摘要：我国海上风电产业由于市场需求、政策支持等因素发展迅猛，2018年新增装机量占全球新增装机总量的40%，达到1835MW，位居世界第一。与此同时，发电成本高、技术风险大、市场竞争激烈等因素成为我国海上风电产业进一步发展所面临的主要挑战。随着海上风场向深远海的不断发展，桩基基础、电力基础设施等相关技术都在不断进步以适应新的市场需求，而国际标准化工作在促进新技术的发展过程中能够起到十分重要的作用。
关键词：海上风电；技术趋势；国际标准化
1.海上风电发展趋势总览
1.1市场概况
据全球风能理事会（GlobalWindEnergyCouncil，GWEC）统计，2018年全球海上风电市场新增装机总量4.5GW，与2017年持平；与2016年相比增长近一倍，保持着高速增长的态势。我国海上风电产业近年来发展迅速，2018年新增装机量占全球新增装机量的40%，居全球第一；装机累计总量占比由2017年的14.8%增长到20%，稳居全球第三位，展现出了强大的市场前景与发展潜力。
1.2国家与地方相关政策支持和规定
2014年，随着我国海上风电产业的爆发式增长，海上风电政策导向也逐步明确，逐渐由风电政策细分至海上风电政策。2016年之后，海上风电产业进入全面加速阶段，相关政策的出台也变得更加密集、详细。2016年11月底，国家能源局印发《风电发展“十三五”规划》，明确“十三五”期间风电发展目标和建设布局，指出到2020年底，风电累计并网装机容量要确保达到210GW以上，其中海上风电并网装机容量达到500MW以上，风电设备制造水平和研发能力的不断提高，3～5家设备制造企业全面达到国际先进水平，市场份额明显提升，重点推动江苏、浙江、福建、广东等省份的海上风电建设。与此同时，国务院、国家发改委、国家海洋局等均出台相关政策对海上风电产业趋势、技术发展、定价等重点问题进行了规划。2016年12月，国家能源局发布《能源技术创新“十三五”规划》提出，在可再生能源利用领域，研究8MW～10MW陆/海上风电机组关键技术，建立大型风电场群智能控制系统和运行管理体系。2017年，国家发改委、国家海洋局印发了《全国海洋经济发展“十三五”规划》，对重点技术突破提出了新的要求。
1.3面临的挑战
其一，发电成本高。据国网能源研究院统计，海上风电平均投资成本约为陆上风电的2.8倍。据彭博财经数据统计，我国大部分海上风电项目成本约为0.16USD/kW•h~0.23USD/kW•h（0.98RMB/kW•h~1.41RMB/kW•h），远高于煤电以及陆上风电的成本，因此目前主要依靠政策补贴。但彭博新能源同时指出，海上风电装机量每翻一番每度电成本将下降20%左右，意味着2020年左右海上风电度电成本将接近陆上风电度电成本。其二，面临各种技术风险。海上风电机组单机容量大，对风电机组防腐蚀的要求更严格，质量控制尤为重要。
2.海上风电国际标准化工作情况
伴随着海上风电市场技术的不断发展，产业链不断集中，加之海上风场向深远海发展的趋势带来技术与管理方式的改变，海上风电产业对于标准化（特别是国际标准化）的需求越来越高。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆标准化工作以科学、技术和实践经验为基础，经与有关方面协商，由主管机构批准作为行业共同遵循的准则，是一个领域专家集体工作的结果，可以有效降低技术风险和开发成本。1988年起，IEC/TC88技术委员会开始进行风力发电机国际标准的编制工作。而后，国际标准化组织（ISO）与IEC达成合作协议，共同促进海上风电领域国际标准化工作的开展。目前，IEC/TC88主要负责风力发电系统，包括风力发电机组、风力发电站和电力系统并网的相关工作，发布了IEC61400系列标准，并根据实践经验和技术积累对其不断进行修订，具体包括IEC61400-3-1《海上风机设计要求》、IEC61400-3-2《浮式海上风机设计要求》等。在国际标准化组织ISO中，海上风电相关标准主要由ISO/TC8/WG3船舶与海洋技术委员会“特殊海上结构物和支持船”工作组负责研制。工作组于2012年1月成立，研究范畴包括海上风场、海上服务船、安装船、铺管船、波浪能发电、海洋渔场等。截至目前，ISO已发布的海上风电相关标准包括ISO29400：2015《海上风能—港口和海上作业》、ISO29404：2015《海上风能—供应链信息流》2个标准，作为IEC标准的补充。当前，ISO/TC8/WG3正在对ISO29400进行修订，以满足产业发展的需求。
3.风机技术发展趋势
随着海上风场建设向深海远岸的发展，风机制造也一直延续其向更大功率发展的趋势。与陆上风机相比，大功率海上风机在安装、运输与尺度上所受限制更少，并且在运行维护上有利于降低成本，发展前景巨大。为了与深水环境及大尺度、大功率的风机相适应，海上风机的桩基基础近来也在不断发展，设计者和制造商的主要努力方向在于以下3点：1）优化水下结构几何形式，减小材料密度，以降低结构制造难度；2）缩短安装时间或减少对高投资风电安装船的依赖，简化结构安装操作流程；3）完善供应链相关供应链配置。现存海上风机基础形式主要包括：重力式基础（GravityBase）、单桩基础（Monopile）、三脚架式基础（Tripod）、导管架式基础（Jacket）、多桩式基础等。据统计，全球已投入使用的海上风电装机容量中，约80%风机基础为单桩基础；其结构简单，成本低，易于生产和安装。紧随其后的分别为：三脚架式基础（6%）、重力式基础（5%）、多桩式基础（4%）等。单桩式基础将继续占据主导地位，但根据目前计划建设项目所披露的信息，导管架式的基础市场份额将有所增加，反映了海上风电行业向深海远岸发展的趋势。随着深远海风电市场的进一步开拓，浮式基础研究与应用将成为必然。在海上风场电力基础设施方面，海上风场向深远海发展的趋势以及大功率风机的使用对电力系统也提出了更高的要求。传统33kV电缆的电力输送能力可达36MW，适用于6MW及以下风机。但随着8MW及更大功率风机的投入使用，66kV输送电压已经被提上日程。66kV高电压传输将成为今后发展趋势。
结束语
近年来，我国海上风电产业发展迅速，涌现了一大批优秀企业与示范工程项目，积累了大量实践经验，而这正是开展国际标准化工作的良好时机。国际标准化工作是打通上下游产业链、降低生产与运营成本、对接世界先进技术水平、提高我国企业国际话语权、促进我国海上风电产业发展的一项重要工作。当前，海上风电国际标准化工作主要由IEC、ISO负责，但其工作重点各有侧重。下一步，我国应积极考虑本国具体情况，一方面引入国际标准，与国际市场及工业界对接；另一方面依托相关平台参与到IEC、ISO国际标准研制工作当中，在海上风电产业这一新兴领域中谋得国际话语权。以标准贡献中国智慧，引领海上风电产业的发展。
参考文献：
[1]GlobalWindEnergyCouncil.LNG.GlobalWindReport2018[S].2019.
[2]高坤，李春，高伟，等.新型海上风力发电及其关键技术研究[J].能源研究与信息，2010，26（2）：110-116+105
论文作者:韩飞
论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期
论文发表时间:2020/3/11
标签：海上论文; 风电论文; 风机论文; 基础论文; 装机论文; 成本论文; 产业论文; 《基层建设》2019年第30期论文;