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“十五五”中國海上風電度電成本展望

2023-03-17 09:55:16 《風能》   作者: 趙靚  

2022年,中國海上風電開發繼續引領全球。據中國可再生能源學會風能專業委員會(CWEA)發布的數據,2022年中國海上風電新增吊裝容量516萬千瓦,約占全球的54%;累計吊裝容量3051萬千瓦,同比增長超過20%。

這樣的成績來之不易。2022年,中國海上風電已全面進入無國家補貼發展階段,不僅要大規模發展,更需高質量開發,只有在滿足收益要求下仍可以實現平價的項目,才可能進入開發環節。

為推動更多海上風電項目實現平價開發,整個中國風電產業鏈都在積極降本。據CWEA統計,當前中國海上風電項目的平均度電成本已經下降到0.33元/千瓦時左右。另據報道,目前水深小于35m,登陸距離小于70km的淺、近海風電場,只要基礎不需嵌巖,已基本能夠實現平價上網。

“‘十四五’期間,海上風電項目基本以省管近淺海海域為主。經多年積累,中國已基本掌握近淺海風電開發技術,形成了完備的產業鏈條,確保未來2~3年規劃開發的海上風電項目基本能夠實現平價。”一位專注于深遠海風電技術研究的專家向《風能》介紹:“但進入‘十五五’,海上風電開發布局將發生較大變化,可能對風電開發成本的持續下降趨勢產生一定影響。”

有分析認為,水深30~60m、離岸距離30~130km的海上風電項目,將成為“十五五”期間的主流。

據CWEA統計,“十四五”期間,中國沿海省份海上風電規劃容量約5000萬千瓦。由此推算,預計到2025年中國海上風電累計裝機容量將達到0.8億~1億千瓦,到2030年達到1.8億~2億千瓦。因此,“十五五”期間,中國海上風電新增裝機總規模約在1億千瓦,其中很大比例的項目將位于深遠海海域。

此前有專業機構曾分析指出,深遠海雖然風能資源條件相對較好,但設計、設施、運輸、施工、運維成本遠高于近海海上風電,在現有政策與技術條件下,經濟性不足。

早在十多年前的國際海上風電市場,這樣的影響就曾出現過。國際可再生能源署(IRENA)發布的數據顯示,2000年全球海上風電項目的平均建設成本約為2685美元/千瓦(約合人民幣18405.94元/千瓦)。隨著大量深遠海項目的開發,平均建設成本大幅提高,至2008年一度高達5712美元/千瓦。

那么,未來影響中國深遠海海上風電度電成本走向的具體因素有哪些?據調研分析,有利因素主要包括六方面。

增大規模提效降本

通過提升單體項目規模,可提高項目開發效率,攤薄投資成本。例如,風電場規模化開發的主流開發容量,如果能從30萬千瓦提升到50萬千瓦,進一步增至100萬千瓦,會有效攤薄單位千瓦投資成本。

國外海上風電開發同樣符合這一趨勢。IRENA的統計顯示,2010―2020年全球海上風電項目的平均裝機容量從13.6萬千瓦提高至30.4萬千瓦,增加了124%。2021年,全球海上風電項目的平均裝機容量為26.2萬千瓦。2020年后,已有部分項目的單體容量超過了100萬千瓦。

輸電技術水平提升

隨著海上升壓站及柔性直流輸電等長距離輸電技術的發展進步,深遠海全直流型風電場正成為發展方向。全直流風電場的發電規模將達到40萬~100萬千瓦,采用30~60kV的匯流電壓和±320kV左右的輸電電壓。

有機構分析,隨著時間推移,海纜市場的潛力將吸引更多企業跨過技術門檻,打破現有市場格局,通過更激烈的競爭降低海纜價格。

電壓等級的進一步提升,以及柔性高壓直流電纜都是深遠海項目工程降本的重要方向。據CWEA專家預測,到2030年海纜總體成本將下降15%~20%。

機組大型化降低造價

在一定容量項目中采用更大單機容量的機組,所需安裝的設備數量更少,進而減少所需塔筒、基礎的數量,在降低單位千瓦造價同時提升整機發電量。投運后,由于機組數量更少,項目單位千瓦運維成本也能得到更好控制。這是目前海上風電通過大型化持續降本的核心邏輯。

業內普遍認為,后續整機大型化趨勢仍將持續。有專家預測,如果整機商在未來深遠海市場中無法推出12MW以上產品,就會失去競爭優勢。這道市場門檻同樣被另一項專業預測所驗證。據某整機商市場人員預測,到“十五五”初期,長江口以北批量裝機單機容量可達到12MW及以上,長江以南則可達到20MW級別,在主機成本進一步降低的同時,可節約25%的機位點和基礎。CWEA專家預計,到2030年整機(含塔筒)價格可下降30%~35%。

工程能力持續增強

據了解,海上風電機組安裝費用主要包括人工、材料和施工船機等。其中,影響最大的為船機設備費用。由于大型船機設備的制造周期較長,2025年以前新投運的大型吊裝船數量有限,預計這段時間吊裝價格回落空間有限,在10%左右。

以目前最大單機容量的18MW機型為例,受制于海上風電機組吊裝對吊高和樁腿長度的技術要求,2022年國內滿足要求的安裝平臺僅有1艘,2023年將有3艘新一代升式風電安裝平臺服役,未來5年預計將有10~20艘具備該級別機組吊裝能力的風電安裝平臺投運。

隨著“十五五”期間施工船機的大量投運,整機與其基礎的吊裝、打樁費用,以及海纜敷設費用將進一步下降。據CWEA專家分析,2025―2030年這部分費用將下降25%~35%。

基礎技術實現優化

目前,全球主流的深遠海風電機組基礎技術路線主要分為固定式與漂浮式。到“十五五”期間,根據海上風電項目客觀條件,需要選擇不同的基礎類型。“例如,浙江、江蘇、山東、遼寧的海床相對平坦,更適合采用導管架方案配套大容量風電機組為優選方案。福建、廣東、海南的深遠海海域更適合采用漂浮式基礎,從而推動漂浮式基礎批量化應用。”上述深遠海風電技術專家認為。

對于固定式基礎,整機商與設計院都積極開展“機組-支撐結構一體化設計”,以降低支撐結構的原材料用量。CWEA專家預計,隨著該技術的推廣,到2030年可縮減15%~20%投資成本。對于漂浮式基礎,目前仍處樣機研究階段。據一位了解萬寧漂浮式海上風電100萬千瓦試驗項目的企業負責人介紹,此前國內安裝的兩臺樣機在38000~40000元/千瓦,而該項目的降本總目標是達到20000元/千瓦以下,計劃于2027年實現。

運維成本逐步降低

伴隨著海上風電開發規模的逐步增大,越來越多的主體正進入海上項目運維領域,這主要包括業主下屬運維單位、整機商服務團隊和第三方運維服務供應商。更多的主體必然產生一定的市場競爭,在一定程度上會降低運維成本。

此外,除項目規模化開發與機組大型化所附帶的運維成本間接下降外,大量專業運維船舶的投入,以及海上風電場大數據運維平臺、故障預警診斷技術的廣泛應用,也將一定程度降低運維成本。據CWEA專家預測,到2025年海上風電運維成本可下降15%左右,到2030年可達到40%。

除上述有利因素外,影響“十五五”深遠海風電降本趨勢的制約因素也不容忽視:

一方面,到2025年后,中國海上風電新增裝機規模仍將落后于陸上風電,疊加大型化機組的快速迭代,導致零部件規模化效益不足,機組成本難以實現更大幅度的下降。另一方面,專業風電運輸與施工船舶的開發周期長、造價高,海工降本的動力不足,單位千瓦工程成本在“十五五”前后下降不夠顯著。

“此外,2030年中國將實現碳達峰,可能出現的‘搶裝’現象會擾亂正常的降本規律。”上述整機商市場人員預測。但總體而言,制約因素不足以抵消有利因素,到“十五五”末期以前,海上風電成本仍將持續保持下降。

綜合上述因素,CWEA通過科學分析,對“十四五”和“十五五”期間中國海上風電度電成本的走勢,根據不同海域進行了預測。預計從2022年年底到2030年,中國海上風電度電成本將整體降低19%~23%,從目前的0.33元/千瓦時下降至0.25元/千瓦時左右。其中,粵西、海南周邊海域度電成本凈值下降最多,達0.08元/千瓦時,其他海域皆為0.07元/千瓦時。




責任編輯: 李穎

標簽:“十五五”,中國海上風電 ,度電成本