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海上風(fēng)電跟陸上風(fēng)電有很大不同，開發(fā)難度比較大，但同時(shí)也具有資源豐富、發(fā)電利用小時(shí)數(shù)高、不占用土地、不消耗水資源和適宜大規(guī)模開發(fā)的特點(diǎn)。

近幾年，一些歐美國(guó)家均把風(fēng)電開發(fā)的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向海上，許多大型風(fēng)電開發(fā)企業(yè)、設(shè)備制造企業(yè)正積極探索海上風(fēng)電發(fā)展之路，同時(shí)，海上風(fēng)電的國(guó)際發(fā)展呈現(xiàn)出以下幾個(gè)趨勢(shì)：

1、功率大型化

目前歐洲新增海上風(fēng)電裝機(jī)平均容量從2019年的7.2MW提高到2020年的8.2MW，隨著需求的增加，風(fēng)機(jī)機(jī)組容量愈發(fā)大型化。據(jù)全球風(fēng)能協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，未來(lái)五年，海上風(fēng)機(jī)葉片長(zhǎng)度185－220米將成為行業(yè)主流。大型化趨勢(shì)下，葉片加速向大葉型切換。

2020 年，西門子歌美颯發(fā)布的SG14 DD海上風(fēng)電機(jī)型葉輪直徑222米，更高效率的15MW的風(fēng)機(jī)將于2024年正式商業(yè)化。2021年2月，維斯塔斯發(fā)布了V236－15MW海上風(fēng)電機(jī)型，該系列預(yù)計(jì)2024年量產(chǎn)。2021年10月，通用電氣可再生能源公司表示已經(jīng)開始在荷蘭鹿特丹附近的水域運(yùn)行一個(gè) 14 兆瓦海上風(fēng)機(jī)原型機(jī)，該風(fēng)力渦輪機(jī)的高度幾乎是自由女神像及其基座總高的三倍。

海上風(fēng)力比較大，更大型化的風(fēng)機(jī)意味著更強(qiáng)的發(fā)電能力和更高的效率，對(duì)消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，它們所產(chǎn)生的電力也就越便宜。美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室的一項(xiàng)研究表明，與使用 6 兆瓦渦輪機(jī)的風(fēng)電場(chǎng)相比，假設(shè)使用 20 兆瓦海上風(fēng)力渦輪機(jī)的風(fēng)電場(chǎng)每單位電力可節(jié)省 24％。

2、走向深遠(yuǎn)海，轉(zhuǎn)向漂浮式風(fēng)電

隨著近海資源逐漸開發(fā)，海上風(fēng)電項(xiàng)目持續(xù)向遠(yuǎn)海發(fā)展，新項(xiàng)目離岸距離也在增加。從世界海上風(fēng)電建設(shè)與規(guī)劃來(lái)看，離岸距離大于100km、水深超過(guò)50m的深遠(yuǎn)海域風(fēng)能資源更加豐富，以德國(guó)、英國(guó)為代表的歐洲海上風(fēng)電技術(shù)強(qiáng)國(guó)已率先布局深遠(yuǎn)海風(fēng)電。根據(jù)千堯科技的數(shù)據(jù)，2020年歐洲在建海上風(fēng)場(chǎng)平均水深為36米，比2019年平均水深多了2米，目前英國(guó)在建的 Moray East 平均水深 45 米。

跟深海化密切相關(guān)的一個(gè)現(xiàn)象是，漂浮式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)正處于從試點(diǎn)項(xiàng)目向商業(yè)規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)轉(zhuǎn)變的風(fēng)口浪尖。

如果風(fēng)電要為零碳未來(lái)做出貢獻(xiàn)，漂浮式海上風(fēng)電必須成為現(xiàn)實(shí)。因?yàn)殡x岸更遠(yuǎn)的地方風(fēng)更強(qiáng)，更穩(wěn)定，因此能源公司將注意力轉(zhuǎn)向海床不適合錨定渦輪機(jī)的更深水域。

而在海洋中風(fēng)力最大的區(qū)域中，有80％的區(qū)域由于太深而無(wú)法在海床上建基。解決方案是將巨型風(fēng)機(jī)漂浮起來(lái)，拴在海床上，這將使風(fēng)力發(fā)電能力擴(kuò)展到沿海水域較深的國(guó)家，或海底不適合固定結(jié)構(gòu)的國(guó)家。挪威、法國(guó)、西班牙、韓國(guó)、日本和美國(guó)大部分沿海地區(qū)將從中受益。

3、海上風(fēng)機(jī)生產(chǎn)綠氫

彭博新能源財(cái)經(jīng)高級(jí)分析師汪子越表示，雖然海上風(fēng)電發(fā)電成本預(yù)計(jì)長(zhǎng)期高于陸上風(fēng)電，但由于海上風(fēng)電本身具備更高穩(wěn)定性、更大規(guī)模的特性，對(duì)于電解水制氫來(lái)說(shuō)是一大優(yōu)勢(shì)。由海上風(fēng)電驅(qū)動(dòng)的綠氫生產(chǎn)還可以顯著增加海上項(xiàng)目的商業(yè)價(jià)值。

綠色氫氣技術(shù)開發(fā)商Lhyfe與Chantiers de l’atlantique已正式開始合作籌建全球首個(gè)海上風(fēng)電制氫平臺(tái)，將于2022年9月在法國(guó)圣納澤爾海岸的SEM－REV試驗(yàn)場(chǎng)投入使用。兩家公司將與并網(wǎng)或離網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)合作開展海上可再生制氫項(xiàng)目，計(jì)劃開發(fā)最低容量為100兆瓦的綠色制氫解決方案。

今年6月，德國(guó)能源公司RWE和煉鋼巨頭ArcelorMittal簽署了一份諒解備忘錄，共同開發(fā)、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)海上風(fēng)電場(chǎng)和氫設(shè)施，這些設(shè)施將為德國(guó)生產(chǎn)低排放鋼鐵提供可再生能源和綠氫。

RWE與 Northland Powe的德國(guó)海上風(fēng)電項(xiàng)目 Nordsee Two 計(jì)劃在海上生產(chǎn)氫氣，據(jù) RWE 稱，計(jì)劃在 Juist 島以北建造并于2026 年投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)的 433 兆瓦海上風(fēng)電場(chǎng)將包括 15 兆瓦的風(fēng)力渦輪機(jī)。該公司表示，除了最新、最具創(chuàng)新性的風(fēng)力渦輪機(jī)外，Nordsee兩家合作伙伴還旨在展示海上制氫的技術(shù)和商業(yè)可行性。

近日，石油和天然氣巨頭殼牌做出投資決定，將在鹿特丹港建造海上風(fēng)力發(fā)電綠色氫廠。殼牌表示，當(dāng)2025年該項(xiàng)目開始運(yùn)營(yíng)時(shí)，荷蘭氫設(shè)施將成為“歐洲最大的可再生氫工廠。

據(jù)殼牌稱，200兆瓦的電解槽將位于歐洲最大的海港鹿特丹港，每天生產(chǎn)多達(dá)6萬(wàn)公斤的可再生氫氣。

可以認(rèn)為，海上風(fēng)電步入深遠(yuǎn)海，將未能實(shí)現(xiàn)消納的風(fēng)力發(fā)電量通過(guò)電解等方式分解成液態(tài)或氣態(tài)的化學(xué)能源來(lái)儲(chǔ)存，尤其是海上風(fēng)電制氫，將有望成為海上風(fēng)電深遠(yuǎn)海開發(fā)的破局關(guān)鍵。

中國(guó)一些地方也在加快海上風(fēng)電制氫項(xiàng)目的布局，今年6月20日，上海印發(fā)《上海市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃 （2022－2035年）》，其中提出：“在海上風(fēng)電制氫方面，開展深遠(yuǎn)海風(fēng)電制氫相關(guān)技術(shù)研究，結(jié)合上海深遠(yuǎn)海風(fēng)電整體布局，積極開展示范工程建設(shè)。突破海上使用淡水電解水制氫的瓶頸，降低海水制氫成本。”

福建省漳州的相關(guān)規(guī)劃也提出，將加快開發(fā)漳州外海淺灘千萬(wàn)千瓦級(jí)海上風(fēng)電，布局海上風(fēng)電制氫等氫能產(chǎn)業(yè)基地，發(fā)展氫燃料水陸智能運(yùn)輸裝備，構(gòu)建形成“制氫—加氫—儲(chǔ)氫”的產(chǎn)業(yè)鏈。

4、海洋資源一體化開發(fā)

海上風(fēng)電建設(shè)逐漸走向深遠(yuǎn)海，新建輸電設(shè)施成本較高，將海上風(fēng)電與海洋牧場(chǎng)、海上油氣、海水淡化，氫能、儲(chǔ)能多種能源綜合開發(fā)利用融合發(fā)展，有助于提升海域利用效率，推進(jìn)海上風(fēng)電制氫等綜合應(yīng)用，是海上風(fēng)電的重要發(fā)展方向。

我國(guó)多個(gè)省市已發(fā)布文件提倡海上風(fēng)機(jī)利用海洋資源一體化開發(fā)：江蘇省“十四五”規(guī)劃提出，將有序推進(jìn)海上風(fēng)電集中連片、規(guī)?；_發(fā)和可持續(xù)發(fā)展，打造國(guó)家級(jí)海上千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電基地，海上風(fēng)電新增約1212萬(wàn)千瓦。

《浙江省可再生能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃》將“探索海上風(fēng)電基地發(fā)展新模式”，集約化打造海上風(fēng)電＋海洋能＋儲(chǔ)能＋制氫＋海洋牧場(chǎng)＋陸上產(chǎn)業(yè)基地的示范項(xiàng)目。

《廣東省海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展“十四五”規(guī)劃》提出，支撐海洋資源綜合開發(fā)利用，推動(dòng)海上風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)與海洋牧場(chǎng)、海上制氫、觀光旅游、海洋綜合試驗(yàn)場(chǎng)等相結(jié)合，力爭(zhēng)到2025年底累計(jì)建成投產(chǎn)裝機(jī)容量達(dá)到1800萬(wàn)千瓦。

可以預(yù)見，在未來(lái)，海上風(fēng)電將形成新的產(chǎn)業(yè)鏈，也將帶動(dòng)更多新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為新能源、清潔能源的革命源源不斷地注入活力與能量。

原標(biāo)題：風(fēng)電制綠氫，海上風(fēng)電四大新趨勢(shì)