在全球向可再生能源轉型的背景下，海上風(fēng)電憑借其更高的容量因子和不斷增長(cháng)的競爭力，受到越來(lái)越多的關(guān)注。特別是，漂浮式海上風(fēng)電越來(lái)越受到利益相關(guān)者的關(guān)注，這一方面是因為開(kāi)放海域具有更大的風(fēng)能潛力，另一方面也是因為遠海海上可再生能源距離有更高使用需求的近海和陸上地產(chǎn)更遠，也能得到更廣泛的社會(huì )認可。
截至 2023 年，全球漂浮式海上風(fēng)電裝機容量只有約 270 MW，但列入計劃的漂浮式海上風(fēng)電項目裝機容量高達244GW，這表明全球各國對這項技術(shù)的興趣與日俱增。
七國集團(G7)國家正帶頭加速在全球范圍內推廣漂浮式海上風(fēng)電項目，G7國家非常適合分享其所擁有的漂浮式海上風(fēng)電知識和經(jīng)驗，從而支持新興和發(fā)展中經(jīng)濟體(EMDEs)充分利用漂浮式海上風(fēng)電這一新能源解決方案。
報告由日本委托編寫(xiě)，是在日本擔任 2023 年G7輪值主席期間撰寫(xiě)的，報告對漂浮式海上風(fēng)電領(lǐng)域的市場(chǎng)和最新技術(shù)發(fā)展進(jìn)行了評估，并且探討了推動(dòng)漂浮式海上風(fēng)電進(jìn)步的其他輔助因素(如電網(wǎng)連接和港口基礎設施等)、可持續性考慮因素，以及漂浮式海上風(fēng)電的耦合潛力等。
以下為報告目錄和圖表：
海上風(fēng)電容量規模越來(lái)越大，水深越來(lái)越大，離岸距離越來(lái)越遠。
隨著(zhù)規模增大，全球海上風(fēng)電度電成本LCOE越來(lái)越下降。其中中國比歐洲降本更快。
幾種常見(jiàn)的漂浮式海上風(fēng)電基礎結構和錨固方法示意圖
不同基礎的異同，特點(diǎn)、各自挑戰，以及典型平臺和開(kāi)發(fā)廠(chǎng)家
漂浮式平臺風(fēng)機的6個(gè)運動(dòng)角度
錨固系統的不同，以及特征
6種不同的錨和錨固方法。
交流輸電系統結構。和傳統海上風(fēng)電稍有區別，但差別不大。
漂浮式海上風(fēng)電使用的動(dòng)態(tài)電纜系統的結構
高壓直流輸電系統結構
徑向海上風(fēng)電電網(wǎng)配置，單獨線(xiàn)路拓撲連接和共享線(xiàn)路拓撲連接
2011-2024年漂浮式風(fēng)電競爭力預測，包括安裝成本，容量因子和度電成本變化等。根據DNV 2022年漂浮式海上風(fēng)電報告，降低 LCOE 的關(guān)鍵在于生產(chǎn)浮體子結構所需的原材料、設計和制造的復雜性，以及浮體子結構、風(fēng)電機組和系泊系統運動(dòng)所產(chǎn)生的維護要求。擴大項目規模和降低運營(yíng)成本是實(shí)現經(jīng)濟高效的漂浮式基礎的驅動(dòng)因素。創(chuàng )新有助于專(zhuān)門(mén)針對這些問(wèn)題，目的是降低維護需求和標準化安裝流程。
漂浮式風(fēng)電基礎專(zhuān)利的發(fā)展情況，五個(gè)最大的專(zhuān)利國家包括美國、德國、丹麥、日本和中國。(見(jiàn)下圖)
10個(gè)擁有漂浮式海上風(fēng)電專(zhuān)利的國家專(zhuān)利數排名
擁有最多漂浮式海上風(fēng)電基礎專(zhuān)利的10大企業(yè)，分別為：三菱重工、維斯塔斯、西門(mén)子歌美颯、日歷、西門(mén)子、RWE、三菱維斯塔斯、GE、荷蘭的ITREC和比利時(shí)DEME。2018年至2022年，增長(cháng)最快的為西門(mén)子歌美颯和維斯塔斯以及RWE、ITREC、DEME。
滿(mǎn)足漂浮式海上風(fēng)電裝配的港口要求
上表概述了港口在漂浮式海上風(fēng)電機組建造中的重要作用
漂浮式風(fēng)電現場(chǎng)維護方案對比
現場(chǎng)維護方案中起重機的技術(shù)設計需考慮的因素
漂浮式海上風(fēng)電質(zhì)量基礎設施系統的一般結構和元素。
由于漂浮式海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)預計將在未來(lái)幾年內迅速發(fā)展(到 2035 年可能實(shí)現商業(yè)化)，因此為該產(chǎn)業(yè)建立一個(gè)強大的質(zhì)量基礎設施生態(tài)系統勢在必行。質(zhì)量基礎設施(QI，quality infrastructure)是確保產(chǎn)品和服務(wù)的質(zhì)量、安全和可持續性所需的組織、政策、法律框架和實(shí)踐的國家體系。它包括計量、標準化、認證和合格評定等關(guān)鍵組成部分，其中涉及測試、認證和檢驗(IRENA，2015 年;Kellermann，2019 年)。
綠氫需求變化，探索漂浮式海上風(fēng)電與氫能耦合可能性
海上風(fēng)電和氫能配置的幾種不同方案
海上風(fēng)電與氫能配置的定性比較表
一個(gè)500MW漂浮式海上風(fēng)電項目需要用到的各種材料占比，這需要在制造環(huán)節就考慮到，涉及到漂浮式海上風(fēng)電的可持續性創(chuàng )新等。
漂浮式海上風(fēng)電項目還需要考慮到的環(huán)境影響因素。
