今年6月，自然資源部布《自然資源部辦公廳關(guān)于推進(jìn)海域立體設(shè)權(quán)工作的通知（征求意見稿）》，明確可以立體設(shè)權(quán)的用海類型海域包括水面、水體、海床和底土在內(nèi)的立體空間，鼓勵對海上光伏、海上風(fēng)電等用海進(jìn)行立體設(shè)權(quán)。為海上光伏創(chuàng)造進(jìn)一步發(fā)展的空間。
事實(shí)上，自去年山東完成國內(nèi)首批海上光伏招投標(biāo)工作以來，海上光伏的進(jìn)展就一直牽動著行業(yè)的“神經(jīng)”。作為第一個“吃螃蟹”的省份，山東也已經(jīng)成為國內(nèi)近海光伏項(xiàng)目推進(jìn)的風(fēng)向標(biāo)。一方面，海上光伏緩解了當(dāng)下行業(yè)用地緊缺的現(xiàn)狀，擁有更為廣闊的發(fā)展前景;另一方面，海上光伏的成本、技術(shù)、系統(tǒng)可靠性仍待進(jìn)一步論證。在行業(yè)褒貶不一的聲音中，山東首批海上光伏項(xiàng)目自啟動至今已近一年，現(xiàn)狀如何？
樁基式、漂浮式實(shí)證項(xiàng)目加快落地
去年10月首個深遠(yuǎn)海風(fēng)光同場漂浮式光伏實(shí)證項(xiàng)目——國電投山東半島南3號海上風(fēng)電場20兆瓦深遠(yuǎn)海漂浮式光伏500千瓦實(shí)證項(xiàng)目成功發(fā)電。但該項(xiàng)目于今年4月出現(xiàn)技術(shù)故障，光伏組件全部“丟失”，國電投也未對事故原因做出公開表態(tài)和定性。
漂浮式項(xiàng)目的難度可見一斑，技術(shù)上仍需持續(xù)探索。4月中新網(wǎng)報道由中集來福士研發(fā)的國內(nèi)首個自主知識產(chǎn)權(quán)半潛式海上漂浮式光伏發(fā)電平臺完成下水拖航，并向中集集光（煙臺）交付，該發(fā)電平臺裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)400kWp，可滿足在浪高6.5米、風(fēng)速34米/秒、4.6米潮差的開闊性海域安全運(yùn)行。該平臺論證了半潛式海上漂浮式光伏的可行性，將為后續(xù)產(chǎn)品開發(fā)、規(guī)?；瘧?yīng)用、度電成本的論證提供有效參考。
與漂浮式不同，樁基式項(xiàng)目進(jìn)展更快，去年6月，山東省能源局委托水電水利規(guī)劃設(shè)計總院組織開展了2022年度樁基固定式海上光伏項(xiàng)目競爭配置工作；今年上半年樁基式項(xiàng)目實(shí)證開始提速。
通過公開信息查詢，3月濰坊HG16海上光伏項(xiàng)目獲得濰坊海事核發(fā)的《水上水下作業(yè)和活動許可證》，標(biāo)志著該工程順利開工。4-7月國家能源集團(tuán)山東公司進(jìn)行了該項(xiàng)目的場址邊界通航、海冰調(diào)查、海域使用論證和海洋環(huán)境影響評價、陸上環(huán)評等技術(shù)咨詢詢價采購招標(biāo)及結(jié)果公示。
同HG16項(xiàng)目相同，以上樁基式項(xiàng)目均已開展了不同程度的前期工作，如國華HG14海上光伏1000MW項(xiàng)目可行性研究報告評審會于4月召開，并于5-6月進(jìn)行了陸上升壓站土建安裝工程、送出線路建安工程等項(xiàng)目招標(biāo)，7月國華投資與東營市海洋發(fā)展和漁業(yè)局簽署合作協(xié)議，將推動項(xiàng)目早落地、早投產(chǎn)、早見效；另有如中廣核煙臺招遠(yuǎn)400MW海上光伏項(xiàng)目HG30于7月7日發(fā)布EPC工程總承包（重新招標(biāo)）公告，項(xiàng)目計劃將于8月10正式開工，12月25日首批并網(wǎng)。
同時，不可忽視，已有部分完成了示范項(xiàng)目的建設(shè)。5月，文登HG32海上光伏實(shí)證科研項(xiàng)目順利離網(wǎng)發(fā)電，成為全球首個固定式長樁基海上光伏實(shí)證科研項(xiàng)目，該項(xiàng)目離岸距離約9.2千米，建設(shè)3個擬推廣技術(shù)方案的典型結(jié)構(gòu)單元，總裝機(jī)容量為0.51MW。
同月，央廣網(wǎng)報道國內(nèi)首個近海樁基固定式海上光伏——國家電投山東能源海陽HG34近海樁基式海上光伏關(guān)鍵技術(shù)研究及示范項(xiàng)目正式建成，場址中心離岸6.5千米，平均水深7米，采用大模塊和小模塊兩種實(shí)證方案，大模塊方案長46米、寬33米，安裝560塊光伏組件，裝機(jī)容量308千瓦，采用鋼管樁+固定鋼桁架的結(jié)構(gòu)形式；小模塊方案長28米、寬17米，安裝168塊光伏組件，裝機(jī)容量92.4千瓦，采用“PHC管樁+固定混凝土桁架”結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。HG34海上光伏項(xiàng)目，規(guī)劃裝機(jī)容量270萬千瓦，位于煙臺海陽海域，是當(dāng)前全球最大、國內(nèi)首批近海樁基固定式海上光伏。
政策在完善 技術(shù)可加強(qiáng)
廣闊的市場前景下，現(xiàn)實(shí)的挑戰(zhàn)也擺在眼前。
目前，我國山東、浙江、江蘇等沿海省份都在積極推進(jìn)海上光伏的開發(fā)，相應(yīng)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和支持政策也相繼出臺。但夏珂坦言，來自政策層面的挑戰(zhàn)可能仍是后續(xù)海上光伏項(xiàng)目建設(shè)需要面臨的主要挑戰(zhàn)之一。“比如在用海許可相關(guān)前期手續(xù)的辦理上，整體審批周期還是比較長，各級政府和各不同主管部門間的協(xié)調(diào)難度依然很大。而且這只是眾多前期工作中的一個環(huán)節(jié)，整個項(xiàng)目的前期審批工作耗時耗力，涉及多方面的利益相關(guān)方，阻力還是不小的。”
此外，技術(shù)突破與成本控制的平衡也在考驗(yàn)先行者的實(shí)力。
浙江大學(xué)教授趙西增認(rèn)為，從技術(shù)出發(fā)，現(xiàn)有水面光伏系統(tǒng)整體力學(xué)性能比較差，要考慮浮體結(jié)構(gòu)、極端耐受材料性能，從而適應(yīng)海洋環(huán)境，保障系統(tǒng)長效運(yùn)行。“比如，光伏組件排列是塊體結(jié)構(gòu)，波浪對浮體的沖擊大，連接處部件的可靠性就至關(guān)重要。”
對此，夏珂指出，目前水上光伏技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用，發(fā)電量、安全性等方面也得到了業(yè)界認(rèn)可，海上光伏在探索階段可以借鑒較為成熟的水上光伏相關(guān)技術(shù)，如今年并網(wǎng)的國能聊城202兆瓦水庫光伏項(xiàng)目，在組件選型、智慧運(yùn)維、浮體系統(tǒng)等方面均應(yīng)用了行業(yè)最領(lǐng)先技術(shù)。
“不過，海洋的惡劣環(huán)境的確對組件的適配性提出更高要求，如在北方海域，可能會出現(xiàn)冰塊撞擊組件陣列的情況。在一些海水鹽度偏高的海域，鹽霧結(jié)晶附著在組件表面，可能帶來發(fā)電量的損失，這些都是我們要探索和解決的問題。”夏珂說。
據(jù)悉，隆基綠能已經(jīng)在嘗試配合參與一些小規(guī)模實(shí)證項(xiàng)目，通過具體實(shí)踐檢驗(yàn)產(chǎn)品安全可靠性。“針對沿海地區(qū)普遍的高溫高濕、高鹽霧、高風(fēng)暴潮等環(huán)境特征，一方面隆基從原材料端實(shí)現(xiàn)對終端分析的管控，例如組件邊框選擇更耐腐蝕的電泳膜和更高強(qiáng)度的鋁型材。”夏珂表示，“我們產(chǎn)品在實(shí)驗(yàn)室的表現(xiàn)是可觀的，但依然需要實(shí)踐的檢驗(yàn)，這也是我們做實(shí)證項(xiàng)目的初衷。”
異質(zhì)結(jié)助力打破技術(shù)、成本桎梏
盡管海上光伏項(xiàng)目實(shí)施技術(shù)難度大、建設(shè)困難，但無論從政策支持方面還是市場需求方面，海光的發(fā)展前景是較為廣闊的。
隨著去年山東首批海上光伏項(xiàng)目規(guī)?；_發(fā)工作的啟動，國家發(fā)改委也在2023年能源工作指導(dǎo)意見中明確表示謀劃啟動建設(shè)海上光伏。僅山東省而言，其海上光伏目前便已經(jīng)規(guī)劃了42GW。此前，自然資源部國家海洋技術(shù)中心海洋能發(fā)展中心副主任崔琳也表示，“全球海上光伏潛在容量約4000GW，我國海岸線漫長，海上光伏理論可安裝量超70GW。”
廣闊的前景也意味著更大的挑戰(zhàn)，除卻技術(shù)難題，海上光伏的成本把控也是阻礙海光發(fā)展的難題，合理的技術(shù)方案以及關(guān)鍵設(shè)備的選型對項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)測算將起到至關(guān)重要的作用。
以組件選型為例，根據(jù)某設(shè)計院對常規(guī)地面電站與海上電站投資對比顯示，在組件型號相同的情況下，海上光伏組件安裝、支架安裝以及樁基礎(chǔ)的單瓦成本要分別高出地面電站約0.05元、0.636元、0.679元，綜合額外成本高達(dá)超1.365元/瓦。更高功率的組件可以帶來更低的BOS成本，這一要素在海上光伏項(xiàng)目開發(fā)中相比于地面電站將更為顯著。
光伏組件更高的轉(zhuǎn)換效率在海上光伏項(xiàng)目應(yīng)用端帶來了更為顯著的降本效應(yīng)，而當(dāng)下主流的N型TOPCon與異質(zhì)結(jié)組件無疑是高效率組件代表。以異質(zhì)結(jié)組件為例，華晟在宣城某100M光伏電站進(jìn)行測算，與同尺寸的PERC、TOPCon組件對比，華晟異質(zhì)結(jié)組件受益于高功率與大組串優(yōu)勢，在土地、支架、線纜、人工費(fèi)用的BOS成本方面可分別節(jié)省3.9%和2.5%，而度電成本方面在將對PERC成本溢價考慮在內(nèi)的情況下仍可降低1.75%，收益率從6.74%提升到了7.5%。
作為首批海上光伏的主要投資商，央企在組件選型方面非常謹(jǐn)慎。在中國電建HG32海上光伏實(shí)證組件采購中，分別招標(biāo)了PERC、N型TOPCon與異質(zhì)結(jié)進(jìn)行實(shí)證，而華晟正是異質(zhì)結(jié)組件的中標(biāo)企業(yè)。此前，中國電建華東院更是與華晟簽約了10GW異質(zhì)結(jié)組件采購協(xié)議。
初步量產(chǎn)為異質(zhì)結(jié)帶來的效益提速已經(jīng)非常顯著，而更多先進(jìn)工藝的應(yīng)用將為異質(zhì)結(jié)打開更顯著的降本潛力。華晟新能源董事長徐曉華表示，“華晟目前正在全面導(dǎo)入雙面微晶、0BB、90μm的超薄硅片等技術(shù)，這將進(jìn)一步帶來組件功率的增加，同時也意味著更低的BOS與度電成本。”
可以預(yù)見的是，隨著光伏行業(yè)技術(shù)不斷進(jìn)步，以異質(zhì)結(jié)、TOPCon等為代表的N型先進(jìn)技術(shù)的規(guī)?；瘧?yīng)用，海上光伏必將突破成本的桎梏。結(jié)合各地示范項(xiàng)目的探索和推進(jìn)，困擾海上光伏的技術(shù)問題也將逐步化解，迎來超百GW的發(fā)展空間。
成本正下行 商業(yè)化可期
高要求必然導(dǎo)致高成本。夏珂表示，由于目前實(shí)證電站的規(guī)模較小，邊際成本無法降低，所以很難用商業(yè)化的眼光去看待海上光伏電站的建設(shè)成本。“但最近一兩年時間內(nèi)，很多企業(yè)、設(shè)計院和高校都開始參與海上光伏的產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)、施工方案優(yōu)化等工作，整個電站的開發(fā)建設(shè)成本正在下行。”
除去提升主要產(chǎn)品的適配性外，夏珂指出，引入數(shù)字化、智能化的設(shè)計和運(yùn)維手段也是海上光伏降本增效的方向之一。
夏珂透露，隆基綠能已經(jīng)在海洋光伏數(shù)字化設(shè)計軟件開發(fā)上進(jìn)行了一定的技術(shù)儲備。“我們在軟件內(nèi)嵌入了成熟的算法，并且基于實(shí)證項(xiàng)目的數(shù)據(jù)對算法進(jìn)行持續(xù)迭代。簡單來講，在軟件中輸入所在海域，并填入浪高、風(fēng)速、淤泥層厚度、氣溫等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)就會快速給出一個優(yōu)化設(shè)計方案，組件支架的最優(yōu)傾角是多少、陣列怎么排布都會包含在方案中。”
在夏珂看來，基于這樣的初步設(shè)計方案，設(shè)計和建設(shè)團(tuán)隊可以結(jié)合海域的具體情況進(jìn)行更有針對性的細(xì)節(jié)完善，“可以大大提升這個整體工作效率，從而降低成本”。
同樣，在運(yùn)維環(huán)節(jié)，智能化的平臺可以集中采集海上電站的實(shí)時數(shù)據(jù)，構(gòu)建起設(shè)備和電站的數(shù)字化模型，同時對電站運(yùn)行指標(biāo)進(jìn)行可視化的監(jiān)控，基于智能算法，可以精確定位低效設(shè)備，結(jié)合無人機(jī)巡檢、機(jī)器人清洗等運(yùn)維手段，及時發(fā)現(xiàn)問題并快速解決。夏珂說，“電站能夠多發(fā)電，收益自然就會提升，成本壓力也會隨之降低。相信未來3-5年，也許更快，我們就能在國內(nèi)看到商業(yè)化運(yùn)營的海上光伏電站。”
原標(biāo)題：海上光伏電站建設(shè)加速，商業(yè)化成本桎梏已打破？
掃描關(guān)注微信
寧德時代吳凱...
天合光能陳奕...
劉巖: 追光行...
黃震院士：大...