2020年是不平凡的一年，盡管新冠疫情對全球供應鏈和項目建設帶來(lái)一定程度的影響，全球風(fēng)電新增裝機因得益于中國和美國兩大市場(chǎng)的搶裝，仍創(chuàng )歷史新高達到93 GW。
在全球應對氣候變化方面，2020也是很特殊的一年。我們不僅見(jiàn)證了歐盟、日本、韓國、加拿大、南非等經(jīng)濟體做出2050年實(shí)現碳中和的承諾，國家主席習近平也在第七十五屆聯(lián)合國大會(huì )一般性辯論上向國際社會(huì )做出了莊嚴宣示：力爭在2030年前實(shí)現碳達峰，努力爭取2060年前實(shí)現碳中和。
中國是全球第二大經(jīng)濟體和最大二氧化碳排放國，該承諾被認為是繼2015年巴黎氣候協(xié)議達成以來(lái)，人類(lèi)在應對氣候變化進(jìn)程中最重要的一座里程碑。
在碳中和的大背景下，全球海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)必將走深走遠，如何做好產(chǎn)業(yè)頂層規劃是政府的當務(wù)之急。
降低碳排放，各國勢在必行
根據全球風(fēng)能理事會(huì )的預測，到2024年全球海上風(fēng)電新增裝機48GW，2025至2030年新增裝機157GW。為了朝這個(gè)目標追趕，各國絞盡腦汁出臺各種方案。
美國
● 3月，拜登政府制定了到2030年海上風(fēng)電裝機30 GW 的目標，這也將為美國在2050年實(shí)現110 GW的海上風(fēng)電裝機打下基礎。針對海上風(fēng)電在川普執政期間面臨的項目審批嚴重滯后等問(wèn)題，新政府還特別授權內政部的海洋能源管理局（BOEM）加快海上風(fēng)電項目審批。
● 5月底，美國加利福尼亞州宣布與聯(lián)邦政府達成協(xié)議，開(kāi)放加州西部近海，用于建設美國西部首批海上風(fēng)電項目。
歐洲
歐盟委員會(huì )的2050路線(xiàn)情景預測顯示，歐盟要在2050年實(shí)現其碳中和目標，陸地和海上風(fēng)電裝機需要從目前的194 GW和25 GW 分別增加到750 GW 和450 GW。
在去年年底歐盟公布的“歐洲綠色協(xié)議”中，2050年歐盟海上風(fēng)電裝機目標正式設定為300 GW。
日本
日本政府提出到2040年使海上風(fēng)力發(fā)電能力提升至45GW。在近海施工前，需要能應對巨型耗材的港口，政府已指定了秋田、能代(秋田縣)、鹿島(茨城縣)、北九州(福岡縣)4個(gè)港口。四面環(huán)海的日本有眾多適合建造海上風(fēng)電場(chǎng)的地點(diǎn)，但實(shí)際上其目前發(fā)電能力僅為約10MW。
韓國
2月，韓國文在寅總統代表韓國政府與33家韓國企業(yè)簽訂了在全羅南道的海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)協(xié)議，總量達8.2 GW，總投資額高達360億歐元。
目前韓國海上風(fēng)電裝機僅為133MW，為實(shí)現2030年12GW的海上風(fēng)電裝機目標，文在寅今年五月宣布到2030年韓國將在蔚山外海建設6 GW的漂浮式海上風(fēng)電，總投資共270億歐元。這是迄今為止全球已宣布的最大規模的漂浮式海上風(fēng)電項目投資。
全球正加速推進(jìn)大規模的海上風(fēng)電項目，而中國在碳中和目標下海上風(fēng)電更是強勁發(fā)展。
響應“3060”目標，中國進(jìn)軍深遠海
國家能源局數據顯示：截至2020年年底全國風(fēng)電累計裝機達 2.81億千瓦，其中陸上風(fēng)電2.71億千瓦、海上風(fēng)電約900萬(wàn)千瓦，這讓中國成為名副其實(shí)的風(fēng)電第一大國，比排名第二的美國多130%，是整個(gè)歐洲裝機的1.2倍。
實(shí)際上我國近海區域海上風(fēng)電日趨飽和開(kāi)發(fā)規模受限，而深遠海區域擁有較高的風(fēng)速、噪音干擾小，允許更大的風(fēng)電機組等特點(diǎn)，是海上風(fēng)電發(fā)展的方向。
也意味著(zhù)漂浮式風(fēng)機、柔性直流輸電、運維母港將成為海上風(fēng)電發(fā)展的下一個(gè)風(fēng)向標。
科普：
1、漂浮式風(fēng)機
與傳統的固定式風(fēng)機不同，漂浮式風(fēng)機不需要在海底打樁再架起來(lái)，而是將其建在浮動(dòng)平臺結構上，由錨泊系統固定在海床上，它們之間會(huì )利用電纜連接，最終通過(guò)一條輸出電纜將產(chǎn)生的電力輸送到陸上電網(wǎng)。
目前在三峽、龍源等海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)商的協(xié)調下，上海電氣、明陽(yáng)、海裝也開(kāi)始開(kāi)展了漂浮式風(fēng)機的研究工作。
2、柔性直流輸電
隨著(zhù)海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)的規?；安粩嘞蛏钸h海發(fā)展，交流輸電方式已難以滿(mǎn)足遠距離、大容量、分布式電力輸送要求，而柔性直流輸電具有不受輸電距離的限制，通過(guò)將海上風(fēng)電場(chǎng)交流電轉換為高壓直流電輸送到受電端，為遠距離、大容量海上電力輸送提供了解決方案。
3、海上風(fēng)電母港
海上風(fēng)電場(chǎng)不斷向遠海延伸，海上風(fēng)機及其配件的質(zhì)量和體積越來(lái)越大，運輸難度不斷提高，運輸距離不斷增加，現有的碼頭難以滿(mǎn)足深遠海海上風(fēng)電的需求，而專(zhuān)業(yè)化的海上風(fēng)電母港相比普通港口更能確保物流安裝效率、降低風(fēng)險，可為海上風(fēng)電物資儲備、船舶的?？?、運維檢修人員的生活提供保障。
產(chǎn)業(yè)智慧化，海上風(fēng)電可實(shí)現的路徑
如何實(shí)現電力的減碳，這是一個(gè)非?，F實(shí)的問(wèn)題。
比起工業(yè)，電力行業(yè)更有條件率先實(shí)現低碳發(fā)展，這也是作為最大的二氧化碳排放來(lái)源的任務(wù)，通過(guò)風(fēng)電、光伏等低碳電力的大規模發(fā)展，電力行業(yè)應該率先實(shí)現達峰與中和。
但我們也不能一味等著(zhù)政策完善了再行動(dòng)，隨著(zhù)補貼的退出或者平價(jià)上網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)。海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)應該不斷創(chuàng )新，挖掘發(fā)展空間。
這里給大家講一個(gè)例子，開(kāi)發(fā)阿爾法Go把圍棋冠軍打敗的人工智能公司DeepMind基于機器學(xué)習（ML）技術(shù)，在做風(fēng)電生產(chǎn)和電力供應/需求預測，為風(fēng)電場(chǎng)運營(yíng)商提供更多數據驅動(dòng)的評估，以滿(mǎn)足未來(lái)的電力需求，并節省風(fēng)電場(chǎng)運營(yíng)成本。
通過(guò)大數據嘗試，把原來(lái)認為是不可調度的風(fēng)電進(jìn)行提前預測，是一項非常大的進(jìn)展，可以為未來(lái)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供更多可實(shí)現的路徑。
海上風(fēng)電場(chǎng)的智慧化可以參考智慧港口的發(fā)展路徑，比如建立海上風(fēng)電基礎、風(fēng)機、電氣系統全壽命周期的管理平臺。實(shí)現遠程監控、狀態(tài)監測、健康診斷，降低風(fēng)電場(chǎng)的運維成本。
海上風(fēng)電可實(shí)現的路徑設想
1、在風(fēng)電場(chǎng)的建設期間，通過(guò)基于人、機、物、船的調度數學(xué)物理模型，動(dòng)態(tài)規劃海上風(fēng)電場(chǎng)人員、船只、進(jìn)度、物資等工作，保障項目質(zhì)量、進(jìn)度和安全。
2、在運維期，通過(guò)數據采集系統對海上風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)機、基礎、升壓站、海纜進(jìn)行遠程實(shí)時(shí)監控和數據采集，進(jìn)行故障預警和制定檢修計劃，輔助海上風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行運維檢修工作。
以海上風(fēng)電破局港口企業(yè)的新能源發(fā)展也前景可期。
▲ 6月18日，山東省港口集團與國家能源投資集團有限責任公司在北京簽署戰略合作協(xié)議，能源、交通企業(yè)跨界“握手” 探索綠色低碳發(fā)展新路徑。
港口周邊往往是臨港產(chǎn)業(yè)的集聚地，海上風(fēng)電緊鄰電力負荷中心消納前景廣闊。
打造國際化海上能源母港，推動(dòng)國內各省大型海上風(fēng)電大基地建設，又可催生出新一輪的能源和科技革命。
總而言之，在碳中和背景下的海上風(fēng)電時(shí)代需要先行者、試驗田，各地政府和企業(yè)，開(kāi)創(chuàng )海上風(fēng)電事業(yè)大有可為，希望國內在海上風(fēng)電方向能開(kāi)展一些實(shí)質(zhì)性合作。通過(guò)聯(lián)合攻關(guān)提升核心技術(shù)水平，推進(jìn)“產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同創(chuàng )新，助力中國海上風(fēng)電的發(fā)展。
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