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DNV GL – 能源专家谈海上风电发展的技术、市场趋势和未来机遇、挑战

海上风电尤其是漂浮式风电等话题成为当前热点和看点,作为DNV GL- 能源的CEO,Ditlev Engel以详实的素材为大家展现了海上风电发展的技术、市场趋势,以及未来的机遇和挑战。

在Ditlev Engel的主题演讲中,我们可以洞见能源转型前景展望的最新特征,也可以get到风电技术未来一片明朗的个中缘由;我们可以获悉海上风电扩展的新趋势,也能深入了解漫漫发展路上的挑战和机遇。

从ETO看能源转型的几大重要特征

对于未来能源发展,Ditlev Engel引用了DNV GL最新发布的《能源转型前景展望报告2020》(ETO)中的分析结论。由于新冠疫情大流行,全球能源需求降低了8%,温室气体排放峰值也往后推了。另外,报告还总结出几大重要信息:可再生能源的成本骤降和技术进步令人惊叹,这在海上风电领域尤为明显;现有技术可以实现1.5摄氏度的减排目标,但需要更强有力的政策来推动应用;以太阳能光伏和风能为主导的快速电气化改变了能源结构;某些产业脱碳速度仍然太慢,以至于我们将无法实现《巴黎协定》所制定的目标

未来风电技术前景光明

在所有推动可再生能源发展的因素中,有一个难以让人忽略,那就是过去十年技术的重大发展(尤其是海上风能)。如今,海上风机在尺寸和效率方面的创新已经使这项技术的能源成本显著降低成为可能。

到2050年,海上风电将贡献全球电力大约9%的份额,而目前这一数字仅为0.3%。驱动这一成果的因素包括更大尺寸的风机、大型项目、更专业的海上供应链等。其中,风机尺寸更大、性能更好推动了海上风电度电成本的降低,这包括机组、叶片、塔筒和座基都变得更加高效。

在本世纪20年代,漂浮式风电将经历从初期发展到全面示范项目,再到商业规模部署的阶段。下图是苏格兰海岸北海项目中的30MWHywind漂浮式风电项目。

©图片来源: Øyvind_Gravås / Woldcam, Equinor

反观东半球,日本和韩国已经有一些试点项目在运行,其中一些处于FEED阶段(前端工程设计阶段)。Ditlev Engel在主题演讲中表示,到2050年,漂浮式海上风电项目的全球装机容量将达到255GW,超过海上风电市场的20%。为何会如此?很大一个原因是目前全球固定式海上风电项目可发挥的区域非常有限,深水域可部署漂浮式风机的区域更多。正如下图所示,全球有关海上风电项目的区域(橙色所示)都在深水区

注:内陆的点表示每平方公里人口密度超过500人、2000人和8000人,用深灰色表示。资料来源:国际能源机构与伦敦帝国学院合作进行的分析。

海上风电新增趋势

DNV GL对风电发展的这些预测来自于ETO模型,今年该模型中还特别考虑了风力的潜在障碍如风力资源薄弱、水域非常深等因素。根据预测,除了中国市场的强劲增长外,欧洲将位居第二位,仍是主要的风电市场,预计陆上风电装机将达到411GW,海底固定式海上风电装机240GW,甚至还将有39GW的漂浮式风电项目。其次是排名第三的美国,当然还有许多其他市场发展也非常强劲。

特别值得关注的是亚太地区,台湾地区正在进行5.5GW的项目开发,日本、韩国和越南也将紧随其后。印度和澳大利亚也在为2030年之前的首个大型海上风能项目做准备。当然,中国大陆已经走在了前面,预计到今年年底该区域海上风电装机容量将接近7GW。

海上风电发展的未来挑战和机遇

鉴于海上风电产业发展的性质,未来我们将面临技术、监管和竞争方面的挑战。在技术挑战方面,包括新型设备需要认证、对极端天气情况的处理等;在监管方面,新兴市场缺乏政府监管框架,输电/电网容纳量有限或老化,本地化占比要求严格等值得注意;最后,还有与全球化和竞争有关的挑战,包括对当地市场规模经济合理性期望过高,没有认识到海上风电的自然本地化贡献,以及没有认识到需要灵活的全球供应链来实现规模经济和度电成本的降低。

那么,从投资回报的角度来看,未来的机会是什么?我们觉得应该是海上风电项目可以获得良好的投资回报,尤其是项目风险降低的前提下。这也是为什么越来越多的玩家进入这个市场。资本市场对这块的兴趣增强还导致了更激烈的竞争、更激进的价格战,当然也驱动了进一步的技术创新和降低成本需求。

对于漂浮式海上风电,DNV GL- 能源的可再生能源认证载荷工程师胡合文做了题为《漂浮式风机模型试验及验证》的主题演讲。

漂浮式风电因为其本身的各种复杂性,对风机的模型试验必不可少。然而,进行模型试验非常复杂,包括尺度效应、风的影响、重量限制等,这需要在模型试验前选择合适的缩尺比。对此,胡合文介绍了三种风机模型等效处理的方法,并详细地对比了不同方法的特征。

编辑来源:DNV GL

顺应国内外海上风电场开放创新、安装、施工、运维、服务、配套,风电特种船设计建造、利用,以及投融资、漂浮式研发、海上制氢、十四五机会分析、国际合作、产业升级等发展趋势,成功地在国内外举办了系列国际交口称赞的船舶与海洋工程专题论坛、峰会、展览的基础上,总部上海的国际船舶海工网,正在筹备联合相关单位,计划于2020年11月10日-11日在上海市中心举办“2020年海上风电产业创新发展上海国际峰会”,峰会届时将邀请来自国内外的风电业主、运营商、EPC单位、设备厂商、配套厂家、施工安装、政府部门、船东、船厂、研发单位、设计、贸易、服务和投资等单位代表参加,交流、探讨和分享海上风电产业创新发展现状和趋势等。

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