一、海上風電正成為清潔能源發(fā)展的重要方向,未來空間廣闊
根據(jù)觀研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國海上風電行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析與投資前景研究報告(2025-2032年)》顯示,海上風電是指在潮間帶、近海海域等主要區(qū)域建立風力發(fā)電場,將風能轉(zhuǎn)換為電能,是一種使用離岸風力能源的方式,具備小時數(shù)高、資源豐富、配儲需求較少的優(yōu)勢。海上風電是風電技術(shù)與海洋工程技術(shù)深度融合的戰(zhàn)略性新興技術(shù),是我國構(gòu)建新型能源體系、實現(xiàn)“雙碳”目標、建設(shè)海洋強國的重要方向。
當前,海上風電正成為清潔能源發(fā)展的重要方向,發(fā)展海上風電已成為我國加快經(jīng)濟社會全面綠色轉(zhuǎn)型的重要方面,未來有著廣闊的發(fā)展空間。根據(jù)《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》提出,我國將優(yōu)化近海海上風電布局,開展深遠海海上規(guī)劃,推動近海規(guī)模化開發(fā)和深海示范化開發(fā)。
二、我國持續(xù)引領(lǐng)全球海上風電發(fā)展,累計裝機已連續(xù)4年穩(wěn)居全球首位
得益于“雙碳”戰(zhàn)略的持續(xù)推進,我國海上風電產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步增長,已形成能夠支撐每年新增千萬千瓦的海上風電產(chǎn)業(yè)鏈體系。雖然2021年在經(jīng)歷搶裝潮后陷入低谷,海上風電項目延期現(xiàn)象普遍,招標量與裝機量呈現(xiàn)明顯的背離。但進入2024年以來,受益于海上風電資源豐富,技術(shù)快速進步帶動經(jīng)濟性不斷提升,我國海上風電產(chǎn)業(yè)持續(xù)迅猛發(fā)展。尤其是下半年,風電設(shè)備價格趨于穩(wěn)定,建設(shè)成本降低,電網(wǎng)接入條件不斷優(yōu)化,海上風電建設(shè)步伐顯著加快。
有相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,2024年我國海上風電累計裝機量為4331萬千瓦,同比增長14.9%,占全球市場份額50%以上,連續(xù)第4年穩(wěn)居全球首位。其中海上風電新增裝機容量562萬千瓦,占風電全部新增裝機容量的6.5%,占全球市場份額50%以上,連續(xù)第7年位居全球第一,持續(xù)引領(lǐng)全球海上風電發(fā)展。預計到2060年,我國海上風電裝機總量將超過3.5億千瓦,發(fā)電量將超過1.1萬億千瓦時,約占國內(nèi)總發(fā)電量的7%,成為電力供應(yīng)體系中的關(guān)鍵部分。
數(shù)據(jù)來源:公開數(shù)據(jù),觀研天下整理
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目前我國海上風電走向“新藍海。為適應(yīng)海上風電發(fā)展新形勢,自然資源部近日印發(fā)《關(guān)于進一步加強海上風電項目用海管理的通知》,從強化規(guī)劃管控、厲行節(jié)約集約、優(yōu)化用海審批、堅持生態(tài)用海四方面提出12項措施,進一步優(yōu)化海上風電項目用海管理。新政有助于提高海域資源利用效率,加強海洋生態(tài)環(huán)境保護,促進海上風電產(chǎn)業(yè)走向“新藍?!?。
從地區(qū)來看,江蘇、廣東、福建、浙江、遼寧、上海和山東等七個省份成為了中國海上風電開發(fā)的重心。這七省的裝機容量占據(jù)了國內(nèi)海風總裝機容量的95%以上。在2023年的海上風電新增吊裝容量方面,廣東以40.5%的占比顯著領(lǐng)先江蘇,穩(wěn)居榜首,并在隨后的2024年上半年持續(xù)保持領(lǐng)先地位。而按已投運裝機容量計算,廣東有望在2024年超越江蘇,成為中國最大的海上風電市場。
與此同時,三峽集團、國家電投、中廣核等行業(yè)巨頭的主要資產(chǎn)也主要聚集在江蘇和廣東兩地。例如,江蘇在海上風電領(lǐng)域一直處于領(lǐng)先地位,早在2006年就已實現(xiàn)了全國首個海上風電風機的并網(wǎng)。同年,國家發(fā)改委也批準了中國長江三峽工程開發(fā)總公司在江蘇響水建設(shè)一個大型海上風電場,這標志著三峽集團正式踏入海上風電開發(fā)領(lǐng)域。
三、技術(shù)創(chuàng)新邁上新臺階,大型化進程正在加速
隨著風電技術(shù)的不斷進步和成本的持續(xù)降低,我國風電機組的大型化進程正在加速。例如三峽能源在福建平潭成功實現(xiàn)了16兆瓦超大容量海上風電機組的并網(wǎng)發(fā)電,并在福建漳浦二期海上風電項目中實現(xiàn)了該機型的批量化應(yīng)用。這一項目不僅標志著全國首個16兆瓦單機容量海上風電項目的批量化應(yīng)用,還創(chuàng)造了單日發(fā)電量的世界紀錄。
我國自主研發(fā)的18兆瓦半直驅(qū)海上風電機組再次刷新全球已并網(wǎng)風電機組單機容量的世界紀錄。截至目前,我國已有5臺漂浮式風機投入示范運行,其中“海油觀瀾號”的裝機容量高達7.25兆瓦,其離岸距離和水深均突破100米。
大功率風機可以有效降低成本。在同樣的裝機容量下,單機功率提升可大幅降低吊裝成本與后期的運維成本,對降低風電平準化成本意義重大。目前激烈的行業(yè)競爭促使風電整機廠商將大兆瓦風機作為差異化競爭優(yōu)勢,預計未來幾年中風機單機容量仍將朝著大型化的方向發(fā)展,風電大型化趨勢已經(jīng)形成。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,2014-2024年我國海上風電吊裝機組的平均單機容量分別從3.9MW提升至10MW??梢姰敿遥覈I巷L電機組結(jié)構(gòu)大型化進展的成效顯著。
數(shù)據(jù)來源:公開數(shù)據(jù),觀研天下整理
當下海上風電大型化趨勢確定,10MW 以上單機容量占比擴大。2023 年在新增吊裝的海上風電機組中,單機容量 10MW 及以上的風電機組裝機容量占比由 2022 年的 12.1%提升到46.4%,主要集中在 11MW 和 12MW 機型,合計占比約 36.9%;12MW 以上風電機組裝機容量占比為 6.6%;在新增吊裝最大單機容量由 2022 年的 11MW 提升到 16.5MW。
2023 年在所有吊裝的海上風電機組中,8.0MW 以下風電機組裝機容量占比 73.2%,比2022 年下降了約 16 個百分點:8.0MW 至 9.0MW(不含 9.0MW)風電機組裝機容量占比13.7%,比 2022 年增長了 5.6pct;10MW 以上風電機組裝機容量占比 9.3%,比 2022 年增長了約 8pct。
與此同時,目前我國機組大型化已經(jīng)領(lǐng)先全球。有相關(guān)資料顯示,截止到目前,我國16MW已經(jīng)批量應(yīng)用,18-20MW樣機已經(jīng)安裝并網(wǎng)發(fā)電,26MW樣機下線,而其他國家目前僅15MW樣機運行。
四、海上風電成本處于下降通道,全面平價上網(wǎng)可期
隨著技術(shù)進步、規(guī)?;瘏f(xié)同開發(fā)的深入、產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈的成熟以及智能化數(shù)字化運維與管理水平的提升,我國海上風電成本處于下降通道。有相關(guān)資料顯示,自2011年以來,我國海上風電的單位千瓦投資成本累計下降了將近82.16%,除了2019-2021年由于標桿電價補貼政策的調(diào)整帶來搶裝效應(yīng)推高投資成本之外,總體保持著向下的趨勢,尤其2021年搶裝潮后海風投資成本大幅下降至低于搶裝前的水平。2023年國內(nèi)海上風電項目投資成本在9500-14000元/kW左右,按照去年的投資成本測算的話,粵西地區(qū)某海風項目全投資IRR可以達到8.67%左右,已經(jīng)具備了較好的經(jīng)濟性。如果進一步放寬收益率要求,按照資本金內(nèi)部收益率8%倒算不同地區(qū)的投資成本的話,目前國內(nèi)絕大多數(shù)地區(qū)近海項目都能做到平價上網(wǎng)。
未來我國海上風電投資成本仍具備一定的下降空間,全面平價上網(wǎng)可期。這是因為目前在海上風電的投資成本結(jié)構(gòu)中,海風的機組和基礎(chǔ)等環(huán)節(jié)占比最高。因此,預計未來上述兩大環(huán)節(jié)的成本可能還會繼續(xù)下降,從而也意味著海上風電的投資成本仍具備一定下降的空間。根據(jù)風能協(xié)會的預測,2025年我國海上風電的度電成本有望下降至0.3元/KWH以內(nèi),基本上可以實現(xiàn)全面平價上網(wǎng)。
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機組方面:當前國內(nèi)風電仍以機組大型化降低成本為主。而大容量風機組成風場較小容量風機成本更低、回報更高。以明陽智能 12MW 與 8MW產(chǎn)品為例,在 1000MW 風場狀況下,8MW 機組需要 125 臺,12MW 機組僅需 84 臺,約減少 1/3 的機位,節(jié)約用海面積 30%以上;全場基礎(chǔ)成本降低 24%,塔筒成本降低 27%,總體降低成本 25%以上。另外,由于機位點減少,尾流約減少 3-4%,并且因大機組捕風效率提高,發(fā)電量整體提升 5%以上??傮w而言,單位千瓦造價節(jié)省 8.6%以上,度電成本降低8.3%,自有資金內(nèi)部收益率能提高 7.5%以上。
基礎(chǔ)方面:未來海上風電基礎(chǔ)和安裝施工成本下降也將讓海上風電成本進一步下降。海上風電安裝施工所使用的基礎(chǔ)和安裝船等,在2021年搶裝潮期間出現(xiàn)階段性的緊缺推高了二者的價格,而搶裝結(jié)束后整個產(chǎn)業(yè)鏈迎來了不同程度的過剩,價格也開始走向了下行通道。隨著海上風電機組的大型化發(fā)展,單位千瓦的基礎(chǔ)總量和施工成本也得到了有效的攤薄。由于海風主機大型化的進程仍處于快速發(fā)展中,海風安裝設(shè)備也跟隨著大型化的趨勢升級,部分投資施工商為防止大型安裝船等設(shè)備在未來供應(yīng)受限而提前做好鎖船工作,海風安裝船等設(shè)備在未來短期內(nèi)可能不會成為海上風電的供應(yīng)瓶頸。因此預計基礎(chǔ)和安裝施工成本還會繼續(xù)下降,從而帶動海上風電成本進一步下降。
五、海上風電正駛?cè)肷钸h海,未來將成為海上風電開發(fā)主戰(zhàn)場
隨著行業(yè)不斷發(fā)展,我國海風開發(fā)已從近海逐步向深遠海區(qū)域拓展。雖然當前我國海上風電開發(fā)主要集中在近海區(qū)域,平均離岸距離不到20千米,平均水深不足10米。但由于深遠海區(qū)域因其廣闊的空間、穩(wěn)定且優(yōu)質(zhì)的風能資源(年平均風速可達9米/秒以上,發(fā)電小時數(shù)顯著高于近海,適合大規(guī)模風電開發(fā))而備受矚目。因此預計隨著我國海上風電開發(fā)規(guī)模持續(xù)穩(wěn)步提升,深遠海將成為未來海上風電開發(fā)主戰(zhàn)場。
遠海風電一般指場區(qū)中心離岸距離大于 70km,深海風電指水深大于 50m 的場區(qū)。根據(jù)世界銀行(WB)的數(shù)據(jù)顯示,全球可用的海上風能資源超過710億千瓦,其中,深遠海占比超過70%,但目前這些資源的開發(fā)利用率尚不足0.5%。因此隨著陸上風電和近岸海上風電的開發(fā)逐漸飽和,開發(fā)水深超過50米甚至100米的深遠海域成為必然選擇,并有望成為深海經(jīng)濟中的“黃金賽道”。
我國深遠海可開發(fā)面積達67萬平方公里,資源豐富,有著廣闊的發(fā)展空間。對此相關(guān)企業(yè)積極開展技術(shù)創(chuàng)新和項目實踐,提升在深遠海環(huán)境下的風電開發(fā)能力,搶占深遠海風電先機。例如中國華能加快培育科技創(chuàng)新“新動能”,攻關(guān)突破全球最大18兆瓦海上風電機組、深遠海漂浮式海上光伏發(fā)電等一批“大國重器”和關(guān)鍵核心技術(shù)。
我國遠海風能資源約是近海資源的 4 倍
地區(qū) | 總面積(萬平方千米) | 風能資源潛在開發(fā)量(億千瓦) |
陸上(70 米高度) | ≈960 | 26 |
海上(水深 5-50 米,100 米高度) | 39.4 | 5 |
海上(水深大于 50m) | — | 20 |
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中國海洋石油集團有限公司(以下簡稱“中國海油”)自主研制建造的“海油觀瀾號”是我國第一個工作海域距離海岸線100公里以上、水深超過100米的浮式風電平臺,它的建成投用使我國海上風電的自主開發(fā)能力從水深不到50米提升至100米級以上,為我國風電開發(fā)從淺海走向深遠海奠定堅實基礎(chǔ)。
當前我國深遠海風電關(guān)鍵技術(shù)研制取得重大進展,裝機路線以三立柱半潛式為主。目前中國共有 6 個漂浮式海上風電項目(樣機)實現(xiàn)投運或正在推進實施。除安裝在三峽陽江沙扒海上風電場的“三峽引領(lǐng)號”于 2021 年并網(wǎng)發(fā)電外,由中國海油主導的“海油觀瀾號”,在距海南文昌 136km 的海上油田海域投運,成為全球第一個離岸距離超過 100km 和海水深度超過 100m 的“雙百”海上風電項目。另有中國海裝主導推進的“扶搖號”,已在廣東湛江羅斗沙海域完成安裝。中國進入安裝階段的漂浮式樣機基礎(chǔ)技術(shù)路線,都采用了三立柱半潛式方案,包括正在推進開發(fā)的部分樣機,大多與采用固定式基礎(chǔ)的大型海上風電場相連,或作為其中一個發(fā)電單元運行。
不過當前面臨著航道運輸、水產(chǎn)養(yǎng)殖等限制,且這些區(qū)域的長期理化作用,如腐蝕、沖刷等,對風機基礎(chǔ)、海底電纜和海上平臺集成等技術(shù)提出了更為嚴苛的挑戰(zhàn)。上述背景下,在未來的深遠海市場中,相關(guān)企業(yè)能否繼續(xù)保持領(lǐng)先地位,深厚的關(guān)鍵技術(shù)與裝備積累是關(guān)鍵。
六、漂浮式風電技術(shù)逐漸成為行業(yè)發(fā)展的新方向
隨著海上風電向深遠海區(qū)域的拓展,漂浮式風電技術(shù)也逐漸成為行業(yè)發(fā)展的新方向。自2016年起,國家相關(guān)部委已陸續(xù)發(fā)布多項政策性文件,明確提出要攻克海上漂浮式風電機組及其基礎(chǔ)技術(shù)。三峽集團在這方面展現(xiàn)出前瞻性,自2015年起便開始探索漂浮式海上風電研究,成為國內(nèi)首個以工程為背景開展此項研究的機構(gòu)。
浮式風電因其獨特的漂浮式設(shè)計,突破水深限制(>60米),適用于復雜地質(zhì)海域,可拓展風電開發(fā)范圍,開發(fā)更廣闊海域資源。當前全球漂浮式風電產(chǎn)業(yè)正處于快速發(fā)展階段,截至2024年,全球漂浮式風電累計裝機容量已超過1GW。預計2022-2031年,全球新增漂浮式風電裝機容28.7GW,其中90%集中在2027年后,未來幾年將迎來爆發(fā)式增長。預計未來十年,全球漂浮式風電新增裝機容量將快速增加,2030年達到3.8GW,2033年達到8.3GW。我國漂浮式風電發(fā)展前景廣闊,預計2030年新增裝機容量達到500MW,2033年新增達到1.0GW;中國將從跟跑、并跑到領(lǐng)跑地位。
我國目前正處在工程樣機示范到商業(yè)化過渡的階段。有相關(guān)資料顯示,我國目前已完成5款漂浮式風電樣機示范,總裝機容量約40MW,單臺造價約3-5億元。海南萬寧漂浮式風電場總規(guī)劃裝機容量1000MW(一期200MW,二期800MW),標志著中國漂浮式風電從樣機示范邁向規(guī)?;虡I(yè)開發(fā)。
七、國央企憑借其雄厚財力和雙碳裝機目標穩(wěn)坐主導地位,占比高達97%
當前在海上風電市場的激烈競爭中,國央企憑借其雄厚的財力和雙碳裝機的目標,已穩(wěn)坐主導地位。截至2024年6月,這些業(yè)主不僅主導著在運裝機容量,更占據(jù)了高達97%的市場份額。具體來看,央企以70%的裝機容量領(lǐng)跑市場,地方企業(yè)緊隨其后,占27%,而私營和外國企業(yè)則僅占3%。值得一提的是,三峽集團憑借在運和儲備合計裝機容量的優(yōu)勢,成為最大業(yè)主。國家電投和中廣核緊隨其后,位列第二、第三。目前,國內(nèi)海風項目開發(fā)已形成“三峽+發(fā)電央企”為核心,其他公司組建聯(lián)合體共同參與的開發(fā)格局??梢灶A見,這一近海市場格局已趨于穩(wěn)定。
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