是鼓励各类职业院校加大海上风电人才的培养力度，为产业发展提供急需的专业技术人才和高级技工人才，企业大学进一步强化员工的职业培训。三是深化国际合作，继续通过与德国、英国、丹麦等国外相关高水平大学、研发机构、培训机构合作，开展各类人才培养和技术培训，并加大对境外优秀研发人才及高级管理人才的招引力度。

3.8 建立便捷共享的基础设施体系

海上风电产业的发展壮大离不开优良的基础设施，这既包括软的设施，也包括硬的设施，主要涉及两个方面：一是制定符合我国海上风电产业特点，并与国际接轨的行业规范。我国应该系统提炼总结行业发展经验，在海上环境勘探、风电场规划、风机设计、装备制造、安装施工、生产运维、电力输送与消纳等诸多环节制定行业规范，这是保障行业可持续发展的关键举措。二是搭建各类技术服务及公共服务的平台。组建海上风电的公共研发机构、实验平台、检测平台，强化海上风电技术创新、知识产权保护；建立海上风电场基础数据库，提供海洋风能资源储量、海域空间状况、海洋水文、地质等数据资料；建设产业数据共享交换平台体系，加强产业发展预警，提升精准化、智能化的公共服务水平；建立跨国际、跨区域的产学研协作与交流网络，组建海上风电产业集群。