海上风电起源于欧洲,1991年丹麦Vineby海上风场投运标志着全球海上风电的正式起步。在经历了早期的技术可行性验证阶段后,欧洲直至2002年方步入商业化开发阶段,此间单个项目的建设规模平均达到400MW、海上风机平均单机功率达到4MW。此后,随着新技术进步以及深水远海项目投运,欧洲风电已步入平价时代[1]。据全球风能理事会(GWEC)《2022全球海上风电报告》,截至2021年年底海上风电在全球风电总装机中的占比为7%[2]。
中国具有发展海上风电的天然资源和市场优势。风能资源普查成果显示,我国仅近海可开发风能资源就是陆上可开发风能资源储量的3倍以上;而且我国海上风电具有资源丰富稳定、发电效率高、风电接入条件好、靠近东南部终端消纳市场等优点。但是由于技术、资金的匮乏和规划、政策、规范的缺失,我国海上风电起步较晚,其初始发展进度相对陆上风电明显偏缓;尔后经过十多年的探索与积累,我国海上风电随即呈现出强大的爆发后劲,据国家能源局统计数据显示,2020年海上风电累计装机容量占风电行业总装机容量的3.2%、2022年则快速上升至占风电总装机容量的7.7%[3]。
依照2016年12月29日国家能源局、国家海洋局发布的《海上风电开发建设管理办法》(以下简称《管理办法》),海上风电项目是指沿海多年平均大潮高潮线以下海域的风电项目,包括在相应开发海域内无居民海岛上的风电项目;而从工程规划的角度,还可以将海上风电进一步划分为潮间带和潮下带滩涂风电场、近海风电场、深远海风电场等三类。经过十多年的集中开发,潮间带和潮下带滩涂风电场、近海风电场所依存的优质海风资源已所剩无几,而深远海海上风电则舞台广阔、大有可为。
我国海上风电发展历程可简要地归纳为如下三个阶段。
(一)艰难起步阶段:“十二五”期间(2011-2015)
1.先行试验。2007年11月,中海油渤海湾钻井平台试验机组(1.5MW)的建成运行,标志着我国海上风电发展历程的正式开启。
2.坚实一步。2010年6月初,由中交集团三航局承建的我国首个(亚洲首个)大型海上风电场——东海大桥100MW海上风电场并网发电,标志着我国海上风电产业迈出了第一步[4];同年9月我国还完成了第一轮海上风电特许权项目的首次招标。
3.足额补贴。2014年6月国家发展改革委发改价格〔2014〕1216号《关于海上风电上网电价政策的通知》,将非招标的海上风电项目区分潮间带风电和近海风电两种类型,予以电价补贴并确定其上网电价:2017年以前(不含2017年)投运的近海风电项目上网电价为每千瓦时0.85元(含税),潮间带风电项目上网电价为每千瓦时0.75元(含税)。
4.成果有限。整个“十二五”期间,国家的重点并未放在海上风电上;而且海上风电的技术欠成熟、投资成本高昂、运营维护困难、专业团队欠缺、产业体系零碎,导致项目开发进度相对缓慢,截止2015年底,我国海上风电累计装机容量仅为1GW,仅为“十二五”规划确定5GW目标的1/5。
(二)加速发展阶段:“十三五”期间(2016-2020)
1.蓄力加速。随着设备技术逐步成熟、开发经验的持续积累以及国家和地方政府两个层面的政策扶持,“十三五”期间我国海上风电步入平稳加速的发展阶段。
2.规划引领。2016年11月,国家能源局印发《风电发展“十三五”规划》,明确提出重点推动江苏、浙江、福建、广东等省的海上风电建设,确保2020年实现海上风电并网5GW, 风电累计并网装机容量达到210GW以上。
3.地方配合。对照国家能源局《风电发展“十三五”规划》,有20多个省份制定并公布了各自的“十三五”能源发展规划,其中11个沿海省(市、区)中的7个省份明确规定了海上风电建设规模,计划到2020年底建成海上风电装机规模达22GW以上。
4.规范配套。2016年初,国家能源局和原国家海洋局分别颁布了关于海上风电开发建设方案管理、用海管理的规范性文件,基本廓清了海上风电项目落地的合法合规框架。特别是2016年12月29日《管理办法》的颁行,为海上风电发展提供了纲领性的规范指引。
5.装备更新。2020年2月,中交三航局自主研发的国内首台第三代自升式1000吨风电安装平台船“三航风华”号风电安装船建成入列,并且在中广核岱山4号风场项目中创下了海上风电安装的世界纪录[5];2020年7月31日大船集团山船重工为中船海上风电公司建造的风电安装平台“中船海工101”完工交付,该船作业区域为近海,聚焦5MW并兼顾7MW海上风机机组安装作业,可一次搭载4套5MW海上风机机组,也可进行风机基础建设,其作业效率、可变载荷承载能力、动力定位系统等处于国内领先水平[6]。
6.补贴退坡。2020年1月财政部、国家发展改革委、国家能源局发布《关于促进非水可再生能源发电健康发展的若干意见》,规定新增海上风电项目不再纳入中央财政补贴范围,按规定完成核准(备案)并于2021年12月31日前全部机组完成并网的存量海上风力发电,方可按相应价格政策纳入中央财政补贴范围;同时要求通过竞争性方式配置新增项目,优先选择补贴强度低、退坡幅度大、技术水平高的项目。
7.提前达标。截止2019年,我国海上风机累计装机容量即已达到6.8GW,提前完成“十三五”能源发展规划5GW的目标,而且我国成为仅次于英国(9.7GW)和德国(7.5GW) 的世界第三大海上风电市场。
(三)突破引领阶段:“十四五”期间(2021-2025)
1.链接“双碳目标”。在2021年3月《第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中,明确提出“大力提升风电、光伏发电规模,加快发展东中部分布式能源,有序发展海上风电”;在2021年10月26日国务院发布的《2030年前碳达峰行动方案》中,又宣示了大力鼓励的立场,提出“坚持海陆并重,推动风电协调快速发展,完善海上风电产业链,鼓励海上风电基地”;2022年3月22日《“十四五”现代能源体系规划》,则提出了较为具体的要求——鼓励建设海上风电基地,推进海上风电向深水远岸区域布局;统筹推动海上风电规模化开发;重点建设广东、福建、浙江、江苏、山东等海上风电基地,等等。与此相配套,各沿海地区海上风电规划及支持政策陆续出台。
2.跃居世界第一。生态环境部2022年10月27日发布的《中国应对气候变化的政策与行动2022年度报告》载明,2021年新增装机容量同比增长276.7%,截至2021年底中国海上风电装机规模居世界第一。另据中国可再生能源学会风能专业委员会(CWEA)于2023年2月26日公布的2022年风电行业新增吊装数据,我国风电新增吊装规模4983万千瓦、新增海上风电吊装规模516万千瓦,截2022年底我国风电累计装机达3.96亿千瓦、其中海上3051万千瓦[7]。
3.迭代专用装备。2022年9月28日,中国船舶集团旗下黄埔文冲公司成功交付全国首艘2000吨风电安装平台“白鹤滩”号,该船是我国首艘符合第四代海风装备功能标准,能实现自升、自航、深远海等一体化综合施工作业要求的风电安装平台;[8]2023年3月初,一艘5000吨全回转起重船和一艘1600吨海上风电安装船建造签约仪式分别在上海和山东烟台举行,该两艘专用船舶建成投产后,将有效升级海上风电施工方式,极大提高海上作业效率,可实现13兆瓦海上风机年装机量超50台[9]。
4.大型化风电机组。从2011年至2021年,国内新增海上风电平均单机容量已从2.7MW提升至5.6MW;2022年我国大型化海上风电机组实现突破,金风科技下线16MW机型、中国海装完成18MW主机的装配;而根据《风能》杂志的数据,到2025年新型海上风电机组最大单机容量可达到20MW[10]。
5.持续创新模式。为提升项目质效,探索海上风电同海洋牧场、海上油气、氢能、储能等多种资源实现综合融合发展。例如我国首个“海上风电+海洋牧场”示范项目——山东昌邑市海洋牧场与三峡300MW海上风电融合试验示范项目于2020年3月进行海洋勘察工程公示,于2022年12月实现并网发电 ;此外,以“Power to X”模式析出的海上风电制氢以及围绕海上风电所构建的“能源岛”等多元化海洋利用系统,也提上了议事日程。此外,在项目建设运维模式方面也不断推陈出新,如2021年12月25日并网发电的江苏启东H1、H2、H3海上风电项目,就是中国电建华东院EPC总承包的我国首座“三站合一”的海上风电场[11]。
6.加速挺进深远海。GWEC在《2022全球海上风电报告》中统计,50米水深以内的海风资源为1623GW、50-100米的为2237GW,预计2022-2030年期间全球将新增260 GW的海上风电容量。截止2022年底,全球深远海漂浮式海上风电项目累计120 GW,而同期处于不同开发阶段的海上风电项目总量为700 GW。[12]
我国在漂浮式海风项目上“一骑绝尘”、遥遥领先。如中国电建2022年6月22日宣布在海南省万宁市东南部海域建设100万千瓦漂浮式海上风电项目,以落实海南省“十四五”规划的要求[13];2023年1月2日中国海油新能源分公司投资建造的我国首个深远海浮式风电平台“海油观澜号”(7.25MW)完成浮体总装,并将最终安装在距离海南文昌岸边136千米、120米深水处的海上油田海域,这是全球首座水深超100米、离岸距离超100公里的“突破双百”的海上风电项目[14]。
7.为深远海项目专门立法。为有力推动国管海域海上风电的开发,国家能源局力促尽早出台关于深远海海上风电项目的管理办法。在2023年中国风能新春茶话会上,国家能源局新能源司有关人员表示,为了适应新的形势,推动可再生能源法的修订,将出台《风电场改造升级和退役管理办法》《深远海海上风电管理办法》[15]。