海上風電主要是指借助于建造在水中的風機進行風能發(fā)電，“海上”目前主要指沿海大陸架，但也包括內陸的湖泊、海峽、潮間帶等。 以 1991 年丹麥投建第一座海上風電起，全球海上風電已歷經近 27 年發(fā)展，截至 2017 年底海上風電累計裝機規(guī)模達 18.814GW，海上風電正呈現加速發(fā)展的趨勢。
目前海上風電的開發(fā)形式主要以潮間帶、 以及近海風電為主， 也有少部分遠海風電。 潮間帶主要是指平均最高潮位和最低潮位間的海岸，也就是海水漲至最高時所淹沒的地方開始至潮水退到最低時露出水面的范圍。
海上風速一般遠高于陸上風速，且風力持續(xù)性好于陸上，因此風電利用小時數一般高于陸上風電。 海上風電不占用陸上土地資源， 裝機一般不受地形地貌影響。 海上風速高、資源密度高，因此適合大型風電機組運行。 且沿海地區(qū)一般經濟較為發(fā)達，電力消納能力強，因此海上風場一般距離負荷中心距離更近，可以有效避免高壓線路的輸運損失，也不存在消納困難。 因此基于以上的優(yōu)點， 雖然海上風電開發(fā)較困難，且成本亦遠高于陸上風電，但仍有希望通過提升發(fā)電小時數覆蓋成本的提升。 同時基于海上風電的一些特定優(yōu)勢， 各國政府對于海上風電也較為青睞，出臺了一系列扶持政策鼓勵海上風電發(fā)展。而隨著海上風電逐步發(fā)展，技術以及安裝經驗的成熟， 其成本也有了較為顯著的下降， 尤其以海上風電打樁、風機調度成本，均出現了快速的下降。同時歐洲各國通過推動競價機制推動海上風電成本的發(fā)現。 雖然初期成本較高，但經過幾年發(fā)展，歐洲海上風電逐步走向了平價。 2017 年 9 月 11 日英國海上風電競出了 57.5 英鎊/Mwh（0.5 元/kWh）的價格，相較于幾年前的價格下降約 50%，顯示出了海上風電成本下降的潛力以及未來發(fā)展的巨大潛力。
成本的持續(xù)下行，也帶動了海上風電的快速普及，全球主要沿海岸國家尤其是歐洲國家占據全球海上風電裝機量一半以上，丹麥、英國、德國、西班牙等海上風電發(fā)展尤為迅猛。
歐洲海上風電發(fā)展至今，無疑是非常成功和值得借鑒的。目前歐洲海上風電每年新增裝機容量仍在全球新增裝機中占據著主導性地位。而中國海風資源豐富，能源局以及地方政府也規(guī)劃了規(guī)模龐大的海上風電發(fā)展計劃，因此回顧歐洲海上風電的發(fā)展對于中國海上風電的發(fā)展具有重要的借鑒意義。
丹麥是全球最早利用風力發(fā)電的國家之一， 由于自然資源的缺乏，丹麥自 1891 年就開始了風電的研究。第一次世界大戰(zhàn)期間，由于石油的短缺，刺激了丹麥風電行業(yè)的快速發(fā)展，至 1918 年丹麥 25%的發(fā)電設備為風力發(fā)電。 而由于發(fā)展初期風機功率普遍較小、裝機數量較多， 2011 年巔峰時期，丹麥風機數量達到 6200 多臺，其中一半以上單機功率不足 500kW。 因此陸上土地資源很快面臨瓶頸，擁有較長海岸線的丹麥將目光轉向了海上風電。
2016 年丹麥推動了 2 輪風電競標，第一輪 Vattenfall 以 17.5TWh（175 億 kWh）電量 0.475 丹麥克朗/kWh的電價中標（預期 0.7丹麥克朗/kWh）；而 2016年底揭曉的 Kriegers Flak風電場更是進一步降至 0.372丹麥克朗/kWh。
2014 年丹麥風力發(fā)展占其電力供應總量的 39.1%， 2015 年風電占比達到 42%， 而 2017 年丹麥風電機組裝機容量達到 5.3GW，全年風力發(fā)電量 14.7TWh， 風能發(fā)電占比為進一步提升至 43.6%。 預計到 2020 年這一數字將進一步提升至 50%，而到 2020 年丹麥海上風電裝機容量有望實現翻倍，新增裝機容量有望達到 1350MW。 風力發(fā)電在丹麥能源結構中扮演愈發(fā)重要的角色， 而海上風電發(fā)展也呈現良性的高速發(fā)展趨勢，裝機規(guī)模和占比不斷提升。
丹麥海上風電裝機容量占全國風電裝機容量的約 24%， 且預計這一比例仍將繼續(xù)提升，丹麥的海上風電發(fā)展無疑是成功的，其發(fā)展經驗主要在于： 1、政府為企業(yè)做好初期海上風場的調研工作，作為公共服務，以降低海上風電開發(fā)成本，同時有助于企業(yè)的投資決策。 2、由政府部門為企業(yè)投資、規(guī)劃和建設提供一站式服務， 提高開發(fā)效率。 3、由政府部門牽頭進行前期的環(huán)境和選址協商，避免后期由于開發(fā)涉及各利益主體，影響開發(fā)進度，從而降低企業(yè)開發(fā)的風險。
我國海岸線長達 18000 多公里， 島嶼 6000 多個， 近海風能資源主要集中在東南沿海及附加島嶼，風能密度基本都超300 瓦/㎡，其中臺山、平潭、大陳、嵊泗等沿海島嶼風能密度甚至超過 500 瓦/㎡。根據此前風能資源普查結果，我國 5-25 米水深、 50 米高度海上風電開發(fā)潛力約 200GW；而 5-50 米水深、 70 米高度海上風電開發(fā)潛力約 500GW，因此我國具備良好的海上風電開發(fā)資源基礎。
臺灣海峽海平面 90 米高度區(qū)域平均風速介于 7.5-10 米/s， 部分地區(qū)年均風速超過 10 米/s，風場基本以 IEC I 類或 I+為主，具備極佳的開發(fā)價值。 而沿臺灣海峽往北的浙江、上海、江蘇地區(qū)海域，海平面 90 米高度平均風速降至 7-8米/s 之間，浙江以及上海地區(qū)海上風場大多屬于 IEC II 至 I+類風場，而再向北部的江蘇海域大多屬于 IEC III 或 II類。而從臺灣海峽向南的廣東、廣西區(qū)域，海平面 90 米高度年平均風速降至 6.5-8.5 米/s， 這些區(qū)域海上風電場大多屬于 IEC I+類或 II 類。位于環(huán)渤海和黃海北部的遼寧、河北海域，海平面 90 米高度年平均風速基本介于 6.5-8 米/s之間，該區(qū)域的海上風電場大多屬于 IEC III 類。
沿海省市風力資源情況
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目前具備較好海上風力資源的沿海城市經濟普遍相對發(fā)達，電力消納能力充足， 幾乎不會存在棄風、限電困擾， 這也為發(fā)展海上風電帶來了較好的應用前景，國內海上風電開發(fā)具備廣闊發(fā)展?jié)摿Α?/div>
2、中國海上風電行業(yè)發(fā)展情況分析
我國海上風電起步晚、發(fā)展快，面臨著成本更低的陸上風電和光伏發(fā)電等其他新能源的激烈競爭。在近日舉行的2018海上風電峰會上，與會專家表示，在我國海上風電的下一階段發(fā)展中，須通過技術創(chuàng)新和規(guī)模化開發(fā)，盡快擺脫補貼依賴，通過市場化方式發(fā)展。
隨著國家層面的扶持政策持續(xù)加碼，以及各地方政府的發(fā)展細則陸續(xù)出臺，海上風電的發(fā)展政策基本清晰。而海上風電開發(fā)經驗的逐步積累，以及各環(huán)節(jié)設備國產化的持續(xù)推進，海上風電的開發(fā)成本持續(xù)下降；風機運行穩(wěn)定也持續(xù)加強，發(fā)電成本不斷下降，海上風電投資回報率逐步進入相對理想區(qū)間，裝機量呈現爆發(fā)式增長。 2017 年國內海上風電實現并網容量 1164MW，同比大幅增長 96.62%。截至 2017 年末，國內海上風電累計并網容量達 2.79GW，并網容量僅次于英國與德國。
國內海上風電新增并網容量（MW）
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隨著世界各國對能源安全、生態(tài)環(huán)境、氣候變化等問題日益重視，加快發(fā)展風電已成為國際社會推動能源轉型發(fā)展、應對全球氣候變化的普遍共識和一致行動。
過去10年，在國家政策的大力推動下，我國風電產業(yè)蓬勃發(fā)展。數據顯示，2017年全國(除港、澳、臺地區(qū)外)新增裝機容量1966萬千瓦，同比下降15.9%；累計裝機容量達到1.88億千瓦，同比增長11.7%，增速放緩。增速放緩的主要原因在于陸上風電現有產能利用率低，導致2017年中國陸上風電裝機容量下滑19%至18.5吉瓦。
盡管增速放緩，但不管是風電新增裝機容量還是累計裝機容量，中國均穩(wěn)居世界第一。其中2017年新增裝機容量占全球比重37.40%，較排名第二的美國（新增裝機容量7017MW）高12643MW；累計裝機容量占全球比重34.88%，是排名第二的美國的2.11倍。
2013-2017年中國風電市場新增和累計裝機容量（單位：萬千瓦）
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“三北”地區(qū)新增裝機容量占比為45%，中東南部地區(qū)新增裝機容量占比達到55%
2017年，中國六大區(qū)域的風電新增裝機容量所占比例分別為華北(25%)、中南(23%)、華東(23%)、西北(17%)、西南(9%)、東北(3%)。“三北”地區(qū)新增裝機容量占比為45%，中東南部地區(qū)新增裝機容量占比達到55%。
與2016年相比，2017年中國中南地區(qū)出現增長，同比增長44%，新增裝機容量占比增長至23%；中南地區(qū)主要增長的省份有：湖南、河南、廣西、廣東。另外，西北、西南、東北、華北、華東裝機容量同比均出現下降，西北、西南同比下降均超過40%，東北同比下降32%，華北同比下降9%，華東同比下降5%。
2017年中國各區(qū)域新增風電裝機容量占比情況（單位：%）
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近年來，中國海上風電容量增長加速，反映了海上風電項目與陸上風電項目相比成本更低、電價有所改善的現狀。數據顯示，2017年海上風電新增裝機共319臺，新增裝機容量達到116萬千瓦，同比增長96.61%；累計裝機達到279萬千瓦。
事實上，我國擁有發(fā)展海上風電的天然優(yōu)勢，海岸線長達1.8萬公里，可利用海域面積300多萬平方公里，海上風能資源豐富。根據中國氣象局風能資源詳查初步成果，我國5米至25米水深線以內近海區(qū)域、海平面以上50米高度范圍內，風電可裝機容量約2億千瓦時。
我國《風電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出，到2020年海上風電裝機容量達到500萬千瓦。據預計，到2020年中國的海上風電累計裝機容量可以達到800萬千瓦，2020年至2030年每年新增容量將達到200萬至300萬千瓦。
2013-2017年中國海上風電新增及累計裝機容量（單位：萬千瓦）
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全球海上風電新增裝機容量（MW）
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2017 年國內共核準海上風電項目 14 個， 合計規(guī)模 4.07GW， 主要以央企以及地方國企為主。 而 2018 年1-5 月份國內新增核及待核準項目準達 1800MW，在建項目達 1514.4MW，已公布造價項目平均建設單價 17.56 元/W。
隨著國內海上風電核準指標的釋放以及核準指標陸續(xù)進入開工建設期，“十三五”末國內大概率能夠實現 10GW 以上的裝機容量， 因此 2018-2020 年國內有望實現新增 7-8GW， 考慮到 17.56 元/W 的平價造價，對應 3 年市場空間有望達到 1229.2-1404.8 億元。 而考慮到 2030 年國內 96.12GW 的開工計劃， 以及海上風電未來的成本下降幅度， 對應遠期海上風電市場總空間有望超萬億。
而目前海上風電項目主要由設備費用、 建設安裝費用、其他費用（用海、用地費用、項目建管費用、生產準備費用）以及財務費用四部分構成。其中設備費用占比最大，一般超過 50%，其中主要有風電機組、塔架基礎、 線纜、電氣設備（升壓站、陸上集控中心） 等構成。
海上風電成本構成情況
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海上風電巨大的裝機量將帶來國產設備以及安裝運維廣闊的市場空間。其中設備端：海上風機、海上基礎架、海纜需求將出現巨大的增量需求；而安裝運維端由于國內海上安裝船只相對匱乏，專業(yè)的安裝運維人員相對稀缺，也將催生巨大的市場空間。
3、我國海上風電發(fā)展規(guī)劃
根據《風電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，“十三五”期間將積極穩(wěn)妥推進海上風電建設，重點推動江蘇、浙江、福建、廣東等省的海上風電建設，到2020年四省海上風電開工建設規(guī)模均達到百萬千瓦以上；積極推動天津、河北、上海、海南等省(市)的海上風電建設；探索性推進遼寧、山東、廣西等省(區(qū))的海上風電項目。到2020年，全國海上風電開工建設規(guī)模達到1000萬千瓦，力爭累計并網容量達到500萬千瓦以上。
2020年全國海上風電開發(fā)布局
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從布局區(qū)域上看，江蘇省海上風電項目主要集中在如東縣、大豐市、濱海縣和響水縣等海域；浙江省海上風電項目則集中在杭州灣海域;福建省海上風電主要集中在莆田市、福清市和平潭縣等近海海域；廣東省集中在珠海市、陽江市和汕尾市等近海海域；天津市海上風電主要集中在濱海新區(qū)海域；河北省海上風電項目集中在樂亭縣、海港區(qū)、曹妃甸區(qū)等近海海域。
3、我國海上風電發(fā)展前景
1）、行業(yè)前景廣闊
目前我國海上風電開發(fā)已經進入了規(guī)模化、商業(yè)化發(fā)展階段。我國海上風能資源豐富，根據全國普查成果，我國5～25米水深、50米高度海上風電開發(fā)潛力約2億千瓦；5～50米水深、70米高度海上風電開發(fā)潛力約5億千瓦。根據各省海上風電規(guī)劃，全國海上風電規(guī)劃總量超過8000萬千瓦，重點布局分布在江蘇、浙江、福建、廣東等省市，行業(yè)開發(fā)前景廣闊。
2）、近海規(guī)模化、遠海示范化
目前我國海上風電場的建設主要集中在淺海海域，且呈現由近海到遠海、由淺水到深水、由小規(guī)模示范到大規(guī)模集中開發(fā)的特點。為獲取更多的海上風能資源，海上風電項目將逐漸向深海、遠海方向發(fā)展。隨著場址離岸越來越遠，在海上風電機組基礎和送出工程成本等方面將逐步增大，另外對運維服務要求也更高，運維成本也會隨之增大，故深海、遠海的海上風電項目在經濟性上仍存在較大風險，需要柔性直流輸電技術、漂浮式基礎、海上移動運維基地的快速發(fā)展，為我國遠海風電的開發(fā)提供必要支撐。
3）、機組逐步國產化、大型化
近年來，海上風電發(fā)展緩慢，一定程度上也影響了整機制造廠家的積極性。目前，我國大部分整機制造廠家研發(fā)的海上機組都沒有長時間、大批量的運行經驗，基本處于機組設計研發(fā)、樣機試運行階段。從陸上風電的發(fā)展歷程可以看出，在巨大市場需求的帶動下，海上機組也將逐步實現國產化。
由于海上施工條件惡劣，單臺機組的基礎施工和吊裝費用遠遠大于陸上機組的施工費用，大容量機組雖然在單機基礎施工及吊裝上的投資較高，但由于數量少，在降低風電場總投資上具有一定優(yōu)勢，因此，各整機制造廠家均致力于海上大容量機組的研發(fā)。
4）、運維市場增長速度快
海上風電場的運維內容主要包括風電機組、塔筒及基礎、升壓站、海纜等設備的預防性維護、故障維護和定檢維護，是海上風電發(fā)展十分重要的產業(yè)鏈。近年來年歐洲成為全球風電運維服務市場的大蛋糕。相比于歐洲，國內海上風電起步晚，缺乏專業(yè)的配套裝備，運維效率低、安全風險大。未來隨著海上風電裝機容量的增加，勢必帶動相關產業(yè)的快速發(fā)展。
5）、建設成本呈小幅降低趨勢
巨大的市場需求將帶動海上風電機組的迅猛發(fā)展，隨著大量海上風電機組的批量生產、吊裝、并網運行，機 組和配套零部件等的價格會呈現明顯下降趨勢。隨著海上風電機組成熟度不斷提高，國內廠家競爭越 來越激烈，機組價格有望在“十三五”末期下降。另外，海上升壓站、高壓海纜等價格隨著產業(yè)化程度的提高，進一步下降的趨勢明顯 ;隨著施工技術成熟、建設規(guī)模擴大化、施工船機專業(yè)化，海上風電的施工成本也將大幅降低。目前我國海上風電開發(fā)成本因離岸距離、水深、地質條件等不同，差異較大，單位千瓦投資一般在15000～19000元之間，初步估計，至2020年海上風電場開發(fā)建設成本可小幅下降。
6）、配套產業(yè)發(fā)展日趨完善
目前，我國海上風電設計更多受制于施工能力，大多是基于現有的運輸船只、打樁設備、吊裝設備等，設計一個相對經濟、可行的方案。由于我國海上風電建設尚處于起步階段，缺乏專業(yè)的施工隊伍，施工能力較弱，以至于在設計過程中優(yōu)化空間較小。隨著海上風電項目的開工建設，將大大提高我國海上風電的施工能力，并逐漸形成一些專業(yè)的施工隊伍。施工能力的提高反過來又為設計優(yōu)化提供了更大的空間。
根據海上風電市場的需要，未來將出現一大批以運行、維護為主專業(yè)團隊，為投資企業(yè)提供全面、專業(yè)的服務。此外，海上風電裝備標準、產品檢測和認證體系等也將逐步建立完善。毫無疑問，在海上風電項目的逐步發(fā)展過程中，海上風電設計、施工等將累積豐富的經驗，相關配套產業(yè)的發(fā)展也將日趨完善。
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