2017年底,Hywind Scotland浮動風電場正式投運,從那時起,全球范圍內計劃建設、正在建設和建成投運的浮式風電項目總規模已接近20GW。2019年末,歐洲風能協會WindEurope 提出至2050年歐洲海上風電裝機目標要達到450GW,其中100~150GW將由漂浮式風電場提供。
據歐洲風能協會預估,2021前,英、法、葡萄牙和挪威等國將完成350MW浮式風電項目。目前美國北部東海岸的深水區正在開發中,這將會是一個非常具有潛力的市場,因此未來2到5年內,美國將會是浮式風電增長最快的國家。部分亞洲國家也會緊隨其后,海域遼闊的日本、韓國將會是亞洲地區的主要增長市場,其后是中國等臨海國家。
海上風電是海上風能和油氣開采業的結合,全球約有40%的海上風電項目全壽命成本可與石油項目重合,也就是說,建設海上油氣開采項目相關基礎設施和水下設施的企業同樣也可為海上風電項目建造相關設施。
傳統常規的海上風電場必須建立在相對較淺的水域并需要靠近陸地,如果在水深超過100米的海域建立固定式平臺,這將會大大提高平臺的基礎成本,這是其設計局限。采用浮動平臺則能夠很好的克服其局限性,浮動平臺允許在海上幾乎任何地方部署風力渦輪機,能夠最大程度利用海上風能潛力,開拓可開發海域的同時,浮動平臺擁有開發周期短、對環境更友好的相關特點,這意味著浮動平臺會成為未來深遠海上風電開發的主要技術。
上文所說的風力渦輪機,作為海上風電的主要設備,不僅能夠固定在海床或離岸較近的設施上,還能夠安裝在更深的相對固定的浮動結構上。但是,其實大多數風電場的風力渦輪機幾乎都是安裝在淺水的固定地基上的,如果水域達到一定的深度時,就必須建設浮動風力渦輪機。浮動風力渦輪機,顧名思義,是一種安裝在浮動結構上的風力渦輪機,它能讓渦輪機在無法固定的基礎渦輪機的深水處發電,這樣的浮動風力渦輪機有著比固定渦輪機更為靈活的操作以及更迅速的安裝速度。
目前,全球有近3000萬KW的海上風電正在運行,其中以丹麥、荷蘭和英國為主要的海上風電項目投資國家,這些國家雖然受土地資源短缺的困擾,但其依靠先進的港口基礎設施和技術,一定程度上也推動了浮式海上風電技術的創新。
相關數據顯示,全球范圍內水深低于60m、離岸60km以內的風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。海上風電場向更深海域發展,海上浮式風電發電量在2040年可達世界電力需求的11倍。
因此,部分行業專家認為,浮式海上風電具有的巨大潛力已經顯現出來,尤其是擁有水域較寬較廣的國家,浮式海上風電更能為其風電產業帶來新的希望,然而,浮式海上風電也有著成本昂貴的限制,這在一定程度上制約了其商業化發展。
所以,如何在利用現有基礎設施的同時,不斷創新相關技術,以引導和最大化增長潛力,并不斷降低漂浮式風電場的開發成本,這將是漂浮式風電面臨的真正挑戰。
當然,如果能在2030年前將浮式風電的平準化度電成本降低至50歐元/MW?h,那么到2030年全球浮式風電的規模(已投運+建設中+最終投資決策+規劃)有望達到100GW,未來浮式風電的增長潛力巨大。
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原文標題:從淺海到深海 浮式海上風電前景可期
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