在全球向可再生能源轉(zhuǎn)型的背景下，海上風(fēng)電憑借其更高的容量因子和不斷增長(zhǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，受到越來(lái)越多的關(guān)注。特別是，漂浮式海上風(fēng)電越來(lái)越受到利益相關(guān)者的關(guān)注，這一方面是因?yàn)殚_(kāi)放海域具有更大的風(fēng)能潛力，另一方面也是因?yàn)檫h(yuǎn)海海上可再生能源距離有更高使用需求的近海和陸上地產(chǎn)更遠(yuǎn)，也能得到更廣泛的社會(huì)認(rèn)可。
截至 2023 年，全球漂浮式海上風(fēng)電裝機(jī)容量只有約 270 MW，但列入計(jì)劃的漂浮式海上風(fēng)電項(xiàng)目裝機(jī)容量高達(dá)244GW，這表明全球各國(guó)對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的興趣與日俱增。
七國(guó)集團(tuán)(G7)國(guó)家正帶頭加速在全球范圍內(nèi)推廣漂浮式海上風(fēng)電項(xiàng)目，G7國(guó)家非常適合分享其所擁有的漂浮式海上風(fēng)電知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，從而支持新興和發(fā)展中經(jīng)濟(jì)體(EMDEs)充分利用漂浮式海上風(fēng)電這一新能源解決方案。
報(bào)告由日本委托編寫(xiě)，是在日本擔(dān)任 2023 年G7輪值主席期間撰寫(xiě)的，報(bào)告對(duì)漂浮式海上風(fēng)電領(lǐng)域的市場(chǎng)和最新技術(shù)發(fā)展進(jìn)行了評(píng)估，并且探討了推動(dòng)漂浮式海上風(fēng)電進(jìn)步的其他輔助因素(如電網(wǎng)連接和港口基礎(chǔ)設(shè)施等)、可持續(xù)性考慮因素，以及漂浮式海上風(fēng)電的耦合潛力等。
以下為報(bào)告目錄和圖表：
海上風(fēng)電容量規(guī)模越來(lái)越大，水深越來(lái)越大，離岸距離越來(lái)越遠(yuǎn)。
隨著規(guī)模增大，全球海上風(fēng)電度電成本LCOE越來(lái)越下降。其中中國(guó)比歐洲降本更快。
幾種常見(jiàn)的漂浮式海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和錨固方法示意圖
不同基礎(chǔ)的異同，特點(diǎn)、各自挑戰(zhàn)，以及典型平臺(tái)和開(kāi)發(fā)廠家
漂浮式平臺(tái)風(fēng)機(jī)的6個(gè)運(yùn)動(dòng)角度
錨固系統(tǒng)的不同，以及特征
6種不同的錨和錨固方法。
交流輸電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。和傳統(tǒng)海上風(fēng)電稍有區(qū)別，但差別不大。
漂浮式海上風(fēng)電使用的動(dòng)態(tài)電纜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
高壓直流輸電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
徑向海上風(fēng)電電網(wǎng)配置，單獨(dú)線路拓?fù)溥B接和共享線路拓?fù)溥B接
2011-2024年漂浮式風(fēng)電競(jìng)爭(zhēng)力預(yù)測(cè)，包括安裝成本，容量因子和度電成本變化等。根據(jù)DNV 2022年漂浮式海上風(fēng)電報(bào)告，降低 LCOE 的關(guān)鍵在于生產(chǎn)浮體子結(jié)構(gòu)所需的原材料、設(shè)計(jì)和制造的復(fù)雜性，以及浮體子結(jié)構(gòu)、風(fēng)電機(jī)組和系泊系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的維護(hù)要求。擴(kuò)大項(xiàng)目規(guī)模和降低運(yùn)營(yíng)成本是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效的漂浮式基礎(chǔ)的驅(qū)動(dòng)因素。創(chuàng)新有助于專門(mén)針對(duì)這些問(wèn)題，目的是降低維護(hù)需求和標(biāo)準(zhǔn)化安裝流程。
漂浮式風(fēng)電基礎(chǔ)專利的發(fā)展情況，五個(gè)最大的專利國(guó)家包括美國(guó)、德國(guó)、丹麥、日本和中國(guó)。(見(jiàn)下圖)
10個(gè)擁有漂浮式海上風(fēng)電專利的國(guó)家專利數(shù)排名
擁有最多漂浮式海上風(fēng)電基礎(chǔ)專利的10大企業(yè)，分別為：三菱重工、維斯塔斯、西門(mén)子歌美颯、日歷、西門(mén)子、RWE、三菱維斯塔斯、GE、荷蘭的ITREC和比利時(shí)DEME。2018年至2022年，增長(zhǎng)最快的為西門(mén)子歌美颯和維斯塔斯以及RWE、ITREC、DEME。
滿足漂浮式海上風(fēng)電裝配的港口要求
上表概述了港口在漂浮式海上風(fēng)電機(jī)組建造中的重要作用
漂浮式風(fēng)電現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)方案對(duì)比
現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)方案中起重機(jī)的技術(shù)設(shè)計(jì)需考慮的因素
漂浮式海上風(fēng)電質(zhì)量基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)和元素。
由于漂浮式海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)預(yù)計(jì)將在未來(lái)幾年內(nèi)迅速發(fā)展(到 2035 年可能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化)，因此為該產(chǎn)業(yè)建立一個(gè)強(qiáng)大的質(zhì)量基礎(chǔ)設(shè)施生態(tài)系統(tǒng)勢(shì)在必行。質(zhì)量基礎(chǔ)設(shè)施(QI，quality infrastructure)是確保產(chǎn)品和服務(wù)的質(zhì)量、安全和可持續(xù)性所需的組織、政策、法律框架和實(shí)踐的國(guó)家體系。它包括計(jì)量、標(biāo)準(zhǔn)化、認(rèn)證和合格評(píng)定等關(guān)鍵組成部分，其中涉及測(cè)試、認(rèn)證和檢驗(yàn)(IRENA，2015 年;Kellermann，2019 年)。
綠氫需求變化，探索漂浮式海上風(fēng)電與氫能耦合可能性
海上風(fēng)電和氫能配置的幾種不同方案
海上風(fēng)電與氫能配置的定性比較表
一個(gè)500MW漂浮式海上風(fēng)電項(xiàng)目需要用到的各種材料占比，這需要在制造環(huán)節(jié)就考慮到，涉及到漂浮式海上風(fēng)電的可持續(xù)性創(chuàng)新等。
漂浮式海上風(fēng)電項(xiàng)目還需要考慮到的環(huán)境影響因素。
