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漂浮式海上风电投资拐点将至,如何把握机遇?

发布于 2023-02-07 18:37

在当前能源低碳转型以及能源安全备受关注的背景下,海外漂浮式海上风电呈现加快发展的态势。白宫提出到2035年,美国安装15GW漂浮式海上风力发电装置,同时将漂浮式海上风电技术的成本降低70%以上,达到每兆瓦时45美元。


国内2021年首台样机并网,2022年装机规模100万千瓦的海南万宁漂浮式海风项目核准开工。随着海上风电逐渐向着深远海化、规模化、集群化发展,漂浮式海上风电的加速发展或将带来全新的投资机遇。

 

那么为何包括中国、美国、英国等众多国家都已经建成或是筹建浮式海风项目?浮式海风的商业化进展如何?面临哪些阻力?相较传统的固定式海风,浮式海风在产业链上有哪些变化?浮式海风是否有能力实现大规模商业化落地?产业内哪个环节值得关注?

 

为解答上述问题,妙投邀请到某资深风电项目的项目经理曹先生,为投资者答疑解惑。 

 

核心看点:

  1. 随着海风项目的开发,近岸浅海地区的可开发面积日益减少,深远海的风资源充足,60米以上水深海域的风资源开发潜力占到了海风总体开发潜力的70%。

  2. 随着海风项目所在区域的水深越来越深,项目施工难度、工程造价都会都会增加,浮式海上风电技术出自浮式海上钻油平台,漂浮式比传统固定式更适合深远海风电项目。

  3. 海外和国内目前都已经有了数量可观的漂浮式风电项目投入试运营、试投产,大部分试运营项目均已经全容量并网发电,挪威的HywindTampen项目已经在去年开始尝试商业化运营。

  4. 目前浮式海风项目面临的阻力主要集中于技术路线、成本、港口或设备依赖三方面。

  5. 挪威HywindTampen项目是目前浮式海风项目中每千瓦投资成本最低的项目,投资额大概为4万每千瓦,而目前主流的固定式海风项目的投资成本在1.5万-2万元每千瓦左右。

  6. 目前看浮式海风的成本问题在未来很快就能解决,浮式海风的降本路径非常清晰,浮式风电场规模和单风机的发电容量是未来浮式海风降本的最重要途径。

  7. 浮式海风在技术上不存在重大不确定性,动态海缆、基础漂浮平台和系泊系统兼容海上油气平台的技术储备,浮式海风具有不错的供应链基础。

  8. 浮式海风与固定式海风项目在水上部分基本相同,产业链通用。在水下部分,浮式海风相较固定式海风多了系泊系统和漂浮的基础平台,少了基桩、导管架等刚性结构件。

  9. 动态海缆与系泊系统的技术壁垒相对更强,而且这两部分对浮式海风的系统寿命的影响重大,在浮式海风产业链中占据的价值也较大,未来这两个环节在浮式海风产业链中地位较高,最值得关注。


为何包括中国、美国、英国等众多国家都已经建成或是筹建浮式海风项目?

 

海上风电这个产业已经基本成熟,风机等设备的技术日益成熟,海风发电项目的投资成本已经越来越低了,各国对海风项目补贴的逐渐终止也意味着这个行业能够独立商业化运行了,近期新建的海风项目都已经具备了合理的投资回报,海风无论是技术还是商业模式都已经跑通,已经开始进入大规模开发的阶段,今后能看到的海风项目会越来越多。

 

在海风项目大规模开发的同时,海风资源布局以及自然禀赋、海文情况对海风行业提出了更多的要求,随着海风项目的开发,近岸浅海地区的可开发面积日益减少,部分近海海域存在着效益更高的经济活动。


风资源充足且适宜开发的近海海域越来越少。这就导致深远海化成为了2022年海风发展的大趋势之一,深远海的风资源充足,60米以上水深海域的风资源开发潜力占到了海风总体开发潜力的70%。深远海的风量更大,项目的综合收益率更高。

 

与近浅海不同的是,随着海风项目所在区域的水深越来越深,项目施工难度、工程造价都会都会增加,传统固定式海上风电技术在深远海化的过程中面临着众多挑战。而浮式风电技术出自浮式海上钻油平台,漂浮式比传统固定式更能适合深远海项目,部分海上钻油平台也是通过漂浮式设计规避了水深、复杂海床情况的影响。

 

在超过60米水深的海上风电项目中,漂浮式海上风电已经初步具备一定的优势,其目前具备的潜力已经证明了漂浮式技术完全适合未来的深海海上风电项目。

 

浮式海风的商业化进展如何?面临哪些阻力?

 

海外和国内目前都已经有了数量可观的漂浮式风电项目投入试运营、试投产,大部分试运营项目均已经全容量并网发电,挪威的HywindTampen项目已经在去年开始尝试商业化运营,2023将会看到更多、更大的浮式海风项目投建和投产。

 

目前浮式海风项目面临的阻力主要集中于技术路线、成本、港口或设备依赖三方面。目前浮式风电的基础技术方案仍未定型,单柱式、半潜式、张腿式和阻尼池式都有使用,也各有利弊,各国和各项目开发商大多是根据各自国家相对比较成熟的基础技术方案做移植,所以说当前各国采用的基础技术方案并不一定是最优解,最后哪个基础技术方案能够跑通还需要更长时间的试运行去验证。

 

成本是目前最大的阻力,海风项目的深远海化趋势本身就包含了降本增效的诉求,近海风资源不足也是诉求之一,目前浮式海风项目的成本还是比较高的,挪威的Hywind Tampen浮式海风项目投资大概是4万每千瓦,这是目前浮式海风项目中成本最低的项目了,而目前主流的固定式海风项目的投资成本在1.5万-2万元每千瓦左右。浮式海风项目的度电成本并没有竞争力,成本的问题极大限制了浮式海风项目的发展。

 

港口或设备依赖体现在浮式海风项目无论采用何种基础技术方案,对安装船只、组装港口均有不同程度的专业依赖,比如说单柱式方案对港口的水深要求高,全球各国能满足需求的深水港都较为稀少,半潜式方案需要在干船坞或者专用场地建造,张腿式在组装时需要用到特种船只。


浮式海风项目对上述特殊设备、港口的依赖不单单限于有没有的问题,还需要专用设备在距离上离海风项目足够近,距离越远运输成本越高,加剧了浮式海风项目的成本劣势。

 

相较传统的固定式海风,浮式海风在产业链上有哪些变化?

 

浮式海风与固定式海风项目在水上部门基本是相同的,产业链完全通用。在水下部分,浮式海风相较固定式海风多了系泊系统和漂浮的基础平台,少了基桩、导管架等刚性结构件。其次,固定式海风所用的是静态海缆,海缆固定于海底,而浮式海风与海床并没有刚性连接,位于海床海缆和风机中间的部分海缆悬浮于海中,需要采用柔韧度更好的动态海缆。

 

浮式海风是否有能力实现大规模商业化落地?产业内哪个环节值得关注?

 

浮式海风大规模商业化落地是肯定有能力的,只不过是个时间问题,而且这个时间问题大概率会比大部分人设想得更快。首先浮式海风的技术可行性已经经过海内外多个项目长达数年的充分验证,浮式海风在技术上不存在重大不确定性,动态海缆、基础漂浮平台和系泊系统兼容海上油气平台的技术储备,针对性改进移植就能基本满足浮式海风的技术需求,浮式海风具有还不错的供应链基础。浮式风电发展的底层逻辑很硬,深远海高达70%的风资源潜力以后一定是各国风资源开发的重心。

 

未来浮式海风能否大规模商业落地的核心限制因素在于成本,目前看成本问题在未来很快就能解决,浮式海风的降本路径非常清晰,浮式风电场规模和单个风机的发电容量是未来浮式海风降本的最重要途径,大规模浮式风电场和大容量风机能极大分摊浮式海风的各种成本。


还是以挪威的Hywind系列项目为例,从DEMO到Scotland到最近的Tampen,规模分别是2.3、30、88兆瓦,单位千瓦投资成本较前置项目分别下降了70%和40%。这只是在目前的发展初期,单项目规模最多才88兆瓦,未来动辄几百兆瓦甚至千兆瓦的浮式海风项目落地后,成本的降幅会非常大。

 

动态海缆与系泊系统的技术壁垒相对更强,而且这两部分对浮式海风系统寿命的影响重大,在浮式海风产业链中占据的价值也较大,未来这两个环节在浮式海风产业链中地位恐怕要和风机并行。深远海化的趋势还给海缆带来了更多的需求,大部分海缆企业都有动态海缆业务,海缆企业未来的表现可能会极其瞩目。

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