行业研究丨科学有序发展海上风电产业的思考与建议
来源：中国国土资源经济 时间：2023-07-12 11:11
海上风电近年来大受青睐，成为各国开发“绿色能源”的重要方向。我国海上风电发展已进入快车道，截至2022年底，我国海上风电并网装机容量累计已突破30GW，位列全球第一。目前我国海上风电政策体系不断完善，沿海地区正在积极布局风电场，海上风电已成为沿海地区重要的清洁电力来源。虽然我国海上风电产业链条不断完善、创新能力有所提升，但同时面临“多干快上”、风电安装及运维市场供给不足、关键技术“卡脖子”、中央财政补贴退坡政策阵痛期等挑战。推动海上风电产业健康、有序发展，应从整体性、系统性的角度把握海上风电发展节奏，合理规划发展空间布局，为海上风电产业发展提供政策支撑。
1.全球海上风电市场及发展趋势
《巴黎协定》设定了21世纪后半叶实现净零排放的目标，各国政府纷纷将这一目标转化为国家战略。目前，已经有超过130个国家和地区提出了“零碳”或“碳中和”气候目标，个别国家已经提前实现了“碳中和”。面对2050年减碳目标，各国正加速改变能源体系，在整个经济领域以可再生电力取代化石燃料。作为可再生的清洁能源，海上风电近年来大受青睐，成为各国开发“绿色能源”的重要方向。
全球风能理事会（GWEC）发布的《2022全球海上风电报告》显示，2022年全球海上风电新增装机容量达8.8GW，占全球风电新增装机总量的11.3%，比2020年增加4.3%。国际能源署认为，未来海上风电在风电中的份额将从5%~7%增长到20%以上。据国际可再生能源机构（IRENA）统计，过去10年，全球海上风电市场年均增长22%。2020年以前，全球海上风电市场一直由欧洲主导，全球海上风电装机总量的七成在欧洲。2020年，亚洲反超欧洲，登顶海上风电新增装机容量榜首。截至2022年底，我国的海上风电累计装机容量突破30GW，占全球的近六成。从当前发展形势预判，到2030年，海上风电市场将会迎来更加蓬勃的发展前景。很多国家纷纷制定发展规划，将海上风电作为脱碳目标下最有竞争性的能源之一进行培育。漂浮风电的商业化进程也持续推进，预计2025年将实现年新增装机20GW。预计每年海上风电新增装机容量将从2021年的21.1GW提高至2031年的54.9GW以上，使海上风电在全球风电装机总量的份额从目前的23%提升至2031年的32%。
全球各地风电场装机容量翻倍增长的同时，风机技术也在不断提高。在海上发电发展初期，每台风力涡轮机的额定容量只有450kW，而后海上风机单机容量显著增长。2000年，全球海上风机单机容量达到1.5MW，2005年达到2.5MW，2020年达到6.0MW。在欧洲，新安装的涡轮机的平均额定容量更高，2025年可能超过12MW。
从产业角度看，海上风电产业链条长、溢出效益显著。作为清洁能源供给方，海上风电可改善重型运输、钢铁、化工、航运等能源大户的供给结构，利用海上风能生产氢，可作为沿海地区和海上活动的能源供给。此外，海上风电还能带动海洋新材料、海底电缆管道、运维船舶等关联产业的发展。
从技术角度看，风机功率大型化成为发展趋势，欧洲、中国超大型海上风电机组处于研制阶段，预计2025年将会有16MW风机进入商业应用阶段；漂浮式海上风电成为重要发展方向，该技术可以弥补海底固定技术不能超60m水深的不足，适于开发深海区域或复杂性海底条件的风力资源。预计到2050年，欧洲地区大约1/3的海上风能（100GW~150GW）会采用漂浮式海上风电方案。
从发展空间看，风电场区兼容性不足容易引发用海协调问题。海上风电发展需要充足的用海空间，如果布局在近岸海域，存在行业用海协调问题。海上风电场的工程实践表明，风电场区兼容性不强，与其他行业用海容易发生冲突。风电场规划作为专项规划会基于风资源条件更多考虑风电发展需求，可能出现风电场规划面积过大，挤占其他行业用海空间的情况，给其他用海主体带来较大挑战。另外，风电场建设投入大、运营时间长、废弃成本高，需考虑当前现实用海和未来潜在用海的协调问题。从国外风电发展趋势看，走出领海进入专属经济区成为布局主流。
2. 我国海上风电发展进入快车道
囿于技术和开发成本等原因，我国在21世纪之前未能实现商业性开发海上风能。随着海上风电技术的不断成熟和生产成本的显著下降，以及国家对可再生能源的政策支持（表1），我国海上风电进入快速发展期。截至2022年，我国新增装机容量连续5年位居世界第一。
2.1 海上风电的政策体系不断完善
立法层面，2009年12月，第十一届全国人民代表大会常务委员会第十二次会议通过《关于修改〈中华人民共和国可再生能源法〉的决定》，在明确了风能、海洋能等在内的6类非化石能源，以及价格管理与费用补偿、经济激励与监督实施等规范要求的基础上，提出编制全国可再生能源开发利用规划及编制原则和规划内容。
规划层面，2016年11月，国家能源局印发《风电发展“十三五”规划》，提出要在江苏、广东、浙江和福建等省重点布局海上风电，到2020年上述四省海上风电开工建设规模都要超过1GW，计划全国海上风电开工建设规模10GW，力争累计并网容量5GW以上。2022年6月，国家发展和改革委员会、国家能源局等九部门印发《“十四五”可再生能源发展规划》，提出了“优化发展方式，大规模开发可再生能源”，对大力推进风电开发提出具体建设目标，将海上风电基地集群、深远海风电评价示范、海上风电与海洋油气田深度融合发展示范、海上能源岛等作为海上风电开发建设重点。
风电价格的确定是政策体系中的重要内容。2010年，上海市东海大桥海上风电投运后采用核准电价；2014年，近海风电项目设置标杆电价，价格为0.85元/kW·h；2019年核准的近海风电指导价为0.8元/kW·h；2020年下调至0.75元/kW·h。2021年12月31日前按规定完成核准（备案）并且全部机组完成并网的存量海上风力发电项目可享受中央财政补贴，此后新增的海上风电不再享受中央财政补贴。虽然中央财政对海上风电补贴退坡，但地方积极出台政策对海上风电价格进行补贴，如广东、山东、浙江等省均提出了财政补贴的具体办法。
2.2 沿海地区积极布局风电场
根据公开资料统计，截至2022年底，我国沿海省（自治区、直辖市）共规划海上风电项目202项（表2）。海上风电项目规划总装机容量80256.55MW，涉海面积10112.62km2，项目总投资13968.25亿元。其中，广东省、江苏省、福建省海上风电项目数量分别为61项、58项、24项，分列前三位。
广东省海上风电规划装机容量在我国沿海省（自治区、直辖市）中遥遥领先，高达37586.85MW，项目平均装机容量超过600MW，拥有亚洲在运单体容量最大的海上风电项目（湛江徐闻海上风电场项目）和亚洲最大海上风电集控中心（揭阳神泉海上风电项目）。江苏省海上风电规划装机容量15948.35MW，全国排名第二，浙江省、福建省、山东省紧随其后，规划装机容量相差不大，分别为7047.75MW、6464.10MW、6316.30MW。值得一提的是，广西壮族自治区首次提出发展海上风电，规划在防城港市和钦州市建造海上风电场，这也是我国首次在西南地区布局海上风电项目。
各省（自治区、直辖市）海上风电布局也逐渐清晰，广东省重点落在阳江、汕头、揭阳、汕尾和惠州等市，规划建设粤东、粤西双千万千瓦级海上风电基地；山东省聚焦半岛北、半岛南和渤中三大片区；江苏省在盐城、射阳、南通、大丰、东台、如东等市（县）均有布局，正在向灌云、滨海等县市引导；浙江省主要集中在杭州湾、舟山和温台沿海地区；福建省重点支持福州、漳州、莆田、平潭等市；广西壮族自治区选择钦州市和防城港市作为突破口；海南省明确规划儋州市、东方市“两大基地”。截至2022年，海上风电项目数量排名前三位的沿海地市是盐城市（28个）、
南通市（27个）、阳江市（22个）。从海上风电项目装机容量来看，广东省阳江市计划装机容量排名第一（14106.20MW），广东省汕尾市计划装机容量排名第二（8000.00MW），江苏省盐城市计划装机排名第三（7479.25MW）。
2.3 海上风电已成为沿海地区重要的清洁电力来源
根据国家相关政策规定，我国沿海省（自治区、直辖市）在2021年12月31日前完成核准（备案）并且全部机组完成并网的海上风电项目可享受中央财政补贴，因此在2020年、2021年掀起了一波“海上风电抢装潮”，大量项目抢在2021年12月31日前扎堆并网。据统计，2021年全国新增海上风电并网装机容量16.9GW，同比增长452.29%。2022年海上风电行业发展趋于平缓，新增海上风电并网容量明显下降。2022年全国海上风电并网12项，新增并网容量4695MW（表3）。其中，2022年并网项目数量排名前三位的是山东省（5个）、广东省（4个）、浙江省（2个）；新增并网容量排名前三位的是山东省（2004MW）、广东省（1802MW）、浙江省（704MW）。
截至2022年底，全国海上风电项目累计并网113项，累计并网容量31133.65MW。在已有海上风电并网的9个省（直辖市）中，江苏省开发最早，经过多年发展已成为我国海上风电并网项目数与并网容量均居首位的省份，累计并网项目数47个，累计并网容量12098.35MW，占据全国“半壁江山”；广东省海上风电起步较晚，但近年来发展势头迅猛，累计并网项目数25个，累计并网容量8279.65MW，仅次于江苏省，位居全国第二；福建省、浙江省、山东省海上风电也颇具规模，三省累计并网项目数分别为12个、11个和7个，累计并网容量分别为3187.70MW、2899.35 MW和2607.20 MW。
2.4 产业链条不断完善，央企占据主要市场份额
经过多年发展，我国海上风电产业链逐渐完善。风机生产企业主要有东方电气、金风科技、上海电气、华锐风电、浙江运达、明阳风电；叶片生产企业有鑫茂科技、中材科技、国电动力、金风科技、南风股份等；控制系统生产企业有许继电气、金风科技、西门子中国等；海缆生产企业有宝胜股份、中天科技、东方电缆、万达海缆等。
开发企业是海上风电产业链中的重要一环（表4）。由于海上风电建设需要雄厚的资金支撑和强大的技术保障，目前已并网的海上风电项目开发企业中，央企是主力军，约有15家。这15家央企并网项目数量占并网总项目数的71.68%，并网容量占装机总容量的74.97%。累计装机规模超过300万kW的企业有5家，其中，装机容量排名前三位的是国家电投（4227.90MW）、三峡集团（4183.75MW）、中国华能（3857.50MW）。地方国企、民营企业、港资企业也在积极参与海上风电项目开发，但参与项目数较少且项目体量偏小，如广东能源集团、福建福能集团等。
2.5 创新能力有所提升
经过十多年的发展，我国从全球海上风电的“跟跑者”逐步成为“领跑者”，装机规模不断扩大的同时，海上风电技术创新的能力和速度也有所提升。大兆瓦级风电整机自主研发经历了从无到有，风电装备制造产业链逐渐完善，风电制造企业的整体实力明显提高，产品更新迭代速度大幅提升。
推动海上风电走向大机型、深远海、平价化和智能化是行业发展的重要方向。我国自主研发的“三峡引领号”“扶摇号”等深远海漂浮式风电装备在国际上处于技术领先地位，海南省万宁百万千瓦级漂浮式风电示范项目开工标志着漂浮式风电进入工程化示范阶段；风电整机企业通过机架构设计、碳纤叶片技术和平台化、模块化研发等方面降低制造和发电成本；在智能化方面，主要通过环境自适应控制和全生命周期疲劳控制，提高风电场发电性能；自主研发的全球单机容量最大的16MW海上风电机组已成功下线，18MW国产化直驱型、半直驱型海上风电机组已完成机组总体设计。
不止技术上的创新，在海上风电融合发展方面，我国正在探索海上风电与海洋牧场、海水淡化、制氢等融合发展模式，从试验探索走向产业规模化发展指日可待。
3.海上风电产业发展面临的形势与挑战
我国海上风电产业发展除需应对行业自身发展规律、技术、空间等普遍性问题外，还面临着一些特殊挑战。
一是沿海地区纷纷加大海上风电产业布局，“多干快上”趋势明显。从各地区制定的海洋经济发展规划看，山东省提出2025年全省海上风电开工10GW、投运5GW；辽宁省提出2025年海上风电累计并网装机容量要达到3.75GW；江苏省提出2025年海上风电累计装机容量达到14GW；浙江省提出2025年全省海上风电装机超过5GW；广东省提出2025年力争到2025年底累计建成投产装机容量18GW；广西壮族自治区提出到2025年建成海上风电装机容量3GW，在建海上风电装机容量达到5GW；海南省提出到2025年总装机容量达到3GW，投产1.2GW。从各地提出的建设目标保守估算，“十四五”期间，我国海上风电开工建设规模较大，几乎是2021年全球海上风电装机容量的80%。为统筹海上风电在电力供应中的占比、配套基础设施建设、海域空间供给，应在更高层面协调、统筹沿海地区风电场规划。
二是风电安装及运维市场供给不足。目前，国内大约有70艘海上风机吊装运输船，可满足7MW以下风机安装需求，其中能满足6MW以上风机吊装运输的船只仅占40%。据国海证券统计数据，截至2022年8月，国内满足15MW风机吊装运输的船只仅有5条，其中4只仍在建造，可安装12MW级别风机的吊装船共12艘，2023年可达到20条左右，大功率风机安装船只供给严重不足。与此同时，海上风电运维市场需求日益旺盛。按照一年一次定检的要求估算，每年至少有1500个风电机组需要维护保养。
三是技术“卡脖子”问题仍然存在。过去几年，我国海上风机制造能力提升明显，但在关键部件及设计方面仍然受制于人。制造端方面，大型轴承需要进口，齿轮箱可靠性不足，峰值速度控制器仍在研制；软件及控制方面，微观选址软件能够自给自足，但设计软件仍需购买。
四是企业迎来中央财政补贴退坡政策阵痛期。从长远考虑，竞价政策可倒逼海上风电产业升级。原本由电价补贴代替的部分成本现在必须依靠其他手段弥补，企业只有提高技术、优化管理和压减全产业链成本才能实现生存发展。从短期看，在2020—2021年“抢装潮”过后，海上风电行业总体进入平稳期，开发企业将成本转嫁，压低制造商价格致使风机制造企业利润下滑明显，纷纷寻求其他业务予以支撑。制造端的激烈竞争，又通过产业链传导至其他上下游企业。过度、快速压低制造端价格会给产品质量带来隐患。
4 .结论与建议
在“双碳”目标背景下，未来我国海上风电产业具有良好的发展前景。同时，我国海域面积广阔、海洋风能资源丰富、海洋制造产业门类齐全，发展海上风电具有得天独厚的条件。但也应清醒地认识到，科学有序推动海上风电可持续发展，需要破除发展制约障碍，同时避免无序扩张。
一是完善产业发展顶层设计，把握发展节奏。合理规划海上风电开发利用规模和空间布局，着力提升技术水平，推进海陆风电统筹发展，促进产业链条延伸和产业融合。此外，应根据我国实际和海上风电产业的发展规律，设定合理的海上风电发展规模；沿海各地区应综合考虑海洋风能资源禀赋和能源供求状况，合理布局海上风电场，防止出现无序竞争和海洋资源浪费；对于海上风电技术上的“卡脖子”问题，要有针对性地提高大容量海上风电机组制造和安装维护能力，提升装备的智能化、数字化水平，推进海上风电与其他海洋产业融合发展。
二是提高海域空间利用效率，预留发展空间。从国家政策层面，应提高近海风电布局门槛，明确产业走向深远海的导向要求，完善在专属经济区布局海上风电的法律和制度设计；在充分论证的基础上，由国家主导布局若干领海外海上风电基地，破除地区行政壁垒和地方保护，避免“各自为政”“圈海”“快上”，避免碎片化布局影响其他海洋活动的开展，提高海域使用效益。
三是更好发挥政府作用，减轻企业负担。避免各地政府以开发风电场为条件，强制制造企业增加成本在本地区进行生产配套；在若干千万千瓦级风电场周边布局运维母港，向所有海上风电运维企业开放；由国家统一开展海洋风电资源评估，并将数据向全社会发布，减轻企业前期投入负担；充分利用各类基础设施，探索海上风电缆与海底电缆管道的共生模式。提高产业集聚度，探索海上风电和沿海传统能源产业的协同。
四是鼓励我国企业“走出去”，积极拓展海外市场。对于在国外建设投资海上风电场的中国企业给予一定的政策支持；加快我国企业与国外企业在标准制定、技术研发、环保要求、运营手段、管理制度等方面的对接；同丹麦、英国、荷兰等海上风电大国在产业规划、海域使用管理、海岸带空间规划等方面开展交流，拓展我国海上风电发展思路，也为全球海洋新能源开发提供中国方案。
责任编辑：张栋钧
