论海上风力发电未来发展趋势

论海上风力发电未来发展趋势

周全施峰

上海上电电力运营有限公司  上海  200245 

摘要：随着社会发展对于能源需求的增大，风能作为一种清洁能源，在缓解环境和能源危机中扮演至关重要的角色。海上风电的发展空间巨大，在我国实现绿色低碳能源体转型，构建新型能源体系的过程中发挥关键作用。

关键词：海上风力发电；发展现状；发展趋势；主要技术

1海上风电发展概述

海上风力发电作为一种清洁可再生的能源，近年来在全球范围内得到了广泛关注和应用。国际能源署在《2023年世界能源展望》报告中指出，预计2030年可再生能源在全球电力中的占比将从目前的约33%上升至50%，风力发电的装机容量将扩大一个数量级，新建海上风电项目的投资规模将为新建燃煤和燃气发电厂的3倍。我国海上风电在近10a间发展迅猛，从2020年至2023年，我国海上风电装机容量稳居世界第一。全球海上风电装机容量如图1所示。根据国际能源署2024年发布的《全球风电发展报告》，我国海上风电装机总量在2023年达到39879MW，创造历史新高，占全球海上风电装机总量的53．06%。自2018年至今，我国每年新增海上风电装机容量亦位居全球第一。2023年，我国海上风电新增装机容量为7025MW，相较于2022年的新增装机容量6227MW环比增加12．85%。

图1全球海上风电装机容量

海上风电技术得益于自身较高的可利用小时数、稳定的平均风速，以及不需要占用陆地资源等优势，已经在能源领域实现了大规模应用与发展。另一方面，电网系统对风电的可靠性和供应安全性提出了更为严格的要求，以确保能源供应的稳定性和安全性。鉴于社会发展对低碳和零排放电力能源需求的持续上升，海上风电行业在技术创新、系统集成、运维管理、循环利用、多能互补等多个关键领域进行了深入研究与探索，以期实现能源结构的优化和可持续发展的目标。近年来，我国在海上风力发电机技术的开发上取得了显著突破，海上风电的发展趋势表现为向深海、大型化、智能化转型。

国内主要风电主机制造商正投入和研发能够适应更远、更深的深海风电机组。研究显示，当前海上风电场的离岸距离已超过100km，风电机组的水深已超过100m。在功率方面，主流厂商面向深海推出的风电机组功率接连突破16MW和18MW，风轮直径更是接近300m。预计到2025年，各大整机厂商推出20MW级别以上的风力发电机，将标志着我国海上风电技术迈入一个新发展阶段，同时意味着风力发电机将面临更为严峻的工况环境和挑战。

2.海上风力发电主要技术

2.1基础平台技术

海上风力发电需要稳定的基础平台来支撑风力发电机组。目前主要的基础平台类型有单桩基础、重力基础、浮动基础等。其中，浮动基础是未来发展的趋势，因为它可以减少对海洋环境的破坏，并且可以应用于更深的水域。

2.2高可靠性技术

海上环境复杂，风电机组需要面临海水的腐蚀、台风等恶劣环境，因此，提高风电机组的可靠性是关键。这需要采用高强度的材料、先进的防腐蚀技术、强有力的故障监测与维护系统等。

2.3大容量技术

随着技术的进步，海上风力发电机组容量不断增大。目前，海上风力发电机组的最大容量已经达到10MW级。大容量风电机组可以提高海上风力发电的经济效益，降低单位电能的成本。

2.4高效传动技术

海上风力发电机组需要将风能高效地转换为电能，这就需要高效的传动技术。目前，主流的传动技术有直接驱动、双馈驱动和混合驱动等。高效传动技术可以提高发电效率，降低维护成本。

2.5海浪能利用技术

除了风能，海上还有大量的波浪能。利用波浪能进行发电可以进一步提高海洋能源的利用效率。目前，波浪能发电技术还在研究阶段，但已经取得了一定的进展。

2.6智能化技术

海上风力发电机组需要进行远程监控和维护，这就需要利用智能化技术。通过安装传感器、建立远程监控系统，可以实时了解风电机组的工作状态，及时发现并解决问题。

2.7环境影响评估与修复技术

海上风力发电对海洋环境有一定的影响，如噪音、视觉污染、基础平台的侵蚀等。因此，需要进行环境影响评估，并采取相应的修复技术，以减少对海洋环境的影响。

3.海上风力发电未来发展趋势

随着全球能源转型的加速，海上风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，其未来发展趋势已经越来越受到各界的关注。在技术、政策、市场等多方面因素的推动下，海上风力发电将在未来几十年内迎来爆发式增长。以下是海上风力发电未来发展趋势的详细分析。

3.1市场规模将持续扩大

根据国际能源署（IEA）发布的报告预测，到2040年，全球海上风电市场规模将达到当前的10倍以上。其中，亚洲市场将成为最大的增长点，主要得益于中国、日本和韩国等国家的强劲需求。欧洲市场也将保持稳定增长，英国、德国、荷兰等国家将继续扩大海上风电装机容量。

3.2技术创新不断突破

第一，大容量风机将成为主流：为提高海上风力发电的效率和经济性，未来风机容量将不断增大。预计到2030年，海上风机平均容量将达到10兆瓦以上，部分机型甚至将达到20兆瓦。

第二，深远海风电开发：随着技术的进步，未来海上风电将向更深的海域拓展。深远海风电具有更高的风速和更稳定的风力，有助于提高发电效率。同时，深远海风电开发也将降低对海岸线附近区域的影响。

第三，漂浮式风电技术：漂浮式风电技术是目前研究的重点之一。与固定式风机相比，漂浮式风机可以在更远的海域安装，充分利用全球范围内丰富的海上风能资源。预计未来几十年内，漂浮式风电技术将实现商业化应用。

3.3产业链进一步完善

随着海上风力发电市场的不断扩大，产业链将逐步完善，形成包括风机制造、基础施工、海缆铺设、运维服务等在内的完整产业体系。同时，产业链上下游企业将通过技术创新、规模化生产等手段降低成本，提高海上风力发电的经济性。

3.4政策支持力度加大

为实现低碳减排目标，各国政府将加大对海上风力发电的政策支持力度。包括提供财政补贴、税收优惠、优化审批流程等措施，以降低海上风电项目的投资成本和风险。此外，政府还将制定长远规划，引导海上风力发电产业的有序发展。

3.5国际合作更加紧密

海上风力发电具有跨国界的特点，未来各国将在技术研发、市场拓展、基础设施建设等方面加强合作。通过国际合作，各国可以共享优质资源、降低运输成本、提高开发效率，推动全球海上风力发电产业的共同发展。

结语

总之，海上风力发电未来发展趋势表现为市场规模持续扩大、技术创新不断突破、产业链进一步完善、政策支持力度加大和国际合作更加紧密。在众多因素的推动下，海上风力发电将成为全球能源转型的重要力量，为应对气候变化和实现可持续发展目标作出积极贡献。

参考文献

[1]陶建根,陈怡,黄博远.海上风电发展现状与趋势分析[J].能源工程,2023,43(04):1-9.

[2]田荣华.海上风电安装船技术发展趋势及突围路径[J].现代制造技术与装备,2023,59(08):81-83.