1、,中国海上风电发展现状和趋势,吴 金 城2019年5月17日,目录,一、中国海上风电发展现状,二、面临的形势和挑战,三、海上风电的发展趋势,一、中国海上风电项目开发现状,（一）海上风电资源基本摸清,中 国 近 海 海 上 年 平 均 风 速 分 布,国家气候中心第四次全国风能资源普查结果近海（离岸100km以内）风能资源的技 术开发量为1.82亿千瓦，水深5-25米，开发潜力为1亿千瓦，水深25-50米，开发潜力为0.82亿千瓦,一、中国海上风电项目开发现状,2018年，国家能源主管部门印发关于2018年度风电建设管理有关要求的 通知，从2019年起，新增核准海上风电 项目应全部通过竞争方式配
2、置和确定上网 电价。通知下发后，海上风电核准项目达 到了一个新的高峰，截至2月底，国内已 核准未开建海上项目4083万千瓦（含核准 前公示项目），另有657万千瓦的项目在 建。,（二）海上风电项目核准提速,一、中国海上风电项目开发现状,2018年，我国海上风电新增装机165万千 瓦，同比增长42.7%。累计装机444.5万千瓦，并网海上风电容量仅次 于英国、德国，居世界 第三位。,（三）海上风电建设稳步推进,（四）国产设备制造业快速进步,截至2018年底，累计装机容量70万 千瓦以上有上海电 气、远景和金风，三家占总容量的85.9%。其中上海电 气占50.9%。,一、中国海上风电项目开发现状,
3、数据来源：CWEA,（五）海上升压站陆续投运,短短几年中，我国海上升压站实现从无到有，截至2018年11月，吊装15座海上升压站，并网运行12 座。2018年7月，我国首座具完全 知识产权的300MW海上风电项目220kV海上升压站在江苏南通成功 通过验收。,一、中国海上风电项目开发现状,（六）风电机基础设计能力提高,在海上风电开发过程中，研究、设计和应用了多种形式的海上风电基础，有高桩承台式、负压筒式、重力式、导管架式等，可以适应我国全类型的海域工况。特别是探索研究了无过渡段单桩基础和嵌岩桩单桩基础的设计和施工技术，降低 造价，提高质量。已建成各型基础900余座，其中无过渡段单桩基础500余
4、座，提 升工程经济性，解决了软硬岩区域海上风电建设难题。,一、中国海上风电项目开发现状,一、中国海上风电项目开发现状,施工装备。随着海上风电市场的发展，研发一批适合我国情况的海工装备，包括专门用于潮间带风电施工的平底驳，目前我国有近20艘海上风电专业安装船 舶，10多台套大型液压沉桩锤及众多常规辅助支持装备。世界起重能力最大风电 的施工平台龙源振华3号于2018年5月交付，可用于8MW海上风电机组基础施工 及吊装，作业水深可达到45米。掌握无过渡段单桩和无过渡段嵌岩基础施工工艺。无过渡段单桩基础不 是我国最先提出和使用，但却是龙源电力第一次在海上风电建设中规模化使用。为适应岩基地质，龙源振华联
5、合中煤自主研发的嵌岩钻机ZPMC实现直径5.5米的 钻孔施工，同时，也可扩钻直径7.5米孔，施工效率不断提高。,（七）工程施工能力快速提升,（八）海上运行经验日积月累,国内运行1年以上海上风电场：龙源如东，中广核如东，三峡响水，国电投滨海H1，上海东海大桥，上海临港二期，福建中闽平海 湾海上风电场等。海上运维船推陈出新。不断提升项目运维水平，2017年11月“广核1号”。下水，2018年5月，“电投01”号海上运维船正式服役，排水量约67吨，配备抱桩舷梯，采用抱桩登塔方式，安全系数 大幅提高。海上综合调度系统研发。结合气象预报，地方港航信息和风电设 备运行信息，开发投运了海上风电场综合调度系统
6、，实时掌控现场 的运维工作情况，提高人员和设备安全水平。,一、中国海上风电项目开发现状,（九）海上风电造价逐步降低,通过近十年的积累，设计和建设水平逐步提高，海上风电造 价稳步下降。福建、广东海域 受地质条件、海域养殖征迁等 因素影响，投资仍然较高。江 苏、浙江区域近海海上风电单 位千瓦投资约在1400016000元/kW，福建、广东区 域约在1600019000元/kW。,一、中国海上风电项目开发现状,目录,一、中国海上风电发展现状,二、面临的形势和挑战,三、海上风电的发展趋势,二、面临的形势和挑战（一）政策风险,单机容量要求与市场实际的冲突。地方政府用海上风电 在本地投资，而对大兆瓦风机的
7、偏好则推动了海上风机,东省的要求是5MW及以上机型，福建省要不低于8MW。组投入商业化运行时间短，相关技术需要时间验证，仓 带来隐忧。,竞争性配置,如果上网电价800元/MWh,，年发电3000h，10GW的海上,补贴120亿人民币。解决补贴途径，一是财政部预算支持,提升可再生能源附加标准，这在现实中难度很大。用户端电价下降的大环境下，补贴政策调整风险。,电价补贴,海上项目牵涉面广，协调难。海上风电项目分布广、作 利益诉求方多，协调困难，同时，受海况和天气制约多 实施有很大的不确定性。,管理协调,二、面临的形势和挑战（二）技术风险,未形成完善标准体系。难以对工程全过程实现有 上风电项目面临技术
8、和成本风险。,标准体系,检测试验平台缺乏。与西方发达国家相比，我国 拟实际运行工况的大型风电测试平台，无法准确 组的设计和制造水平质量。,检测认证,海洋水文测量、海底地质勘查有待加强。相关的 与发达国家相比还有差距。,基础薄弱,二、面临的形势和挑战（三）环境风险,极端气候,1949-2000年间，202个最大风速32米/秒以上 的台风统计和路径图,风电机组台风受损：2014年“威马逊”台风致使海南文昌风电场3台1.5MW机组严重受损，其中一台倒塔；广东徐闻县勇士风电场18台1.5MW机组遭到重创，其中15台出现倒塔，3台机组严重受损。2016年日本南部风电场受台风袭击，2台2MW风机的叶片撕破
9、，2台2MW风机因塔筒折断。,二、面临的形势和挑战（三）环境风险,地质灾害,我国海域广阔，地质情况多变。江苏沿海浅海辐射沙洲，方便建设。但施工船坐滩或支 腿后，会出现滩面冲刷掏空现象，影响工程 安全和进度。1985年，在我国黄海作业的 胜利4号钻井平台第一次发生掏空事件，至 今累计发生过十几次因船底掏空引发平台滑 移、下沉、倾斜，甚至平台舱体破损。同样,的问题在风电施工平台上也有发生。,浙江福建沿海岛屿众多，海底岩基海床地貌复杂，岛礁、暗礁大量存在，需要大型钻岩 设备。,二、面临的形势和挑战（四）环保健康安全,人员安全,环境和谐,施工安全,二、面临的形势和挑战（四）环保健康安全,人员安全,环境
10、和谐,施工安全,我国沿海海上养殖兴旺,二、面临的形势和挑战（四）环保健康安全,人员安全,环境和谐,施工安全,二、面临的形势和挑战（五）运维风险,设备入海适应,设备故障多,项目可达性,盐雾、腐蚀问题突出海上风电所处环境更为复杂，海洋大气区高 湿度、高盐雾；附着在钢结构表面形成肉眼无法看清的水膜，CO2、SO2 和盐分溶解在水膜中，形成导电性很 强的电解质，加速钢结构的局部腐蚀。,1、总体防腐将机舱设计成一个尽可能密闭的空间，内部对 外界形成微正压，阻止腐蚀性海洋大气直接进 入，保持塔筒、机舱内干燥的环境。2、关键部件加强防腐机舱和轮毂里的结构部件热镀锌、涂层或者缓 蚀剂加强防腐。电气部件提高设备
11、外壳防护等 级。3、设加热器等设备，控制湿度。4、机械系统，油脂润滑和防潮。,二、面临的形势和挑战（五）运维风险,设备入海适应,设备故障多,项目可达性,二、面临的形势和挑战（五）运维风险,设备入海适应,设备故障多,项目可达性,通达困难：江苏沿海有宽阔的滩涂及浅水海床，运维作业受潮汐影响明显；福建海峡风大浪高，通达困难，交通设备选择困难，海上维护作业有效时间 短，安全风险大。,目录,一、中国海上风电发展现状,二、面临的形势和挑战,三、海上风电的发展趋势,三、海上风电的发展趋势（一）海上风电规模渐大,近年中国风电新增装机容量（MW）,近年各国海上新增装机容量（MW）,2018年，中国海上风电的新增
12、装机容量第一次位居全球第一。目 前，全球海上风电装机容量占总 容量的4%，预计2025年有望达到10%，即100GW。预计欧洲每年新 增海上装机3-4GW，亚洲5-7GW。中国的海上装机容量占比近年持 续提高，2018年为8.5%。预计未 来5年，占比在15-20%，即每年 的新增海上装机容量约3-4GW。,三、海上风电的发展趋势,（二）成本持续下降,竞价上网成为海上风电发展的潮流，加快海上风电成本下降成,为欧洲各国共识。丹麦海上风电实现约0.37元/kWh中标电价。英国提前实现2020年降至100/MWh的电价目标。德国第二轮海上平均中标电价46/MWh。,三、海上风电的发展趋势（三）市场向
13、头部集中,风电制造商：海上风电设备市场同样投入大，市场规模有限，技术风险高。国外大型设备 商纷纷相互兼并，各取所长，抱团取暖，GE-阿尔斯通海上风电，Vestas-三菱，Siemens-Gamesa，Nordex-Acciona。国 内部分厂商权衡利弊，谨慎参与，海上市场 份额向头部几家集中。截至2018年底，上海电气、远景和金风，三家占总容量的85.9%。其中上海电气占50.9%。,项目开发商：一方面，海上风电投入大，风险高，一个海上风电项目的总投入都在30-50亿元规模，不论是融资能力还是风险承担 能力，不是一般企业能够应付。另一方面，随着风电等可再生能源日益壮大，以及未来 社会主导能源的
14、趋势，各大传统能源集团纷 纷关注参与 新能源行业，以期抓住机遇，获 得新的增长点。2018年国际上有640万千瓦 风电被并购，同时，国内中海油宣布重新关 注海上风电。,截止2018年底，中国海上风电各类机型累计装机情况,三、海上风电的发展趋势（四）风电机组大型化截至2018年底，中国所有吊装的海上风电机组中，4MW机组最多，累计装机占海上 总装机容量的52.8%，5MW风电机组装机占 海上总装机容量的4.6%，2018年，新增了 单机容量为5.5MW、6.45MW、6.7MW的机 组。GE在2017年推出了Haliade X 12MW海上 风电机组，风轮直径220米，预计2024年商 业化。2
15、018年，MHI Vestas升级了8MW，推 出10MW机型。Siemens-Gamesas 预计在2022年推出商业化的10MW机型。金风在福 建海上项目使用8MW机型。10MW级海上 风电机组预计是下一阶段的主力机型。,三、海上风电的发展趋势国外重点企业研制的大型海上大功率风电机组,三、海上风电的发展趋势我国重点企业正在研制的海上大功率风电机组,三、海上风电的发展趋势（五）海上风电技术趋势研发投入,几大风电公司R&D投入占比,几大风电公司欧洲专利申请数量,根据MAKE分析，近年，风电设备厂 商的R&D占销售收 入比例有下降趋势。同时，专利申请数 量也逐年下降。,三、海上风电的发展趋势（五
16、）海上风电技术趋势设备智能化,智能化风电机组,全面感知 全面物联自我检测 冗余设计,状态维护 在掌握设备状况的基础上，将定期维护和 故障维修改进 为预知性预防 维护。,远程诊断系统 通过汇集融合设备数据和信息，诊断故障，提出 方案，优化调度 和资源配置,三、海上风电的发展趋势（五）海上风电技术趋势高效运维装备研发,状态维护在掌握设备状况的基础上，将定期维护和 故障维修改进 为预知性预防 维护。,设，出 度,智能化风电机组远程诊断系统 通过汇集融合全面知备数据和信息全面数字诊断故障，提全面物联方案，优化调全面预判和资源配置,齿轮箱、发电机等大部件修复周期长，致使风电机组停 机时间长。针对大部件维修时间长，费用高，开发立足 于风电机组自身的自维护设备。,三、海上风电的发展趋势（五）海上风电技术趋势其他,状态维护在掌握设备状况的基础上，将定期维护和 故障维修改进 为预知性预防 维护。,远程诊断系统 通过汇集融合设备数据和信息，诊断故障，提出 方案，优化调度 和资源配置,66kV场内集电系统，据研究可以降低费用15%。,新型风电基础：随着项目水深的增加和地质情况 的变化，需要综合成本更低，性能更加可靠的基,础形式。智能化风电机组全面知 全面数字全面物联 全面预判,谢 谢！,
