海上风电将成为绿色能源发展的动力

2021年全球风电新增装机将创历史第二高纪录，特别是海上风电新增装机将强劲增长。2010年，全球每年新增风电装机容量需要超过370GW。

海上风电已成为能源转型不可缺少的重点发展

随着可持续发展概念在世界范围内的兴起，绿色能源、可再生能源或能源转型成为近年来人们熟悉的关键词。既是各国支持的产业目标，也是企业未来需要应对的方向。放眼国际市场，全球已有300多家企业成员加入RE100，承诺100%使用可再生能源。RE100是由气候组织和碳信息披露项目(CDP)于2014年联合发起的一项国际倡议。加入的公司和非营利组织必须公开承诺到2050年使用100%的可再生能源，并设定到2030年进步60%的日期。由此可见，能源转型不仅是政府响应的政策口号，也是全球企业或组织的共同目标。

什么是海上风力发电?

海上风力发电是风力发电的一种形式。风力发电是指将气流移动的风能通过风力发电机转化为机械能，再由机械能转化为电能。根据安装位置的不同，可分为陆地面积(或陆上)风力发电和海上风力发电。换句话说，海上风力发电是指海上风力涡轮机的叶片受到风的吹动和旋转，然后带动转轴和齿轮箱旋转，产生用于发电的机械能。因此，如果把海上风力机比作人体的结构，叶片就是风力机的手臂，将风能转化为电能。风力机机舱是风力机的心脏。它不仅可以有效地将风能转化为电能，还可以通过命令控制叶片，在风速过快时暂时停止叶片，以保护风力涡轮机。塔是风力机的脊柱，为风力机提供支撑。风力机的水下基础可以使风力机在海上保持稳定。

全球海上风电市场规模

根据全球风能理事会(GWEC) 2022年4月初发布的《2022年全球风能报告》，2021年全球陆上和海上风电新增装机容量将达到93.6GW，创历史第二高纪录。全球风力发电累计装机容量已达837吉瓦。其中，陆基风电装机容量增加72.5 GW。尽管中国和美国的装机容量需求较2020年下降了18%，但在欧洲、拉丁美洲、非洲和中东等其他地区却创下了历史新高。它们分别增长了19%、27%和120%。另一方面，海上风电将在2021年再创历史新高，新增装机容量将达到21.1GW，较2020年增长超过3倍，这主要是受中国海上风电大量建成的推动。

批发电价制度(FiT)和绿色电力证书制度是过去两年全球风电产业增长的主要动力，但中国、越南等国家已终止FiT计划，瑞典、挪威也同意终止绿色电力证书制度。

全球奖励风电市场开发机制主要采用:

• 中国推行电网平价制度:风力发电成本与传统电价相关。
• 美国实施可再生能源生产税收抵免(PTC)和投资税收抵免(ITC)，以推动陆上风电和海上风电的发展。
• 欧洲、拉丁美洲、非洲和中东的可再生能源招标制度:需要解决之前招标所面临的挑战，包括许可证和市场设计。

尽管全球风力发电装机容量在过去两年大幅增长。目前的增长速度仍不足以让世界实现《巴黎协定》和2050年净零排放的目标。为了在2050年实现净零排放的目标，全球风力发电需要在未来十年内每年增加370吉瓦以上的装机容量。在海上风电方面，GWEC报告预测，2022年全球海上风电装机将减少，并可能恢复到2019/2020年的水平。然而，市场预计将在2023年恢复增长，并在2026年突破30GW大关。总体而言，预计未来2022-2026年海上风电装机容量将超过90GW，年复合增长率为6.1%。

目前影响全球风电产业增长的挑战包括基于短期政治目标的政策环境不一致、可再生能源产业融资困难、基础设施不完善、输电瓶颈、可再生能源技术相关产业和产业缺乏等。虚假信息的威胁，等等。此外，复杂的行政程序、缓慢的审查操作、监管限制、难以获得土地是阻碍全球风电产业发展的主要瓶颈。

从亚洲地区来看，印度发展陆上风电多年，但目前没有海上风电设备。到2021年，该国将增加超过1.4吉瓦的风电装机容量。尽管如此，印度估计，如果要实现其气候变化承诺，到2030年风电总装机容量需要达到140GW。印度的海岸线长达7600公里，可以产生至少127吉瓦的海上风力发电。对于未来海上风电的建设，MNRE的目标是到2022年完成5GW海上风电装机容量的安装，到2030年达到30GW。

全球海上风电发展概况

海上风电的发展始于1991年，丹麦建成了世界上第一座海上风电场，从此开启了海上风电产业。早期开发海上风电的国家集中在欧洲，其中丹麦和英国是最早投资的国家。德国是世界上第一个推动能源转型的国家。德国从2010年开始建立海上风力发电场。到2015年，德国16个联邦联邦中有2个可以使用可再生能源发电。在美国，风力发电被视为应对气候变化和减少温室气体排放的关键政策。计划到2030年将美国的海上风力发电量翻一番。在亚洲，海上风电虽然发展较晚，但发展速度相当快。亚洲的海上产能从2015年的几乎为零增长到今天的600多吉瓦。到2025年，亚洲海上风电装机容量将增长6倍，预计达到52GW。 At present, in the Asian wind turbine capacity market that can be operated, China ranks first with 94% and will continue to grow significantly until 2025. The remaining 6% are Taiwan (128MW), Vietnam (105MW), South Korea (99MW), and Japan (56MW). Although China continues to occupy a dominant position, wind farms in Taiwan and Vietnam will have a demand for offshore wind power installations in response to government policy goals. In addition, wind farms have environmental advantages, which are favored by international developers as an object of attention.

根据全球风能理事会(GWEC) 2021年9月发布的《2021年全球海上风电报告》，2020年陆上和海上风电装机容量将增加93吉瓦，创历史新高。海上风电和海上风电装机容量分别为86.9 GW和6.1 GW。据估计，未来5年，海上风电年复合增长率有望达到4.0%。此外，政府的政策支持，如批量采购制度、生产税收抵免、招标项目和国家或州一级制定的可再生能源目标。刺激装机容量增长的主要动力可能是。

此外，欧洲国家由于投资最早、发展成熟，未来仍将是海上风电市场的领导者。亚洲国家在海上浮动风力发电方面具有相当大的发展潜力，而美国则拥有相当大的科技实力，其发展不容姑且低估。然而，世界上风力条件最好的20个海上风电场中，有16个位于台湾海峡。基于这一地理优势，各国海上风电已成为可再生能源发展的重点产业。从智能维护与运行技术、先进材料应用与回收技术开发、海上风电场跨领域应用等角度进行研究。

智能化维护和运行技术势在必行。为了应对自然灾害和海底诸多不确定因素，开发出了全自动机器人检测和维护解决方案——两栖机器人。除了减少人力需求外，还可以更准确地进行检查，以实现良好的风电场运行管理。先进材料的应用和回收技术的发展是基于到2030年，欧洲海上风电场的风力涡轮机将面临退役阶段，将有14000个风力涡轮机叶片需要回收。在废品生产风机项目中，英国也投入了超轻风机叶片的研究，希望降低能源的平准化成本(Levelized cost of energy, LCOE)。上文提到的荷兰和比利时海上风电场的跨域应用有望在未来实现。生物技术可以用来生产替代能源和健康食品的原材料，可以通过海上风电场和大型海藻养殖场相结合来种植褐海藻。此外，欧洲国家希望通过电解将海上风电产生的过剩电力分解为氢气和氧气，应用于交通运输、燃料和工业用途，并逐渐开始有能源创造和能源储存的概念。

展望未来

在目前的政策环境下，2022年至2026年，全球风电市场装机容量将增加约557GW。到2026年，年均装机容量将超过110吉瓦，年复合增长率为6.6%。与此同时，GWEC呼吁各国政府简化行政程序，加快审查作业进度，同时制定新的能源政策，促进风电产业的快速发展。此外，随着风电产业的发展，需要培育大量发展可再生能源所需的资源。加快电网等基础设施建设，加强公私部门合作，建立清晰稳定的国际监管框架，缓解能源转型的不确定性和国际矿产原材料竞争的威胁。

无论是发达的海上风电市场，还是风电相关的创业公司，都可以看到未来发展的缩影，将结合创新技术，主要是智能应用，如智能风电场、云实时监测平台，并通过传感器收集数据并提供实时测量信息结果，自动化机器人辅助水下维护和检查。风力涡轮机叶片采用先进材料，提供高抗冲击性、耐腐蚀性和抗疲劳性，降低回收成本。风能与太阳能或海洋能源相结合。轻便或便携的风力发电产品可以在无电环境下使用。此外，能源创造和能源储存的应用也越来越多。如果我们能在可持续发展的浪潮下结合创新技术的理念，就能在这个市场中找到竞争优势。