十年前浮式風(fēng)機(jī)對(duì)于我們來說還是個(gè)新概念，全球也只部署了非常有限的幾個(gè)小功率樣機(jī)進(jìn)行測試，而現(xiàn)如今，真正的商業(yè)浮式風(fēng)機(jī)風(fēng)場已經(jīng)投入運(yùn)行。

近年來油公司對(duì)于風(fēng)電開發(fā)，乃至于浮式風(fēng)電開發(fā)逐漸提高了重視程度，特別是Equnior在蘇格蘭的Hywind Scotland Wind Park世界第一個(gè)商業(yè)浮式風(fēng)機(jī)項(xiàng)目取得成功以后，越來越多的油公司將其降低二氧化碳排放的解決方案聚焦到浮式風(fēng)電領(lǐng)域。

Equinor在挪威的Hywind Tampen項(xiàng)目部署了11臺(tái)Hywind浮式風(fēng)機(jī)為Snore和Gullfaks油田開發(fā)進(jìn)行供電。意大利油企Resol和Aker與美國Priciple Power Inc（PPI）進(jìn)行合作尋求在浮式風(fēng)電領(lǐng)域取得突破。Shell同丹麥Stiesdal Offshore Technologies和瑞典的Hexicon AB進(jìn)行合作。


更多的能源開發(fā)商，包括油氣行業(yè)的能源巨頭都將目光聚焦在浮式風(fēng)電領(lǐng)域，浮式風(fēng)電的發(fā)展迎來了重要的機(jī)遇期。

浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)發(fā)展簡要回顧

近20年來出現(xiàn)了很多浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)概念，其中Equinor的Hywind概念推出較早。在挪威沿海經(jīng)過長期測試以后，2017年蘇格蘭Peterhead沿海部署了全球第一個(gè)投入商業(yè)運(yùn)行的浮式風(fēng)場，容量30MW。


PPI的Windfloat無疑是目前最成功的的浮式風(fēng)機(jī)概念。其第一個(gè)樣機(jī)在葡萄牙進(jìn)行了長期測試以后目前被拖航至蘇格蘭阿伯丁沿海的Kincardine Offshore Wind Farm繼續(xù)服役。Kincardine 風(fēng)場的所有者，西班牙的Cobra預(yù)計(jì)將陸續(xù)在該風(fēng)場部署50MW，單機(jī)8MW的Windfloat浮式風(fēng)機(jī)。

2018年，Ideol在法國和日本部署了個(gè)一臺(tái)Damping-Pool樣機(jī)，TodaCorporation在日本的GOTO項(xiàng)目還將部署10臺(tái)Damping-Pool浮式風(fēng)機(jī)并為該項(xiàng)目專門投資建造了半潛安裝船。


2021年法國沿海還將部署兩種浮式風(fēng)機(jī)。EDFEnergy的Nouvelles將部署三臺(tái)8.4MW西門子歌美颯風(fēng)機(jī)，采用SBM的TLP基礎(chǔ)浮式風(fēng)機(jī)。Eolfi的Groix項(xiàng)目將部署4臺(tái)6MW采用Naval Energies半潛基礎(chǔ)浮式風(fēng)機(jī)。

Stiesdal的Tetraafloat和Hexicon概念完成了第一階段的概念設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)在2022年之后投入樣機(jī)測試。

其他的概念還包括：四立柱單點(diǎn)系泊的半潛基礎(chǔ)Eolink，西班牙Saitec的單點(diǎn)系泊SATH，瑞典的垂直軸風(fēng)機(jī)概念SeaTwirl，Saipem的Hexafloat。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，這些浮式基礎(chǔ)概念鋼結(jié)構(gòu)重量范圍大概在410t/MW，混凝土材質(zhì)結(jié)構(gòu)重量為1100t/MW。

換句話講，如果你設(shè)計(jì)的鋼結(jié)構(gòu)半潛風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)支撐的是6MW級(jí)別風(fēng)機(jī)，那么基礎(chǔ)的鋼結(jié)構(gòu)重量應(yīng)該在2500t左右，這是一個(gè)客觀規(guī)律。

歐洲目前依舊是浮式風(fēng)機(jī)的主戰(zhàn)場，位于基礎(chǔ)引領(lǐng)地位，但規(guī)模較大的開發(fā)商已經(jīng)不滿足于在歐洲進(jìn)行浮式風(fēng)機(jī)項(xiàng)目開發(fā)，他們的目光是全球性的。Equinor和PPI進(jìn)行合作，目前是美國西海岸以及夏威夷浮式風(fēng)機(jī)項(xiàng)目的主要參與者和領(lǐng)導(dǎo)者。


亞洲也是未來5年浮式風(fēng)機(jī)項(xiàng)目發(fā)展的熱點(diǎn)區(qū)域，主要包括日本、臺(tái)灣、韓國以及中國大陸。歐洲未來的浮式風(fēng)場項(xiàng)目將集中在蘇格蘭、法國沿海，其中法國未來發(fā)展規(guī)模最大，Quadran以及Eolfi已經(jīng)宣布將在法國的試驗(yàn)風(fēng)場項(xiàng)目之后跟進(jìn)建設(shè)商業(yè)風(fēng)場，預(yù)計(jì)未來法國沿海將有2~5GW的潛在浮式風(fēng)機(jī)發(fā)展空間。


展望未來

相比于動(dòng)輒以多少多少GW來衡量和展望浮式風(fēng)機(jī)的未來發(fā)展情況，通過統(tǒng)計(jì)浮式風(fēng)機(jī)的部署數(shù)量更能直觀的考察未來浮式風(fēng)機(jī)的發(fā)展前景。

預(yù)計(jì)到2022年，全球?qū)⒉渴?0臺(tái)左右的浮式風(fēng)機(jī)，這一數(shù)量有可能在2022年增加到200臺(tái)，樂觀估計(jì)的話到2030年有可能到1500臺(tái)。同時(shí)，風(fēng)機(jī)容量也會(huì)越來越大。目前主流是6MW、8MW，未來的主流會(huì)達(dá)到10MW乃至12MW，Vestas和GE目前都在進(jìn)行10MW級(jí)風(fēng)機(jī)的研發(fā)工作。

隨著水深的增加，單機(jī)容量的增加，單臺(tái)浮式風(fēng)機(jī)的成本成為事關(guān)成敗的重要因素。隨著技術(shù)發(fā)展和規(guī)模增加，2022年的單臺(tái)浮式風(fēng)機(jī)成本可能是4千萬美元，到2030年有可能下降到3000萬美元，但這里面存在非常多的不確定性。

大兆瓦的風(fēng)機(jī)逐漸成為主流，短期內(nèi)單機(jī)成本不會(huì)下降很快。越大容量的風(fēng)機(jī)，其浮式基礎(chǔ)需要設(shè)計(jì)的更大，系泊系統(tǒng)也需要更強(qiáng)。隨著市場的需求逐漸增加，海上安裝資源會(huì)更加緊俏，安裝船的日費(fèi)率會(huì)逐漸增加，這使得項(xiàng)目建設(shè)對(duì)于安裝資源的依賴性加強(qiáng)，建設(shè)周期拉長。在安裝資源稀缺和市場尚未完全發(fā)展的時(shí)期，浮式風(fēng)場的CAPEX還將是一個(gè)天文數(shù)字，因而預(yù)計(jì)在最近十年內(nèi)，全球的浮式風(fēng)場還將以小規(guī)模為主。同時(shí)，浮式風(fēng)場一般離岸距離較遠(yuǎn)，運(yùn)行風(fēng)場需要付出的OPEX也不是個(gè)小數(shù)字。

隨著項(xiàng)目建設(shè)的進(jìn)行和開發(fā)運(yùn)行維護(hù)的經(jīng)驗(yàn)積累，長期來看浮式風(fēng)場的整體投資會(huì)緩慢下降，但項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性依舊會(huì)是長期的挑戰(zhàn)，因而拉長浮式風(fēng)場的整體服役時(shí)間會(huì)是一個(gè)普遍的、最可行的選擇。設(shè)計(jì)壽命長、質(zhì)保時(shí)間長的風(fēng)機(jī)會(huì)在未來具有更好的發(fā)展前景。

開發(fā)商進(jìn)行浮式風(fēng)場投資之前都會(huì)進(jìn)行樣機(jī)測試，并不是所有的概念都能滿足開發(fā)商盈利要求。好的概念能夠給與項(xiàng)目投資人足夠的信心，這也是目前主流概念集中在Hywind，Windfloat和Ideol三者身上的最大原因。只有經(jīng)過長期測試，能夠在經(jīng)濟(jì)性上說服開發(fā)商的概念才會(huì)在未來有更好的發(fā)展空間，這是目前浮式風(fēng)點(diǎn)發(fā)展的一個(gè)趨勢。在未來一段時(shí)間內(nèi)，主流的概念會(huì)越來越集中甚至形成壟斷，一些發(fā)展較慢或者剛推出的概念可能很難再有出頭之日。

固定基礎(chǔ)風(fēng)機(jī)和浮式風(fēng)機(jī)

對(duì)于固定基礎(chǔ)風(fēng)機(jī)服役的極限水深目前的主流觀點(diǎn)以30m為限，一般認(rèn)為60m以上水深對(duì)于部署浮式風(fēng)機(jī)會(huì)取得較好的效果。一些地區(qū)的土壤條件和地址條件可能并不適合大規(guī)模部署固定式風(fēng)機(jī)。在這些地區(qū)部署浮式風(fēng)機(jī)不失為一種相對(duì)好的選擇。但在浮式風(fēng)機(jī)商業(yè)開發(fā)在經(jīng)過長時(shí)間實(shí)踐證明前，固定式風(fēng)機(jī)還會(huì)是主流的海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)形式。