未来,深远海将成为海上风电产业的“主战场”。

世界银行(WB)的数据显示,全球可用的海上风能资源超过710亿千瓦,其中,深远海占比超过70%,但目前这些资源的开发利用率尚不足0.5%。中国可再生能源学会风能专业委员会副秘书长田野说,伴随海上风电向深远海发展,全球海上风电机组大型化趋势明显,正在向20MW以上迈进。中国船舶工业行业协会副秘书长谭乃芬认为,作为海上风电发展的重要支撑,适应海上风电新发展趋势,船舶产业链正加速向大型化、智能化、绿色化升级。

我国持续引领海上风电发展

当前,中国已经成为全球最大的风电生产基地,不仅拥有全球领先的风电机组制造基地,而且还是最大的关键零部件中心。

基于中国可再生能源学会风能专业委员会的年度吊装统计数据,以及根据全球风能理事会(GWEC)数据,2024年,中国海上风电新增并网装机容量超4GW,占全球市场份额50%以上,连续第七年位居全球第一。截至2024年底,中国海上风电累计并网装机容量43GW,占全球市场份额51.3%,连续第四年位居全球首位,持续引领全球海上风电发展。

从企业层面看,全球Top10海上风电整机制造商中,中国有7家。GWEC的数据显示,2023年,全球共有12家风电机组制造商安装了1120台海上风电机组,规模接近11GW。排名前10家企业中有明阳智能(601615.SH)、金风科技(002202.SZ/02208.HK)、东方电气(600875.SH)等中国企业,市场份额合计约为67%。截至2023年底,全球海上风电累计装机容量达到76GW,排名前10家中有6家中国企业,市场份额合计约为48.6%。

“就海上风电来看,2024年,全球海上风电机组60%的产能来自中国。”田野表示,当前,中国已经成为全球最大的风电生产基地,不仅拥有全球领先的风电机组制造基地,而且还是最大的关键零部件中心。

“到2030年,亚太地区除中国外,海上风电产业链均不满足本地与区域建设需求。”田野表示,从未来供需情况看,2025年后,美国海上风电机组供应不足;欧洲是世界第二大风电机组装配生产基地,主要位于德国、丹麦、西班牙、法国、葡萄牙和土耳其。田野说,未来欧洲市场,预计从2028年开始,现有的海上风电机组以及安装船产能将不足以支持欧洲以外海上风电装机的增长;2029年后,拉丁美洲将出现瓶颈。

启东中远海运海工技术总监、海工与新能源研发中心主任万家平说,2025年,全球海上风电累计装机超1亿千瓦。中国海上风电发展迅速,装机规模持续扩大,成为全球海上风电重要力量。

海上风电正驶入深远海

为适应深远海的特征,风机大型化和漂浮式是全球各国海上风电发展的大趋势。

国际能源署(IEA)在《2024年可再生能源报告--到2030年的分析与预测》中预测,2024年至2030年期间,海上风电累计装机容量有望达到212GW,2030年的全球海上新增装机容量有望增至45GW。随着陆上风电和近岸海上风电的开发逐渐饱和,开发水深超过50米甚至100米的深远海域成为必然选择,并有望成为深海经济中的“黄金赛道”。世界银行(WB)的数据显示,全球可用的海上风能资源超过710亿千瓦,其中深远海占比超过70%,但目前这些资源的开发利用率尚不足0.5%。

中国船级社海洋工程技术中心副主任李红涛说,中国深远海可开发面积达67万平方公里,资源丰富。深远海风速更稳定,年平均风速可达9米/秒以上,发电小时数显著高于近海,适合大规模风电开发。

为适应深远海的特征,风机大型化和漂浮式是全球各国海上风电发展的大趋势。

“2024年,我国海上风电机组平均单机容量为10MW,截至目前,16MW已经批量应用,18-20MW样机已经安装并网发电,26MW样机下线,其他国家目前仅15MW样机运行。”田野对中国工业报表示,我国机组大型化已经领先全球。风电机组实现了大型化、平台化、智能化和模块化发展,机组技术类型涵盖双馈、直驱和半直驱。

金风科技是国内最早进入风力发电设备制造领域的企业之一。近日,该公司发布2024年年报显示,公司当年实现营业收入人民币566.99亿元,同比增长12.37%;归属母公司净利润人民币18.6亿元,同比增长39.78%。公司营业收入和利润的同时增长,表明金风科技正在进入良性增长周期。公司年报提及,面向未来深远海应用场景,公司推出新一代深远海旗舰产品GWH300-20(25)MW机型。据悉,该机型在未来深远海场景下,可降低风电场平准化度电成本(LCOE)达10%。针对深远海的布局,年报还特别强调,金风科技持续开展漂浮式产品及技术攻关,2024年,公司发布新型浮体系泊系统。

金风科技相关负责人对中国工业报表示,公司风机制造在深远海和大型化方面同步发力。在风机大型化方面,通过推出新一代深远海旗舰产品GWH300-20(25)MW产品,持续研发和优化大型机组技术,巩固发展优势;在深远海发展方面,积极开展技术创新和项目实践,提升在深远海环境下的风电开发能力,抢占深远海风电先机。

中国华能集团(以下简称“中国华能”)有限公司党组书记、董事长温枢刚撰文指出,中国华能积极布局海上风电集群,累计核准、开工、投产超过1400万KW,稳居行业第一方阵。中国华能加快培育科技创新“新动能”,攻关突破全球最大18MW海上风电机组、深远海漂浮式海上光伏发电等一批“大国重器”和关键核心技术。

李红涛表示,全球漂浮式风电产业正处于快速发展阶段,截至2024年,全球漂浮式风电累计装机容量已超过1GW。预计2022-2031年,全球新增漂浮式风电装机容量28.7GW,其中90%集中在2027年后,未来几年将迎来爆发式增长。预计未来十年,全球漂浮式风电新增装机容量将快速增加,2030年达到3.8GW,2033年达到8.3GW。我国漂浮式风电发展前景广阔,预计2030年新增装机容量达到500MW,2033年新增达到1.0GW;中国将从跟跑、并跑到领跑地位。

“我国目前正处在工程样机示范到商业化过渡的阶段。”李红涛介绍,我国目前已完成5款漂浮式风电样机示范,总装机容量约40MW,单台造价约3-5亿元。海南万宁漂浮式风电场总规划装机容量1000MW(一期200MW,二期800MW),标志着中国漂浮式风电从样机示范迈向规模化商业开发。

海上风电船舶产业链加速进化

海上风电向深远海发展,风机增容增复杂,故障率提高,运维成本上升,需更高效运维。

“当前,全球海上风电正经历从近海到深远海、从固定式到浮式、从规模化到智能化的深刻变革。与此同时,海上风电船舶产业链正加速向大型化、智能化、绿色化升级,风电安装船、铺缆船、运维母船等核心装备的研发创新成为行业焦点。”谭乃芬表示,“深远海区域是风电技术与海洋工程技术深度融合的战略性新兴产业,潜力巨大。”

中船集团第七〇八研究所高级工程师夏侯命胜说,海上风电项目涉及船型种类多,按船型功能可分成三类:风电场建设前期阶段,需要测量船、勘探/平台船等船型;风电场施工期,需要桩基施工起重船、风机设备吊装船及布缆船等;风场建造完成后,需要重型维护船、人员运输船等海上风场运维船。

启东中远海运海工技术总监、海工与新能源研发中心主任万家平则以海上风电安装船为例,介绍船舶工业适应海上风电发展的不断进化路径。万家平对中国工业报说,早期安装船技术落后,无法满足大规模海上风电开发需求,产业发展处于起步阶段。

2010年前,中国海上风电安装船依赖欧洲进口设备,分体安装为主,效率低、成本高,制约产业发展。2020年后,中交三航局研发5000千焦液压打桩锤(全球最大单作用设备),寿命提升30%,打破国外技术垄断。自升式安装船普及,适应中国东南沿海台风环境,提升安装效率与安全性,推动海上风电产业发展。如今,国产安装船技术创新不断,如新型吊装设备研发、智能控制系统应用等,提升安装船性能与效率。未来,随着海上风电向深远海发展,需要推动安装船向大型化、多功能化方向升级,以满足海上风电项目多样化需求,提升产业竞争力。

“2025年,全球深远海项目占比超40%,需更大吨位船舶支持15MW机组,推动安装船向大型化、高性能化发展。深远海项目开发难度大,对安装船技术与性能要求高,为安装船产业技术创新与升级提供动力。”万家平进一步解释,安装船向大型化发展,要适应8-18MW风电机组,甲板载荷需超10000吨,提升安装效率与安全性。

从安装到敷缆再到运维,海上风电船舶产业链正在加速进化,为海上风电迈向深远海提供支撑。夏侯命胜认为,各类船型在设计的时候就要从四方面发力,适应海上风电向深远海发展的大趋势:一是满足深远海作业的超大型化,二是多种应用场景下的多功能化,三是节能环保要求下的绿色低碳化,四是船舶系统与作业系统的智能化。

海上风电向深远海发展,风机增容增复杂,故障率提高,运维成本上升,需更高效运维。为平衡运维成本与风场可用率,中国海洋工程装备技术发展有限公司(以下简称“中国海工”)提供了全新的解决方案。中国海工控制系统专家陈杰宇说,中国海工推出的波浪补偿栈桥和动力定位控制系统,帮助风电船舶在恶劣环境下精准保持位置,稳定对接作业,提高人员和设备转运的安全性。

联储证券研究院研究员刘博宸对中国工业报说,在海上风电向深远海和大型化发展的大背景中,行业及产业链上下游企业应该从三方面发力实现高质量发展:一是精进技术储备,重点突破16MW以上机组、漂浮式基础、动态海缆等技术;二是产业链协同降本,构建“共链生态”;三是生态兼容设计,提前布局“风电+牧场”融合项目,规避用海冲突。