海上风电场建设现状与趋势

1.2.3.1　国外海上风电场发展现状

早在二十世纪八九十年代，欧洲就开始了大范围的海上风能资源评估及相关技术研究。1990年，世界上第一台海上风力发电机组安装于瑞典的Nogersund，装机容量220k W，离岸距离250m，水深6m。1991年，世界上第一个海上风电场建于丹麦波罗的海的洛兰岛西北沿海的Vindeby附近。迄今，在海上风电发展的20多年里，海上风电的发展经历了3个阶段：第一个阶段是从1990—2000年，海上风电处于小规模研究和开发阶段；第二个阶段是从2000—2008年，海上风电进入大规模商业化开发阶段；第三个阶段是2008年至今，全球风电产业掀起了新一轮的“下海”热潮。

截至2013年，全球已建成的海上风电场概况见表1-2。其中比较有代表性的海上风电场有丹麦Middelgrunden、丹麦Horns Rev、苏格兰Beatrice、荷兰Princess Amalia（Q7）、德国Bard OffshoreⅠ和英国London ArrayⅠ等（图1-6）。丹麦Middelgrunden海上风电场位于丹麦哥本哈根附近海域，2001年3月建成，为全球第一个具有商业化规模的海上风电场，总装机容量40MW，该项目开启了规模开发海上风电的大门，也标志着海上风电步入了商业化阶段。丹麦Horns Rev海上风电场位于丹麦Esbjerg北海海域，2002年12月建成，为世界上第一个大型海上风电场，总装机容量160MW。苏格兰Beatrice海上风电场位于苏格兰东海岸的Beatrice，2007年5月建成，为全球首个单机容量5MW的海上风电场，该项目的建设和运行为全球大容量海上风力发电机组的开发、建设、运行和维护提供了宝贵的经验和教训。荷兰Princess Amalia（Q7）海上风电场是荷兰第一个商业性海上风电场，该风电场位于北海海域，2008年3月建成，离岸23km，风电场水深25m，采用单桩式基础。德国Bard OffshoreⅠ海上风电场位于北海，2013年8月竣工投运，由80台5MW风力发电机组组成，距离Borkum岛西北100km，距离北海海岸130km，水深40m，是目前世界上离岸距离最远的海上风电场。英国London ArrayⅠ海上风电场位于英格兰东南部的肯特郡，共有175个风力发电机组，总装机容量630MW，是目前世界上最大的海上风电场。

表1-2　全球已建成的海上风电场概况（截至2013年年底）

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注：数据源自Navigant Research。

图1-6（一）　全球有代表性的海上风电场

图1-6（二）　全球有代表性的海上风电场

1.2.3.2　我国海上风电场发展现状

我国海上风电起步较晚，2005年《可再生能源发展“十一五”规划》中提出，主要在苏沪海域和浙江、广东沿海，探索近海风电开发的经验，努力实现百万千瓦级海上风电基地的目标；中华人民共和国国家发展和改革委员会（以下简称国家发改委）于2005年在《可再生能源产业发展指导目录》中，收录了近海并网风电的技术研发项目。

2009年4月，国家能源局发布了《海上风电场工程规划工作大纲》[国能新能（2009）130号]。该大纲提出了以资源定规划、以规划定项目的原则，要求对沿海地区风能资源进行全面分析，初步提出具备风能开发价值的滩涂风电场、近海风电场范围及可装机容量，这意味着全国海上风资源评估和规划工作正式拉开了帷幕。

2010年，为了加速推动海上风电发展，国家能源局正式启动了总计100万k W的首轮海上风电招标工作，分别为滨海和射阳的两个30万k W的近海风电项目、大丰和东台的两个20万k W的潮间带项目。上海、江苏、浙江、山东、福建、广东等沿海省份都制定了各自的海上风电发展规划。

在大力发展海上风电的政策推动下，我国海上风电建设也取得了实质性的进展。2007年11月8日，中海油在距离陆地约70km的渤海湾，建成我国第一个海上风电站——中海油绥中36-1风电站，该风电站为一台1.5MW机组，通过长约5km的海底电缆送至海上油田独立电网。2010年6月，我国首座大型海上风电场——上海东海大桥海上风电场（图1-7）全部34台机组正式并网发电，装机容量102MW，成为欧洲之外的第一个大型海上风电场。2010年9月，我国第一个潮间带试验风电场——江苏如东潮间带试验风电场16台海上试验机组全部建成，装机容量32MW。另外江苏省响水县海上风电场的一台2.5MW机组和两台2MW机组也于2010年并网运行。2011年年底，龙源江苏如东150MW海上（潮间带）示范风电场一期工程投产发电，一期工程包括17台华锐3MW风力发电机组和21台西门子2.38MW风力发电机组，装机容量100MW。2012年11月，龙源江苏如东150MW海上（潮间带）示范风电场二期工程投产发电，二期工程包括20台金风科技2.5MW风力发电机组，装机容量50MW；至此，龙源江苏如东150MW海上（潮间带）示范风电场（图1-8）全部投产发电，为目前我国规模最大的海上风电场。2013年3月，在龙源江苏如东150MW海上（潮间带）示范风电场基础上开展的50MW增容项目并网发电；同年，江苏响水12.5MW海上试验风电场建成投产。

图1-7　上海东海大桥海上风电场

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图1-8　江苏如东海上150MW（潮间带）示范风电场

截至2014年年底，我国累计潮间带风电装机容量达到430.48MW，近海风电装机容量227.4MW，海上风电装机容量共计657.88MW，主要分布于江苏省和上海市。除已建成的海上风电项目外，还有许多在建或已核准的项目，主要集中在江苏、上海、福建、河北、广东、浙江等省市，具体见表1-3。

表1-3　我国海上风电场建设现状（截至2014年年底）

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1.2.3.3　海上风电场发展趋势

海上风能资源十分丰富，各国纷纷制定鼓励政策和措施，积极推动海上风电的发展。德国实行风电固定上网电价，推动了德国风电产业的迅猛发展。英国通过对可再生能源政策体系的不断尝试和改革，推动英国逐步成为海上风电大国。丹麦政府制定和采取了一系列政策和措施，支持风力发电的发展，通过强化风能研发团队、财政补贴、税收优惠、绿色认证、市场准入等多重政策，促进了丹麦风力发电技术的日益成熟和市场化。我国在推进海上风电发展和管理方面，开展了大量积极有效的工作，出台了一系列规定，并采取了一些举措，海上风电规划及建设等政策和标准不断完善，有力地加快了海上风电开发的步伐。在全球大力发展可再生能源的大背景下，世界多个国家积极制定了海上风电发展计划。据欧洲风能协会称，目前欧洲有超过1亿k W海上发电项目处于规划之中，并且欧洲海上风电的发展目标是2030年达1.5亿k W。世界主要海上风电开发国家未来海上风电开发计划见表1-4。

表1-4　世界主要海上风电开发国家未来海上风电开发计划

我国海岸线长约18000km，岛屿6000多个。近海风能资源主要集中在东南沿海及其附近岛屿，有效风能密度在300W/m2以上。2009年1月，国家能源局组织召开全国海上风电工作会议，正式启动海上风电规划工作，沿海各省（市）区均开展了海上风能资源调查和海上风电工程规划工作。根据《2014中国风电发展报告》（中国循环经济协会可再生能源专业委员会等，2014），截至2014年年底，国家能源局已批复河北、山东、上海、广东、江苏以及辽宁（大连）的海上风电规划报告，海南省风电规划为报批阶段，浙江省海上风电规划已完成审查正在完善，福建省海上风电规划为报审阶段，广西的海上风电规划正在编制中。

我国沿海地区海上风电规划装机容量见表1-5。根据风电发展“十二五”规划，到2015年年底，我国海上风电装机容量达到5GW，2020年年底，海上风电装机容量将达到30GW。

因此，从海上风电发展前景来看，全球海上风电的总装机容量在未来几年仍将迅速发展。

表1-5　我国各省（自治区、直辖市）海上风电规划装机容量

在海上风电20多年的发展历程中，海上风电场开发、建设和运行维护的技术水平不断进步，经验不断积累，但同时海上风电场也面临了成本、技术和环境保护等诸多方面的挑战。未来海上风电场的发展主要有三大趋势。

（1）单机容量趋向大型化。国外运行的海上风电场单机容量已由20世纪90年代的500～600k W提高至目前主流的3～5MW，一些风力发电机组制造商已开始研制10MW海上风力发电机组。这些无不表明海上风力发电机组将继续向单机容量大型化的方向发展。

（2）海上风电场规模趋向大型化。随着海上风电场开发、建设和运行维护的技术水平的不断进步和经验的不断积累，海上风电场规模逐步由最初的1～2台试验机组发展到如今的上百兆瓦的机组群。目前，世界上最大规模的海上风电场——“伦敦阵列”已建成投产，规模达630MW。未来海上风电场将朝着更大型化发展。

（3）海上风电场由近海向深海发展。目前，由于海上风电开发技术的局限性，海上风电场多建在近海海域。但近海海域通常还有海洋保护、港口、航运、渔业、军事设施等多种服务功能，海上风电场的建设需协调与其他用海功能的关系，尤其是近海区域一般分布有野生动植物栖息地和海洋保护区，海上风电场的选址必须要远离保护区。德国由于其海域的特殊情况，尤其是北海地区，很大一部分已经被划为自然保护区，因此德国的海上风电场比其他国家的海上风电场离岸距离更远。目前德国Bard OffshoreⅠ海上风电场离岸距离最远，距离北海海岸达130km。

可以预见的是，为了避免对其他海洋活动的干扰，并实现海上风电大规模开发，随着海上风电施工及输配电技术的不断进步，未来海上风电场将逐步扩展到深海海域。