當前，我國重點省份海上風電工程造價在10000~14000元/kW。在8月11日由北極星風力發(fā)電網(wǎng)召開的第二屆海上風電創(chuàng)新發(fā)展大會上，與會嘉賓交流表示，在技術(shù)創(chuàng)新推動下，“十四五”期間海上風電投資水平具備10%左右的下降空間，為即將到來的平價發(fā)展做好準備。

不斷突破的技術(shù)創(chuàng)新是降本支撐

“當前，我國已形成支撐年新增建成并網(wǎng)規(guī)模超過千萬千瓦的海上風電產(chǎn)業(yè)鏈，對于海上風電投資成本降低，最顯著的支撐因素來自于技術(shù)的不斷突破創(chuàng)新。未來一段時期內(nèi)，風電機組的進一步大型化將是我國海上風電降本的重要途徑。”水電水利規(guī)劃設計總院風電處技術(shù)主管、高級工程師劉霄說。

我國海上風電近年來技術(shù)突破較多，一是風電機組大型化進程逐步加速。當前，國內(nèi)海上風電在建主流機組單機容量達6MW以上，部分單8~10MW機組已商業(yè)化運行，國內(nèi)主流風機廠家相繼發(fā)布10MW~16MW機型;

二是海上風電送出工程技術(shù)水平不斷提高。隨著首座海上換流站-柔性直流輸電工程成功并網(wǎng)，以及海上升壓站成套裝備設計、施工技術(shù)不斷創(chuàng)新，我國已初步掌握海上送出核心施工安裝能力。三是吸力樁式導管架、漂浮式等基礎形式不斷涌現(xiàn)，也體現(xiàn)出我國海上風電新型基礎施工安裝技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新。

“搶裝過后國內(nèi)施工技術(shù)能力、設備制造能力、施工資源等有了很大發(fā)展，施工成本、設備制造成本的降低，海上風電項目的投資成本也因此得以降低。” 劉霄說。

但面向未來，我國海上風電仍面臨著“十四五”前中期降本壓力大、近海場址資源趨緊、適用于深遠海的開發(fā)建設技術(shù)亟待加快研發(fā)、用海管理要求提高等幾個主要的挑戰(zhàn)，需要全行業(yè)共同努力，來推動海上風電的穩(wěn)步發(fā)展。

技術(shù)創(chuàng)新是風電高質(zhì)量發(fā)展的首要驅(qū)動，中國可再生能源學會風能專委會秘書長秦海巖引用了布萊恩·阿瑟的《技術(shù)的本質(zhì)》一書中的重要觀點，將其投射到風電技術(shù)發(fā)展的起源、今生和未來。

這些觀點包括：技術(shù)的本質(zhì)是對自然現(xiàn)象有目的的編程;任何技術(shù)都是原有技術(shù)的基礎上的組合;為了解決新技術(shù)帶來新問題和新需求，會進一步導致新的更多的技術(shù)的出現(xiàn)等。

秦海巖認為，當前我們基于雙碳目標、能源轉(zhuǎn)型的市場需求已經(jīng)明確，只要其他技術(shù)在進步，那么風電技術(shù)的腳步就不會停止。同時，新的技術(shù)會在未來與風電進行組合。而當行業(yè)自身無法實現(xiàn)關(guān)進技術(shù)的突破，基礎研究和創(chuàng)新將是行業(yè)技術(shù)進步的關(guān)鍵。

秦海巖指出，風電機組大型化將是行業(yè)技術(shù)發(fā)展的主力方向。

其次是新材料的應用。碳纖維的成本下降將提高該材料在風電葉片中應用，助力葉片生產(chǎn)工藝向更長、更大、更輕發(fā)展。同時一些熱塑性材料，高分子材聚合物等新材料與風電的融合，也將助力風電大型化的跨越式發(fā)展。

第三個方向是包括AI、無人機、數(shù)字孿生等智能化技術(shù)，這些應用使得風電更加智能。

新型基礎數(shù)值模型研究也是一個非常重要的技術(shù)趨勢，對微觀尺度流體特征及大尺寸結(jié)構(gòu)更好的研究和模擬，將使風電設計更加精細化、讓更大的機組設計成為可能。

還有一個重要的方向是氫、氨供應鏈的建立，以實現(xiàn)未來100%的可再生能源供應。以上將是支撐未來風電高質(zhì)量發(fā)展的主要技術(shù)方向。

在海上風電送出技術(shù)創(chuàng)新上，國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院電力電子研究所副所長趙國亮對“海上風電柔性低頻交流輸電技術(shù)”進行了詳細講解，該輸電技術(shù)采用全控器件，具備柔性調(diào)控能力，應用于海上風電可有效降低頻率，提升電纜載流量，綜合提升海纜有效輸送能力，提高輸電可靠性、降低運維成本。

目前，柔性低頻交流輸電技術(shù)正在浙江開展示范應用，將對各類柔性低頻裝備及控制進行技術(shù)驗證。

海上風電高質(zhì)量發(fā)展仍面臨挑戰(zhàn)

2022年以來，受平價項目建設周期以及疫情反復的影響，上半年我國海上風電僅實現(xiàn)零星項目并網(wǎng)，相比去年同期并網(wǎng)容量減少95%以上，行業(yè)大規(guī)模開發(fā)面臨內(nèi)外部多重壓力和挑戰(zhàn)。

這其中，降本增效首當其沖。

“當前，風機大型化依然是產(chǎn)業(yè)鏈最核心的降本手段。”中廣核新能源控股有限公司總經(jīng)理助理龍應斌指出，“中廣核新能源積極響應行業(yè)風機大型化的發(fā)展趨勢，在我們廣東陽江帆石一100萬千瓦海上風電項目中，擬布置單機容量10MW及以上的風電機組，相比現(xiàn)在8-10MW的主流機型，項目開發(fā)度電成本將進一步降低。”

龍應斌還指出，海上風電在項目選址、送出接入等方面仍存在非技術(shù)成本偏高的問題;而且，相較于陸上風電，海上風電的并網(wǎng)送出工程更為復雜，如何經(jīng)濟高效地解決大規(guī)模海上風電并網(wǎng)送出問題，也是目前海上風電大規(guī)模建設面臨的核心挑戰(zhàn)之一。

此外，以柔性直流為代表的深遠海大規(guī)模海上風電并網(wǎng)送出技術(shù)在我國尚處于試驗示范階段，仍有諸多技術(shù)難題有待解決。在行業(yè)熱議的“海上風電融合發(fā)展”方面，也仍然缺乏針對該模式的國家級行業(yè)政策及規(guī)劃出臺。

當前，中廣核新能源風、光裝機規(guī)模已突破2800萬千瓦，新能源被定位為集團未來發(fā)展的主力軍和壓艙石。龍應斌表示，面對海上風電未來發(fā)展挑戰(zhàn)，“十四五”期間中廣核新能源將把平價海上風電大基地、大項目開發(fā)作為現(xiàn)階段發(fā)展基礎;將產(chǎn)業(yè)協(xié)同、多能互補的海上風電項目開發(fā)作為近期發(fā)展方向;以及將深遠海海上風電項目開發(fā)作為中長期發(fā)展趨勢。

中國電建集團中南勘測設計研究院有限公司新能源工程設計院電氣工程所所長胡雋璇對風機技術(shù)創(chuàng)新降本表達了同樣的觀點。

他認為，風電機組大型化、輕量化、高效化是未來海上風電高質(zhì)量發(fā)展的重點之一，機組設備大型化和輕量化帶來的成本下降為海上風電成本下降讓出了足夠的空間，但需解決長葉片、大軸承等關(guān)鍵性難題。同時，針對風電機組的大型化，研究配套的新型大直徑單樁制造設備和安全、高效、經(jīng)濟的施工工藝，也是進一步提質(zhì)增效的路徑。

胡雋璇還在加強頂層設計方面探討了進一步規(guī)范海上風電開發(fā)的可能。如為海上風電開發(fā)的各個環(huán)節(jié)提供詳細的政策細則和實施路徑，分區(qū)域、分時段、因地制宜地提供合適的地方性補貼政策和退出機制，逐步建立和完善適應新型電力系統(tǒng)發(fā)電特性的電力市場體系，進一步促進可再生能源消納。

當前，中南院編制了包括山東、海南、河北、遼寧等省份的約70GW海上風電規(guī)劃，完成40多個海上風電可行性研究、初步設計報告，以及超過10GW的海上風電前期總承包和3GW的勘測設計和EPC項目，在海上風電領(lǐng)域有較為出色的業(yè)績。

為迎接海上風電的高質(zhì)量發(fā)展，未來還需加強示范引領(lǐng)，打造海上風電場核心技術(shù)策源地，加快研究漂浮式深遠海風電技術(shù)，推動海上風電柔性直流組網(wǎng)，設計輕量化海上換流平臺，加強核心部件的攻關(guān)與創(chuàng)新，努力實現(xiàn)關(guān)鍵設備國產(chǎn)化，將數(shù)字化技術(shù)、人工智能技術(shù)全面應用于海上風電的設計、施工、運營全生命周期各階段，這些也將成為中南院的重點推進工作。