我國海上風電潛力巨大，可開發(fā)容量達到30億千瓦；沿海省份高度重視海上風電發(fā)展，根據相關地方政府相關規(guī)劃，“十四五”海上風電新增裝機超過4400萬千瓦，年均新增超過1000萬千瓦。2021年海上風電搶裝，2022年中央補貼取消，海上風電將步入平穩(wěn)快速增長期。

趨勢一：機組容量大型化

目前歐洲新增海上風電裝機平均容量從2019年的7.2MW提高到2020年的8.2MW。

2020年，西門子歌美颯發(fā)布SG14DD海上風電機型，葉輪直徑222米，更高效率的15MW的風機將于2024年正式商業(yè)化。

2021年2月，維斯塔斯發(fā)布了V236-15MW海上風電機型，該系列預計2024年量產。

全球海上風電商業(yè)化項目大型化趨勢

2020年歐洲新增海上風機數量及平均功率（個，MW）

2021年以來，金風科技、明陽智能、電氣風電、運達風電、東方電氣和中國海裝均推出了10MW以上的風電機組。

2021年8月，明陽智能推出MySE16.0-242海上風電機組，為全球最大海上風機，2023年開始吊裝，預計于2024年商業(yè)化量產。

2021年國內海上風電新增裝機單機功率由5MW提升到6MW、7MW，并逐漸成為主流，但仍然低于國外水平。

2021年上半年歐洲海上風機訂單情況（241個風機2.5GW）

2021年1-3季度明陽智能風機對外銷售容量情況（MW）

趨勢二：半直驅、直驅比重不斷增大

海上風電場建設的核心設備之一是風電機組。隨著海上風電的需求上升，機組單機容量增大，海上風電機組的類型從早期應用在陸上風電的恒速恒頻鼠籠式異步風機發(fā)展為變速恒頻的高速傳動雙饋式異步風機，目前半直驅式永磁同步風機和直驅式永磁同步風機在海上風電中應用比例不斷增加。

雙饋式齒輪箱故障率相對較高；直驅式沒有齒輪箱，運行穩(wěn)定，對發(fā)電機性能要求高，且成本偏高。

半直驅技術路線采用中速齒輪箱+中速永磁同步發(fā)電機+全功率變頻技術，兼顧直驅的高穩(wěn)定性和雙饋的低成本優(yōu)勢，即避免使用多級齒輪箱導致的故障率偏高，也減輕了永磁發(fā)電機的體積和重量，預計是“十四五”海上風電發(fā)展選擇趨勢。

主要電機類型

海上風電機組發(fā)展趨勢

趨勢三：選址深遠海化

從世界海上風電建設與規(guī)劃來看，離岸距離大于100km、水深超過50m的深遠海域風能資源更加豐富，海上風電未來將呈現規(guī)模化、集群化、深遠海化的特點。

以德國、英國為代表的歐洲海上風電技術強國已率先布局深遠海風電。

英國的HornseaZone規(guī)劃裝機容量6GW，其中二期1.4GW，安裝165臺西門子歌美颯8.4MW海上風機，2022年下半年投運，離岸距離89公里，三期規(guī)劃容量2.4GW，離岸距離120公里。

2021年12月26日江蘇大豐H8-2海上風電項目并網，場址離岸最遠距離超80千米，水深7.5至20.9米,安裝20臺套6.45兆瓦和38臺套4.5兆瓦機組，總裝機容量30萬千瓦。

2020年歐洲海上風電場離岸距離

趨勢四：主設備價格不斷下降

近期招標顯示海上風電主設備價格由7000元/KW下降到3500元/KW左右，降幅接近50%。

根據2021年21個公開指標項目統(tǒng)計，海上風電平均單機價格約為7095元/KW。

2021年10月華潤電力蒼南1號海上風電項目風機招標中標公示，華潤電力蒼南1號海上風電項目風機及塔筒的中標企業(yè)為中國海裝，總報價16.24億元，相當于單位千瓦的風機及塔筒采購價格4061元。

浙能臺州1號海上風電項目總裝機30萬千瓦，要求單機容量在7-9MW的風電機組及塔筒等附屬設備，中標企業(yè)為東方電氣，總報價為10.6億元，相當于單位千瓦采購價格3548元（含塔筒）。

2022年2月三峽3000MW海上風電項目開標情況

趨勢五：消納更多依賴柔直送出

考慮資源潛力、消納能力、近海海域用地緊張等因素，深遠海風電必然是未來海上風電發(fā)展的重要方向。

相比陸上風電，海上風電的并網送出工程更為復雜。從技術經濟性角度看，近海風電使用交流輸電技術具有明顯優(yōu)勢；隨著深遠海風電開發(fā)規(guī)模的擴大化，直流送出方案優(yōu)勢逐步凸顯。

海上風電場交流送出和直流送出示意圖

在輸送功率相等、可靠性相當的可比條件下，直流輸電的換流站投資高于交流輸電的變電站投資，而直流輸電線路投資低于交流輸電線路投資；隨著輸電距離的增加，交/直流輸電存在等價距離，目前通常認為約在50~75km范圍。

交/直流輸電的等價距離示意圖

隨著電力電子技術發(fā)展、換流裝置價格下降，交/直流輸電的等價距離還會進一步縮短。

大規(guī)模海上風電接入我國東南沿海負荷中心電網，加之電網特高壓直流落點多、分布式光伏大量接入，電網安全穩(wěn)定問題相對突出。

我國在“十四五”乃至更長時期內，將主要采用高壓交流、柔性直流輸電技術來實現海上風電并網送出。

趨勢六：海洋資源一體化開發(fā)

海上風電緊鄰負荷中心，海上風電逐漸走向深遠海，新建輸電設施成本較高，而利用現成的天然氣管道可以大大降低成本，同時海上風電與海洋牧場、海上油氣、海水淡化，氫能、儲能多種能源綜合開發(fā)利用融合發(fā)展，有助于提升海域利用效率，推進海上風電制氫等綜合應用，是海上風電的重要發(fā)展方向。

《廣東省海洋經濟發(fā)展“十四五”規(guī)劃》提出，支撐海洋資源綜合開發(fā)利用，推動海上風電項目開發(fā)與海洋牧場、海上制氫、觀光旅游、海洋綜合試驗場等相結合，力爭到2025年底累計建成投產裝機容量達到1800萬千瓦。

浙江省在《浙江省可再生能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃》中提出將“探索海上風電基地發(fā)展新模式”，集約化打造海上風電+海洋能+儲能+制氫+海洋牧場+陸上產業(yè)基地的示范項目。

福建省漳州市《漳州市國民經濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二〇三五年遠景目標綱要》，提出將加快開發(fā)漳州外海淺灘千萬千瓦級海上風電，布局海上風電制氫等氫能產業(yè)基地，發(fā)展氫燃料水陸智能運輸裝備，構建形成“制氫—加氫—儲氫”的產業(yè)鏈。

海上風電一體化開發(fā)模式

沿海各省“十四五”海上風電制氫規(guī)劃