论文部分内容阅读
全球风电产业迎来黄金发展期。据测算，全球海上风资源技术可开发潜力高达1200亿千瓦，可发电42万亿千瓦时，是2040年全球电力需求的11倍。作为风电第一大省，江苏把能源发展主攻方向聚焦沿海丰富的风能资源，致力打造沿海千万千瓦级风电基地，经过多年努力，海上风电装机容量达460万千瓦，规模全国领先。无限风光在“深蓝”！我省正着手启动“十四五”海上风电规划研究，探索推动海上风电向深远海开发和海洋综合利用方向发展，为全省高质量发展注入源源不断的清洁动能。
风电产业发展的现状
江苏是全国较早开发海上风电的省份，在“十二五”期间就完成了《江苏省海上风电工程规划》的编制，统筹布局海上风电建设。又于2017年启动了规划修编，2018年10月获得国家能源局批复。截至2019年底，已核准海上风电项目51个，装机容量1280万千瓦。2019年，江苏新增海上风电装机120万千瓦，累计并网423万千瓦，同比增长39.6%，占江苏风电（海上、陆上）装机总量的40%，占全国海上风电总装机的71.3%。除此之外，全省已核准在建、待建项目规模共达857万千瓦。瞄准巨大的产业“风口”，江苏沿海城市纷纷加入“捕风者”行列。
早在上世纪末，南通就开始积极落实江苏“海上苏东”战略，在省内率先发展海上风电产业，先后创造了多项“全国第一”，走出了一条“以资源引项目、以项目带装备、以装备成配套”的产业链发展之路。南通还率先在全国成立了风电产业联盟，培育了中天科技海缆、海力风电钢结构制造等本土风电骨干企业，引进了中国海装、上海电气等一批国内风电龙头企业，形成了以风机整机和配套设备制造为主，涵盖风电技术研发、施工建设、运营维护、大型设备物流等在内的全产业链体系。目前，南通已核准海上风电场23个，总容量达到533万千瓦。地处长江入海口的南通，不仅拥有丰富风能资源，更拥有一支船舶海工“梦之队”，搭载风电产业“出海”具有天然优势。全球风电产业进入黄金发展期，作为主力军，南通踌躇满志，发布了“风电产业三年行动方案”，提出的奋斗目标是“聚力完善产业链、全力保障供应链、着力培育创新链、致力优化服务链”，未来将重点瞄准风电核心装备、关键零部件制造商和相关生产性服务企业开展产业链招商，构建“分不开、拆不散”的共同体，引领海上风电产业新一轮风向。
盐城海洋资源丰富，是全省海岸线最长、海域面积最广、滩涂湿地最多、海洋资源最丰富、海洋经济增长潜力最大的地区。盐城海上风电发展走在全国前列，是全国首批新能源示范城市、国家海上风电产业区域集聚发展试点城市。自2015年起，盐城将风电开发重点由陆上转向海上，海上风电开发步伐不断加快。目前已核准海上风电项目26个，总装机容量为651.25万千瓦，已建、在建海上风电容量均位居全国第一，华能、国家电投、三峡、国家能源、中广核、鲁能、大唐等一批央企和大型国企参与开发建设，是江苏打造“海上三峡”的主战场、全国海上风电发展的排头兵。同时，盐城全力支持海上风电技术攻关，创造多项全国纪录。三峡新能源实现6.45兆瓦大容量国产海上风电机型的首次批量化应用;鲁能集团开创当期国内单根海缆敷设距离最长、登滩距离最远、电压等级最高、施工难度最大的纪录;华能集团离岸55公里风电场为国内离岸最远的海上风电场。
连云港是国家最早的沿海开放城市，独特的地理区位优势奠定了连云港经济發展的基础。连云港全市海域面积6677平方公里，“十三五”期间海上风电主要规划在灌云沿海海域。在产业方面，连云港主要依托经济技术开发区，不断加大风电产业园区建设力度，形成了从叶片、塔架到发电机组完整的风电设备制造产业链，成为亚洲最大的风电设备生产基地。2019年5月，中复连众生产的全球已吊装的叶轮直径最大的海上风机装到上海临港，单机功率6.25兆瓦，配套的LZ84-6.25型风电叶片长度达84米，是全球最长的玻纤增强叶片。同时，测试数据都在DNVGL规范要求的误差范围之内。2019年年底，连云港海事局制定了《连云港海事局海上风电海事监管暂行办法》，填补了辖区海上风电场海事监管制度的空白，明确和细化了海上风电场人员、船舶、管理及海事监管等方面标准和要求，标志着连云港海事局辖区海上风电海事监管服务开启了新篇章。
江苏海上风电发展具有鲜明的阶段性发展特征。第一是由近及远逐步推进阶段。江苏的海上风电开发思路基本可分为“潮间带—近海—深远海”三个阶段。发展初期，江苏首先在如东潮间带进行尝试，建成了全国第一个海上潮间带风力发电项目——龙源江苏如东海上潮间带试验风电场，通过潮间带风电场的施工，为近海海域项目开发积累了宝贵的施工经验，并且逐步建立了海上风电相应的质量安全管理体系和管理制度，形成了相应的施工安全措施及应急预案，使近年来江苏省海上风电开发的安全风险得到有效控制。第二是开发应用和装备制造齐驱并进阶段。开发初期，江苏利用自身海上风电资源优势以及强有力的制造业体系，大力推进海上风电装备制造业在沿海落户，形成了南通（如东）风电母港装备产业基地、大丰风电产业园等各具特色的装备制造基地，在风机制造、施工吊装、运营维护等方面与海上风电开发互相拉动、并驾齐驱，既为产品生产提供了广阔的市场，也为技术开发提供了宝贵的一手数据，是江苏海上风电快速发展的关键因素。第三是风电与海洋经济融合发展阶段。江苏海上风电在规划选址时主动避让港口、航道、生态保护区等敏感点，主要在海洋功能区中的农渔业区中进行布设。海上风电机组的桩基部分可以起到人工鱼礁的作用，给鱼类和海洋哺乳动物提供了休息区、甚至是避难所，形成了海上风电与海洋渔业兼容发展的良性互动，是江苏海上风电规模化、连片化发展的重要保障。
海上风电发展机遇
“十三五”期间海上风电的发展，为“十四五”期间江苏海上风电高质量发展积累了宝贵的经验，“十四五”期间，江苏海上风电也将面临新的发展机遇。
能源结构调整带来更多需求。江苏经济规模大，能源资源禀赋少，是典型的资源输入型省份，保供压力依然存在。此外，江苏在水能、核能利用方面，与邻省相比也存在先天劣势和较大差距，能源结构依旧偏煤。从2019年底江苏装机结构来看，电力装机以煤电为主，占比60.8%，天然气发电占比12.1%，光伏、风电、生物质可再生能源发电装机占比20.3%，其中海上风电装机占比仅为3.1%，还有较大的提升空间。结合江苏社会经济发展程度高、土地资源有限的实情来看，“十四五”期间建设集中式光伏电站、集中式陆上风电场的可能性较小，发展海上风电将会是江苏在“十四五”期间可再生能源发展的重点领域。 产业制造集群提供更强支撑。江苏海上风电呈现项目开发与产业成长循环促进、齐头并进的趋势。近几年，随着省内装机规模的快速发展，省内海上风电产业也得到了较大的发展，集聚程度显著提高，形成了如东、盐城等多个风电产业聚集区，先后引进金风科技、上海电气、重庆海装、中材叶片等风电主机和叶片制造厂落户，中天科技、江苏海力、江苏道达等本土风电配套设备制造企业也得到快速发展，对地方经济发展和转型起到了积极作用，并辐射到周边省份。较为健全的产业链为江苏“十四五”时期发展海上风电提供了新的动能。
规模化运维形成更大市场。海上机组一般质保期五年，江苏已有风场进入后市场时代。相比于国外，国内海上风电起步晚，缺乏先进的管理方法和信息技术手段，缺乏专业的配套装备，设备供应商在产业中占据主导地位，运行和维护存在脱节问题，智能设备、智慧平台将成为提升风电场系统运营效率的核心竞争力。随着越来越多的海上风电建成投产，未来海上风电后市场发展前景十分广阔。
竞争性配置建立更优机制。近两年，为推动行业健康有序发展，国家能源局连续发文积极推进风电、光伏发电无补贴平价上网，并加快可再生能源补贴退坡，将并网标杆电价调整为指导价。同时要求，自2019年起，新增的海上风电项目必须通过竞争配置确定项目业主单位，并将电价作为重要竞争条件，优先建设补贴强度低、退坡力度大的项目。新政策建立了更加公平合理的市场竞争机制，一方面改变了以往先到先得的开发模式，使得有能力、有技术、有实力的开发商能够更多更好地开发资源，同时也使得风能资源的好坏、开发难度的高低有机会反映在并网电价上，形成了有效的价格机制。
海上风电发展的对策
进一步加强工程规划布局。一方面，积极拓展海域空间资源，在国土空间开发方面，与“十四五”国土空间规划衔接，研究邻海海域增加海上风电兼容区的可能性，为江苏海上风电进一步发展拓展空间。在全省风资源较好的如东、滨海等领海海域边界线向外划定毗邻区海上风电示范区，为江苏海上风电发展争取空间资源，为全国海上风电从近海走向深远海作积极示范。另一方面，推进场址集中布局有序开发，应坚持统一规划、有序推进，新布局的海上风电场应遵循集中连片开发原则，防止海上风电资源无序切割。形成规模经济，增加项目经济效益，降低建设和运维均摊成本，集中规划送出工程，集约开发用海。
大力推动产品技术创新进步。首先，提高机组关键性能。风电机组方面，加强单机发电能力和环境抗性方面的工艺研究和产品开发。功率预测方面，加强高精准风电功率预测系统研发，结合激光传感、大数据分析等技术应用，建立基于天气预报数据、气象观测数据、功率预测数据、气象资源数据的大数据分析平台，结合历史数据分析，对区域出现的极端天气进行差异化的模型调整。其次，应用长距离输电技术。进一步加强海上风电送出关键技术攻关，提高柔性直流输电技术在大规模、远海海上风电场中的应用，降低远海输电成本和输电损耗，放开单个风电场规模限制，降低海上风电度电成本，提升远海项目经济性。再次，探索多技术融合开发。与新型能源技术融合，尝试波浪能、潮汐能的开发与海上风电开发有机结合，以共同发电的方式，综合开发海洋能源，提高用海效率。与传统海洋养殖融合，鼓励海上风电场与传统海洋养殖融合发展，产生更大的生态环境效益和经济效益。
形成海上风电多途径消纳体系。首先，提高电力输送能力。加强海缆路由通道规划，协调电网规划与海上风电开发计划，力争同步规划、同步建设、同步投产，保证項目按时并网。加快推进集中送出的研究，统一规划、建设海上升压站和集中送出线路，优化配置有限海岸线资源，降低企业开发建设风险，促进成本有效降低。加快电力过江通道建设，江苏海上风电主要集中于长江以北，局部地区电能消纳趋于饱和，影响海上风电的可持续发展。加强电网南北互通的“瓶颈”建设，有利于解决区域电力供需不平衡问题，实现新能源跨区消纳。其次，增加电网可用调度能力。探索联合调峰，海上风电工程与沿海调峰机组联合建设，与沿海煤电、气电、光伏等各类能源组成大型智慧能源基地。探索海上风电与华东片区抽水蓄能机组联合调度，降低海上风电大规模建成后对电网的冲击，增加电网可接入规模，提高电网消纳能力和安全运行稳定性。探索储能配套，发电侧储能的建设，可以平滑海上风电功率输出，缓解高峰负荷对电网的冲击，具有一定的“削峰填谷”作用，避免电网因保障少量的尖峰负荷而需要进行成倍投资的现象。引导江苏海上风电发电侧配套建立一定比例的储能，并鼓励储能容量对周边海上风电项目开放富余能力，从而推动提高江苏海上风电的消纳能力，继续保持全额消纳、弃风率为零的成绩。再次，引导电能就地消纳。在沿海地区实施风电供热、风电制氢，引导高耗电工业项目向海上风电电力集中登陆区域建设，布局风电制造业产业园，提升江苏沿海风电就地消纳能力，改善江苏电网电源偏北、需求偏南的两端分化结构，降低电力过江输送压力。同时促进沿海经济发展，弱化各县（市、区）利用风资源换取风电制造产业落地的现象，避免重复投资，预防产能过剩，保障行业健康有序发展。
（作者单位：江苏省工程咨询中心、江苏省能源局）
责任编辑：包咏菲
风电产业发展的现状
江苏是全国较早开发海上风电的省份，在“十二五”期间就完成了《江苏省海上风电工程规划》的编制，统筹布局海上风电建设。又于2017年启动了规划修编，2018年10月获得国家能源局批复。截至2019年底，已核准海上风电项目51个，装机容量1280万千瓦。2019年，江苏新增海上风电装机120万千瓦，累计并网423万千瓦，同比增长39.6%，占江苏风电（海上、陆上）装机总量的40%，占全国海上风电总装机的71.3%。除此之外，全省已核准在建、待建项目规模共达857万千瓦。瞄准巨大的产业“风口”，江苏沿海城市纷纷加入“捕风者”行列。
早在上世纪末，南通就开始积极落实江苏“海上苏东”战略，在省内率先发展海上风电产业，先后创造了多项“全国第一”，走出了一条“以资源引项目、以项目带装备、以装备成配套”的产业链发展之路。南通还率先在全国成立了风电产业联盟，培育了中天科技海缆、海力风电钢结构制造等本土风电骨干企业，引进了中国海装、上海电气等一批国内风电龙头企业，形成了以风机整机和配套设备制造为主，涵盖风电技术研发、施工建设、运营维护、大型设备物流等在内的全产业链体系。目前，南通已核准海上风电场23个，总容量达到533万千瓦。地处长江入海口的南通，不仅拥有丰富风能资源，更拥有一支船舶海工“梦之队”，搭载风电产业“出海”具有天然优势。全球风电产业进入黄金发展期，作为主力军，南通踌躇满志，发布了“风电产业三年行动方案”，提出的奋斗目标是“聚力完善产业链、全力保障供应链、着力培育创新链、致力优化服务链”，未来将重点瞄准风电核心装备、关键零部件制造商和相关生产性服务企业开展产业链招商，构建“分不开、拆不散”的共同体，引领海上风电产业新一轮风向。
盐城海洋资源丰富，是全省海岸线最长、海域面积最广、滩涂湿地最多、海洋资源最丰富、海洋经济增长潜力最大的地区。盐城海上风电发展走在全国前列，是全国首批新能源示范城市、国家海上风电产业区域集聚发展试点城市。自2015年起，盐城将风电开发重点由陆上转向海上，海上风电开发步伐不断加快。目前已核准海上风电项目26个，总装机容量为651.25万千瓦，已建、在建海上风电容量均位居全国第一，华能、国家电投、三峡、国家能源、中广核、鲁能、大唐等一批央企和大型国企参与开发建设，是江苏打造“海上三峡”的主战场、全国海上风电发展的排头兵。同时，盐城全力支持海上风电技术攻关，创造多项全国纪录。三峡新能源实现6.45兆瓦大容量国产海上风电机型的首次批量化应用;鲁能集团开创当期国内单根海缆敷设距离最长、登滩距离最远、电压等级最高、施工难度最大的纪录;华能集团离岸55公里风电场为国内离岸最远的海上风电场。
连云港是国家最早的沿海开放城市，独特的地理区位优势奠定了连云港经济發展的基础。连云港全市海域面积6677平方公里，“十三五”期间海上风电主要规划在灌云沿海海域。在产业方面，连云港主要依托经济技术开发区，不断加大风电产业园区建设力度，形成了从叶片、塔架到发电机组完整的风电设备制造产业链，成为亚洲最大的风电设备生产基地。2019年5月，中复连众生产的全球已吊装的叶轮直径最大的海上风机装到上海临港，单机功率6.25兆瓦，配套的LZ84-6.25型风电叶片长度达84米，是全球最长的玻纤增强叶片。同时，测试数据都在DNVGL规范要求的误差范围之内。2019年年底，连云港海事局制定了《连云港海事局海上风电海事监管暂行办法》，填补了辖区海上风电场海事监管制度的空白，明确和细化了海上风电场人员、船舶、管理及海事监管等方面标准和要求，标志着连云港海事局辖区海上风电海事监管服务开启了新篇章。
江苏海上风电发展具有鲜明的阶段性发展特征。第一是由近及远逐步推进阶段。江苏的海上风电开发思路基本可分为“潮间带—近海—深远海”三个阶段。发展初期，江苏首先在如东潮间带进行尝试，建成了全国第一个海上潮间带风力发电项目——龙源江苏如东海上潮间带试验风电场，通过潮间带风电场的施工，为近海海域项目开发积累了宝贵的施工经验，并且逐步建立了海上风电相应的质量安全管理体系和管理制度，形成了相应的施工安全措施及应急预案，使近年来江苏省海上风电开发的安全风险得到有效控制。第二是开发应用和装备制造齐驱并进阶段。开发初期，江苏利用自身海上风电资源优势以及强有力的制造业体系，大力推进海上风电装备制造业在沿海落户，形成了南通（如东）风电母港装备产业基地、大丰风电产业园等各具特色的装备制造基地，在风机制造、施工吊装、运营维护等方面与海上风电开发互相拉动、并驾齐驱，既为产品生产提供了广阔的市场，也为技术开发提供了宝贵的一手数据，是江苏海上风电快速发展的关键因素。第三是风电与海洋经济融合发展阶段。江苏海上风电在规划选址时主动避让港口、航道、生态保护区等敏感点，主要在海洋功能区中的农渔业区中进行布设。海上风电机组的桩基部分可以起到人工鱼礁的作用，给鱼类和海洋哺乳动物提供了休息区、甚至是避难所，形成了海上风电与海洋渔业兼容发展的良性互动，是江苏海上风电规模化、连片化发展的重要保障。
海上风电发展机遇
“十三五”期间海上风电的发展，为“十四五”期间江苏海上风电高质量发展积累了宝贵的经验，“十四五”期间，江苏海上风电也将面临新的发展机遇。
能源结构调整带来更多需求。江苏经济规模大，能源资源禀赋少，是典型的资源输入型省份，保供压力依然存在。此外，江苏在水能、核能利用方面，与邻省相比也存在先天劣势和较大差距，能源结构依旧偏煤。从2019年底江苏装机结构来看，电力装机以煤电为主，占比60.8%，天然气发电占比12.1%，光伏、风电、生物质可再生能源发电装机占比20.3%，其中海上风电装机占比仅为3.1%，还有较大的提升空间。结合江苏社会经济发展程度高、土地资源有限的实情来看，“十四五”期间建设集中式光伏电站、集中式陆上风电场的可能性较小，发展海上风电将会是江苏在“十四五”期间可再生能源发展的重点领域。 产业制造集群提供更强支撑。江苏海上风电呈现项目开发与产业成长循环促进、齐头并进的趋势。近几年，随着省内装机规模的快速发展，省内海上风电产业也得到了较大的发展，集聚程度显著提高，形成了如东、盐城等多个风电产业聚集区，先后引进金风科技、上海电气、重庆海装、中材叶片等风电主机和叶片制造厂落户，中天科技、江苏海力、江苏道达等本土风电配套设备制造企业也得到快速发展，对地方经济发展和转型起到了积极作用，并辐射到周边省份。较为健全的产业链为江苏“十四五”时期发展海上风电提供了新的动能。
规模化运维形成更大市场。海上机组一般质保期五年，江苏已有风场进入后市场时代。相比于国外，国内海上风电起步晚，缺乏先进的管理方法和信息技术手段，缺乏专业的配套装备，设备供应商在产业中占据主导地位，运行和维护存在脱节问题，智能设备、智慧平台将成为提升风电场系统运营效率的核心竞争力。随着越来越多的海上风电建成投产，未来海上风电后市场发展前景十分广阔。
竞争性配置建立更优机制。近两年，为推动行业健康有序发展，国家能源局连续发文积极推进风电、光伏发电无补贴平价上网，并加快可再生能源补贴退坡，将并网标杆电价调整为指导价。同时要求，自2019年起，新增的海上风电项目必须通过竞争配置确定项目业主单位，并将电价作为重要竞争条件，优先建设补贴强度低、退坡力度大的项目。新政策建立了更加公平合理的市场竞争机制，一方面改变了以往先到先得的开发模式，使得有能力、有技术、有实力的开发商能够更多更好地开发资源，同时也使得风能资源的好坏、开发难度的高低有机会反映在并网电价上，形成了有效的价格机制。
海上风电发展的对策
进一步加强工程规划布局。一方面，积极拓展海域空间资源，在国土空间开发方面，与“十四五”国土空间规划衔接，研究邻海海域增加海上风电兼容区的可能性，为江苏海上风电进一步发展拓展空间。在全省风资源较好的如东、滨海等领海海域边界线向外划定毗邻区海上风电示范区，为江苏海上风电发展争取空间资源，为全国海上风电从近海走向深远海作积极示范。另一方面，推进场址集中布局有序开发，应坚持统一规划、有序推进，新布局的海上风电场应遵循集中连片开发原则，防止海上风电资源无序切割。形成规模经济，增加项目经济效益，降低建设和运维均摊成本，集中规划送出工程，集约开发用海。
大力推动产品技术创新进步。首先，提高机组关键性能。风电机组方面，加强单机发电能力和环境抗性方面的工艺研究和产品开发。功率预测方面，加强高精准风电功率预测系统研发，结合激光传感、大数据分析等技术应用，建立基于天气预报数据、气象观测数据、功率预测数据、气象资源数据的大数据分析平台，结合历史数据分析，对区域出现的极端天气进行差异化的模型调整。其次，应用长距离输电技术。进一步加强海上风电送出关键技术攻关，提高柔性直流输电技术在大规模、远海海上风电场中的应用，降低远海输电成本和输电损耗，放开单个风电场规模限制，降低海上风电度电成本，提升远海项目经济性。再次，探索多技术融合开发。与新型能源技术融合，尝试波浪能、潮汐能的开发与海上风电开发有机结合，以共同发电的方式，综合开发海洋能源，提高用海效率。与传统海洋养殖融合，鼓励海上风电场与传统海洋养殖融合发展，产生更大的生态环境效益和经济效益。
形成海上风电多途径消纳体系。首先，提高电力输送能力。加强海缆路由通道规划，协调电网规划与海上风电开发计划，力争同步规划、同步建设、同步投产，保证項目按时并网。加快推进集中送出的研究，统一规划、建设海上升压站和集中送出线路，优化配置有限海岸线资源，降低企业开发建设风险，促进成本有效降低。加快电力过江通道建设，江苏海上风电主要集中于长江以北，局部地区电能消纳趋于饱和，影响海上风电的可持续发展。加强电网南北互通的“瓶颈”建设，有利于解决区域电力供需不平衡问题，实现新能源跨区消纳。其次，增加电网可用调度能力。探索联合调峰，海上风电工程与沿海调峰机组联合建设，与沿海煤电、气电、光伏等各类能源组成大型智慧能源基地。探索海上风电与华东片区抽水蓄能机组联合调度，降低海上风电大规模建成后对电网的冲击，增加电网可接入规模，提高电网消纳能力和安全运行稳定性。探索储能配套，发电侧储能的建设，可以平滑海上风电功率输出，缓解高峰负荷对电网的冲击，具有一定的“削峰填谷”作用，避免电网因保障少量的尖峰负荷而需要进行成倍投资的现象。引导江苏海上风电发电侧配套建立一定比例的储能，并鼓励储能容量对周边海上风电项目开放富余能力，从而推动提高江苏海上风电的消纳能力，继续保持全额消纳、弃风率为零的成绩。再次，引导电能就地消纳。在沿海地区实施风电供热、风电制氢，引导高耗电工业项目向海上风电电力集中登陆区域建设，布局风电制造业产业园，提升江苏沿海风电就地消纳能力，改善江苏电网电源偏北、需求偏南的两端分化结构，降低电力过江输送压力。同时促进沿海经济发展，弱化各县（市、区）利用风资源换取风电制造产业落地的现象，避免重复投资，预防产能过剩，保障行业健康有序发展。
（作者单位：江苏省工程咨询中心、江苏省能源局）
责任编辑：包咏菲