從我國海上風電項目——東海大橋項目發展至今,十多年不間斷地經驗積累,以及業內在勘測設計、設備研發制造和工程建設運營的的提升,我國海上風電單位千瓦造價降低至在15700元/千瓦左右。
然而,海上風電成本與電價仍然不斷降低,2019年法國、英國新近公布的海上風電項目較低中標價折合人民幣分別達到了0.39元/千瓦時(2026年并網)和0.35元/千瓦時(2023/25年并網)。對比我國0.75元/千瓦時(2020年)的上網電價而言,該數字仍然有很大的下降空間。顯然,在國家可再生能源補貼逐步退出的背景下,“降本增效”將成為我國“十四五”期間海上風電的首要任務,也成為產業鏈上的企業為之奮斗的目標之一。
海底電纜如何降本?
當我們在探討了海上風電的降本時,多聚焦于大功率機組的應用。那么,作為和風機、基礎及塔筒并列的三大主要硬件設備之一的海底電纜,該設備占海上風電總成本構成的10%左右。這一部分的降本空間在哪里,又有多大?
海纜的高技術含量,決定了其較高的成本造價。一組來自水規總院的數字顯示:35kV的海底電纜的價格在60-150萬元/千米之間,220kV海底電纜的價格為400-500萬元/千米。
而與陸上風電不同的是,海上風電項目需要先通過35kV海底電纜將分散在場址內的風機所發電量匯集至海上升壓站,再由海上升壓站用220kV海底電纜送至陸上集控中心。從這個過程來看,海上風電的送出成本要遠高于陸上風電,且項目離岸越遠,海底電纜投資成本占比越大。
可以說,海底電纜成本的下降取決于多方面因素——材質、技術、組網方式、離岸距離等等,但非常重要的一點在于施工量的上升所對應的單位成本下降。
行業普遍預測,“十四五”期間隨著我國海上風電的政策倒逼以及體量逐漸增大,我國海上風電單位千瓦造價將由當前的1.6萬元降低至1.3萬元左右,大概有20%左右的降本空間。
無偶,中電建集團華東勘測設計研究院副總工程師趙生校指出,目前我國100萬千瓦的海上風電場群的送出系統度電成本在0.15元/千瓦時以上。如果裝機規模達到200~300萬千瓦以上,送出系統度電成本將下降至0.1元/千瓦時以下。
他還指出,在海纜方面以鋁芯替代銅芯,絕緣材料國產化的情況下,海纜的成本造價也將有12%-18%的下降空間。這意味著,在我國海上風電開啟規模化建設的進程中,海上風電各個環節的成本才能在“量”的支撐下逐步下降到行業可以承受的程度。
另一方面,技術創新也是行業的降本路徑之一。
據華東院測算,“十四五”期間海上風電的電價水平要落實到0.5~0.55元/千瓦時之間,在集電線路和海纜價格領域,要通過優化場內及220kV集電線路布置、采用66kV集電線路、絕緣材料國產化及鋁芯降低線路投資等方式來實現。而以上措施能降低項目整體單位千瓦造價400~500元。
在以上我們提到的技術創新領域,企業必須提前布局,并在全產業鏈上形成協同的局面,才能真正將海纜的成本造價降下來。
據北極星風力發電網了解,當前國內海纜領域已經顯示出突破創新的勢頭:2019年,世界上較高電壓等級、長輸電線路(距離約100公里)的柔性直流輸電工程——三峽如東海上風電±400kV直流海纜研發成功。該技術突破了低交聯體系軟接頭、1235kV世界較高電纜操作過電壓等技術瓶頸,空白,達到水平。
而且,未來隨著海上風電向深遠海發展,漂浮式動態纜、330kV海纜、高壓直流海纜等技術領域都將是創新的方向。
后補貼時代的思考
2022年海上風電國家補貼將全面退出,后補貼時代對企業的研發創新能力提出了更高的要求,未來的風電企業必須在不斷創新的同時,進一步加強質量保證體系和成本管控水平的建立,才能在退補平價的壓力下涅槃重生。
截至2019年底,江蘇、福建、上海、浙江、廣東、遼寧、天津、河北共8省市均有海上風電項目并網,其中,江蘇省海上風電機組累計并網容量達423萬千瓦,占全國海上風電總裝機的71.3%;福建并網容量為45.5萬千瓦;上海40.5萬千瓦;浙江25.2萬千瓦;廣東23.6萬千瓦;遼寧23.6萬千瓦;天津9萬千瓦;河北2.4萬千瓦。
隨著產業政策與標準體系的不斷完善,以及海上風電向深遠海發展,浮式風電等新興風機基礎施工的技術研究與創新提上日程。
在歐洲,適應于深遠海項目的公共升壓站和直流并網技術逐步完善,2018年歐洲在建海上風電的平均離岸距離已經延伸至33公里,遠103公里,深的漂浮式實驗風電場Kincardine水深已達77米。
在日前于江蘇南通舉辦的海上風電產業鏈大會上,水電水利規劃設計總院副院長易躍春指出,十四五期間,我國海上風電開發將以“近海為主、遠海示范”;到“十五五”期間,將遵循“深遠海為主、綜合利用”的路徑發展。
無疑,海上風電的巨大市場為行業發展提供了多種可能,機會也在深不可測的潛力中愈發呈現出多樣化的發展現象。據了解,在正在編制的“十四五”規劃中,海上風電將力爭到2025年實現并網2000萬千瓦,占到我國風電總裝機容量約6%的水平,以合理規模開啟并帶動產業平穩發展之路。