摘要：海上风电本身具备更高稳定性、更大规模的特性，对于电解水制氢来说是一大优势。海上风电驱动的绿氢生产还可显著增加海上项目的商业价值。
全球各国正寻求向更清洁的能源转型，以实现碳中和目标。
在此过程中，海上风电是被寄予厚望的新能源之一。越来越多的国家把目光投向海上风电，海上风电行业正迎来大规模快速发展的新时代。
根据国际能源署（IEA）的数据，到 2040 年，世界海上风能资源能够满足全球电力需求的 11 倍，利用这种能源是到 2050 年实现全球净零碳排放目标的关键路径。
2021年，海上风电行业经历了创历史的一年。6月29日，全球风能理事会(GWEC)发布了最新《全球海上风能报告》，报告预计，2022-2030 年可能新增 260GW的海上风电装机容量，到2030年，全球海上风电装机容量将达到 316GW。
全球多国政府开始意识到海上风电不仅能带来安全、可及、清洁的能源，还能培育新兴产业并创造就业岗位。因此，很多国家都在加速布局海上风电项目，也设定了雄心勃勃的目标。
在这股强大的全球海上风电投资大跃进中，也使海上风电行业呈现一些新趋势。
全球海上风电大跃进
在俄乌战争和全球能源危机背景下，各国加快了新能源转型步伐，海上风电建设也在加速。
美国能源部(DOE)在2021年宣布，到2030年将部署30GW海上风电机组。根据目前的项目进度，美国海上风电部门预计到2035年将安装约60GW的海上风电容量。
日本受地理位置影响，自然资源有限，发展光伏和陆上风电等可再生能源非常有限，核电又因为福岛事故而放缓步伐。日本政府为了实现2050年脱碳，提出了以可再生能源为主要电源的方针，并想尽快引进作为王牌手段的海上风力发电。
2020年，日本风能协会JWPA表示，各方就日本海上风电远期目标达成共识：该国计划将海上风电装机容量2030年完成10GW，2040年完成30—45GW。
海上风电传统地区欧洲，受俄乌战争影响，能源危机加剧，更是加快了海上风电开发的脚步。欧州海上风电主要装机国为英国、德国、荷兰、丹麦、比利时。
2021年英国新增海上风电装机2.32GW、丹麦新增海上风电装机 0.61GW、荷兰新增海上风电装机0.39GW。
根据欧盟气候政策目标，到2030年海上风电装机总量将从当前的2500万千瓦增加至1.1亿千瓦，到2050年欧洲海上风电装机总量将在当前基础上增长25倍以上。
最近，欧洲国家又提高了海上风电装机目标。
英国今年4月发布《能源安全战略》，2030年英国海上风电装机容量的目标从之前的40GW提高到50GW。
当月，德国发布“复活节一揽子计划”，海上风电到2030年至少达到30GW，到2035年达到40GW，到2045年达到70GW，远高于前期目标指引。
今年5月，德国、丹麦、荷兰、比利时四国在“北海海上风电峰会”上承诺，2030年底四国海上风电装机容量将达65GW；2050年底将达150GW，较当前四国的海上风电装机容量增加10倍。
中国在“3060双碳转型”目标下，海上风电发展也非常迅速。2021年底我国海上风电累计装机规模已经超越英国，跃居世界第一。2021年我国风电新增并网装机容量为47.57GW，其中新增海上风电并网装机容量分为16.90GW，同比增长452.29%；预计2022-2024年国内风电新增并网装机容量有望达55GW、60GW、70GW。
图说：2010 年-2020 年全球海上风电累计装机情况 来源：国际可再生能源署，英大证券研究所
海上风电四大新趋势
海上风电跟陆上风电有很大不同，开发难度比较大，但同时也具有资源丰富、发电利用小时数高、不占用土地、不消耗水资源和适宜大规模开发的特点。
近几年，一些欧美国家均把风电开发的重点转向海上，许多大型风电开发企业、设备制造企业正积极探索海上风电发展之路，同时，海上风电的国际发展呈现出以下几个趋势：
1功率大型化
目前欧洲新增海上风电装机平均容量从2019年的7.2MW提高到2020年的8.2MW，随着需求的增加，风机机组容量愈发大型化。据全球风能协会预测，未来五年，海上风机叶片长度185-220米将成为行业主流。大型化趋势下，叶片加速向大叶型切换。
2020 年，西门子歌美飒发布的SG14 DD海上风电机型叶轮直径222米，更高效率的15MW的风机将于2024年正式商业化。2021年2月，维斯塔斯发布了V236-15MW海上风电机型，该系列预计2024年量产。2021年10月，通用电气可再生能源公司表示已经开始在荷兰鹿特丹附近的水域运行一个 14 兆瓦海上风机原型机，该风力涡轮机的高度几乎是自由女神像及其基座总高的三倍。
海上风力比较大，更大型化的风机意味着更强的发电能力和更高的效率，对消费者来说，它们所产生的电力也就越便宜。美国国家可再生能源实验室的一项研究表明，与使用 6 兆瓦涡轮机的风电场相比，假设使用 20 兆瓦海上风力涡轮机的风电场每单位电力可节省 24%。
来源：Mark Harrington/Newsday RM via Getty Images
2走向深远海，转向漂浮式风电
随着近海资源逐渐开发，海上风电项目持续向远海发展，新项目离岸距离也在增加。从世界海上风电建设与规划来看，离岸距离大于100km、水深超过50m的深远海域风能资源更加丰富，以德国、英国为代表的欧洲海上风电技术强国已率先布局深远海风电。根据千尧科技的数据，2020年欧洲在建海上风场平均水深为36米，比2019年平均水深多了2米，目前英国在建的 Moray East 平均水深 45 米。
跟深海化密切相关的一个现象是，漂浮式风力发电系统正处于从试点项目向商业规模风电场转变的风口浪尖。
如果风电要为零碳未来做出贡献，漂浮式海上风电必须成为现实。因为离岸更远的地方风更强，更稳定，因此能源公司将注意力转向海床不适合锚定涡轮机的更深水域。
而在海洋中风力最大的区域中，有80%的区域由于太深而无法在海床上建基。解决方案是将巨型风机漂浮起来，拴在海床上，这将使风力发电能力扩展到沿海水域较深的国家，或海底不适合固定结构的国家。挪威、法国、西班牙、韩国、日本和美国大部分沿海地区将从中受益。
3海上风机生产绿氢
彭博新能源财经高级分析师汪子越表示，虽然海上风电发电成本预计长期高于陆上风电，但由于海上风电本身具备更高稳定性、更大规模的特性，对于电解水制氢来说是一大优势。由海上风电驱动的绿氢生产还可以显著增加海上项目的商业价值。
绿色氢气技术开发商Lhyfe与Chantiers de l’atlantique已正式开始合作筹建全球首个海上风电制氢平台，将于2022年9月在法国圣纳泽尔海岸的SEM-REV试验场投入使用。两家公司将与并网或离网风电场合作开展海上可再生制氢项目，计划开发最低容量为100兆瓦的绿色制氢解决方案。
今年6月，德国能源公司RWE和炼钢巨头ArcelorMittal签署了一份谅解备忘录，共同开发、建设和运营海上风电场和氢设施，这些设施将为德国生产低排放钢铁提供可再生能源和绿氢。
RWE与 Northland Powe的德国海上风电项目 Nordsee Two 计划也海上生产氢气，据 RWE 称，计划在 Juist 岛以北建造并于2026 年投入商业运营的 433 兆瓦海上风电场将包括 15 兆瓦的风力涡轮机。该公司表示，除了最新、最具创新性的风力涡轮机外，Nordsee两家合作伙伴还旨在展示海上制氢的技术和商业可行性。
近日，石油和天然气巨头壳牌做出投资决定，将在鹿特丹港建造海上风力发电绿色氢厂。壳牌表示，当2025年该项目开始运营时，荷兰氢设施将成为“欧洲最大的可再生氢工厂。
据壳牌称，200兆瓦的电解槽将位于欧洲最大的海港鹿特丹港，每天生产多达6万公斤的可再生氢气。
可以认为，海上风电步入深远海，将未能实现消纳的风力发电量通过电解等方式分解成液态或气态的化学能源来储存，尤其是海上风电制氢，将有望成为海上风电深远海开发的破局关键。
中国一些地方也在加快海上风电制氢项目的布局，今年6月20日，上海印发《上海市氢能产业发展中长期规划 （2022-2035年）》，其中提出：“在海上风电制氢方面，开展深远海风电制氢相关技术研究，结合上海深远海风电整体布局，积极开展示范工程建设。突破海上使用淡水电解水制氢的瓶颈，降低海水制氢成本。”
福建省漳州的相关规划也提出，将加快开发漳州外海浅滩千万千瓦级海上风电，布局海上风电制氢等氢能产业基地，发展氢燃料水陆智能运输装备，构建形成“制氢—加氢—储氢”的产业链。
4海洋资源一体化开发
海上风电建设逐渐走向深远海，新建输电设施成本较高，将海上风电与海洋牧场、海上油气、海水淡化，氢能、储能多种能源综合开发利用融合发展，有助于提升海域利用效率，推进 海上风电制氢等综合应用，是海上风电的重要发展方向。
我国多个省市已发布文件提倡海上风机利用海洋资源一体化开发：江苏省“十四五”规划提出，将有序推进海上风电集中连片、规模化开发和可持续发展，打造国家级海上千万千瓦级风电基地，海上风电新增约1212万千瓦。
《浙江省可再生能源发展“十四五”规划》将“探索海上风电基地发展新模式”，集约化打造海上风电+海洋能+储能+制氢+海洋牧场+陆上产业基地的示范项目。
《广东省海洋经济发展“十四五”规划》提出，支撑海洋资源综合开发利用，推动海上风电项目开发与海洋牧场、海上制氢、观光旅游、海洋综合试验场等相结合，力争到2025年底累计建成投产装机容量达到1800万千瓦。
可以预见，在未来，海上风电将形成新的产业链，也将带动更多新兴产业的发展，为新能源、清洁能源的革命源源不断地注入活力与能量。
来源：环球零碳 作者：马玉洁
