日前,世界海上風(fēng)電論壇(WFO)計劃成立一個新的委員會——漂浮式風(fēng)電委員會,旨在提升漂浮式風(fēng)電的裝機數(shù)量和成本競爭力,以加速其在全球的商業(yè)化步伐。該委員會成立的主要目標(biāo):制定漂浮式風(fēng)電相關(guān)的教育、宣傳和政策;促進(jìn)和提高漂浮式風(fēng)電健康和安全標(biāo)準(zhǔn);與環(huán)境利益相關(guān)者和海洋空間用戶接觸;實現(xiàn)成本削減和商業(yè)規(guī)模的部署。
常規(guī)海上風(fēng)電場的設(shè)計局限,意味著它們必須建在相對較淺的水域中并靠近陸地,在水深超過100m的海域固定式基礎(chǔ)成本過高。相比固定式,浮動平臺允許在海上幾乎任何地方部署風(fēng)力渦輪機,可最大程度地利用海上風(fēng)能潛力,不僅開拓了可開發(fā)的海域范圍,而且開發(fā)周期更短、對環(huán)境更友好,是未來深遠(yuǎn)海上風(fēng)電開發(fā)的主要技術(shù)。
據(jù)統(tǒng)計,目前全球有近3000萬kW的海上風(fēng)電在運行,其中超過2/3在歐洲。丹麥、荷蘭和英國是風(fēng)機數(shù)量最多的國家,這些國家不僅擁有港口基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù),而且土地空間也非常寶貴,這在一定程度上推動了浮式海上風(fēng)電技術(shù)的創(chuàng)新。迄今為止,唯一使用多臺(5臺6MW風(fēng)機)漂浮式風(fēng)電的是Equinor開發(fā)的英國蘇格蘭Hywind Scotland海上風(fēng)電項目(30MW),這也是世界上首個商業(yè)化海上漂浮式風(fēng)電項目。
風(fēng)力渦輪機作為海上風(fēng)電的主要設(shè)備,它既可以固定在海床上,也可以固定在離海岸較近的設(shè)施上,還可以安裝在更深的相對固定的浮動結(jié)構(gòu)上。業(yè)內(nèi)人士指出,大多數(shù)風(fēng)電場的風(fēng)力渦輪機都是安裝在淺水中固定地基上,但當(dāng)水域達(dá)到一定是深度時,必須建設(shè)浮動渦輪機。浮動式風(fēng)力渦輪機是一種安裝在浮動結(jié)構(gòu)上的海上風(fēng)力渦輪機,它使該渦輪機可以在無法使用固定基礎(chǔ)渦輪機的深水處發(fā)電。與固定式渦輪機相比,浮動式風(fēng)力渦輪機將提供更大的靈活性和更快的安裝速度。
目前,世界上在建的最大的浮式風(fēng)電場是Equinor開發(fā)的挪威Hywind Tampen項目,裝機容量達(dá)到88MW,預(yù)計2022年投運。該項目不與陸上電網(wǎng)連接,而是給附近的石油開采平臺供電,還省去了外送電纜的費用。由于浮式風(fēng)場一般離岸較遠(yuǎn),其鋪設(shè)電纜將是一筆不小的投資。
海上風(fēng)電是海上風(fēng)能和油氣開采業(yè)的結(jié)合,國際能源署表示,約有40%的海上風(fēng)電項目全壽命成本與石油項目重合,建設(shè)海上油氣開采項目相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施和水下設(shè)施的企業(yè)也同樣可為海上風(fēng)電項目建造相關(guān)設(shè)施。
國際能源署分析認(rèn)為,全球范圍內(nèi)水深低于60m、離岸60km以內(nèi)的風(fēng)電場每年裝機容量為3.6萬太瓦,而全球電力需求為2.3萬太瓦。海上風(fēng)電場向更深海域發(fā)展,海上浮式風(fēng)電發(fā)電量在2040年可達(dá)世界電力需求的11倍。
從2017年底的Hywind Scotland投運起,全球范圍內(nèi)已投運、建設(shè)中、最終投資決策、在規(guī)劃階段的浮式風(fēng)電項目不在少數(shù),總規(guī)模接近20GW,約占全球總量的0.1%。2019年末,歐洲風(fēng)能協(xié)會WindEurope 提出至2050年歐洲海上風(fēng)電裝機目標(biāo)要達(dá)到450GW,其中100~150GW將由漂浮式風(fēng)電場提供。
據(jù)WindEurope預(yù)估在2021前,英國、法國、葡萄牙和挪威等國將完成350MW浮式風(fēng)電項目。未來2~5年內(nèi)浮式風(fēng)電增長最快的地區(qū)將是美國,美國北部東海岸的深水區(qū)目前正在開發(fā)中,這將是一個非常大的市場。亞洲也是一個重要的海上風(fēng)電市場,陸地面積有限、而海域遼闊的日本、韓國將是主要增長市場,其后是中國等臨海國家。
行業(yè)專家認(rèn)為,全球漂浮式海上風(fēng)電的巨大潛力已然顯現(xiàn),尤其在沿海水域較深的國家,但昂貴的價格一定程度上制約了漂浮式海上風(fēng)電的商業(yè)化發(fā)展。有學(xué)者指出,目前浮動式海上風(fēng)電的成本是陸上風(fēng)電的4倍,預(yù)估到2030年可能會下降至陸上風(fēng)電成本的2倍。因此,如何在利用現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的同時,不斷創(chuàng)新相關(guān)技術(shù),以引導(dǎo)和最大化增長潛力,并不斷降低漂浮式風(fēng)電場的開發(fā)成本,這將是漂浮式風(fēng)電面臨的真正挑戰(zhàn)。
行業(yè)專家分析,如果能在2030年前將浮式風(fēng)電的平準(zhǔn)化度電成本降低至50歐元/MW?h,那么到2030年全球浮式風(fēng)電的規(guī)模(已投運+建設(shè)中+最終投資決策+規(guī)劃)有望達(dá)到100GW,未來浮式風(fēng)電的增長潛力巨大。