今年12月12日,國家主席習(xí)近平在氣候雄心峰會(huì)上通過視頻發(fā)表題為《繼往開來,開啟全球應(yīng)對(duì)氣候變化新征程》的重要講話,宣布中國國家自主貢獻(xiàn)一系列新舉措。到2030年,中國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上,非化石能源占一次能源消費(fèi)比重將達(dá)到25%左右,風(fēng)電、太陽能發(fā)電總裝機(jī)容量將達(dá)到12億千瓦(約1200GW)以上。
風(fēng)電和光伏將是未來可再生能源的主要形式,風(fēng)電因?yàn)槟懿渴鸬胶I?,因而市?chǎng)前景更加廣闊。SinorigOffshore根據(jù)2030年風(fēng)電和光伏的裝機(jī)容量比例以及陸上風(fēng)電和海上風(fēng)電的裝機(jī)容量比例預(yù)測(cè)2030年中國海上風(fēng)電裝機(jī)容量規(guī)模將超過50GW。
國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,截至2020年9月底,中國風(fēng)電裝機(jī)和光伏發(fā)電裝機(jī)同為2.23億千瓦(約223GW),合計(jì)446GW。目前我國風(fēng)電和光伏的裝機(jī)比例為50:50,假定未來10年風(fēng)電和光伏的成本降低速度基本保持一致,裝機(jī)比例也保持一致,即中國風(fēng)電裝機(jī)容量和光伏裝機(jī)容量平分754GW(1200GW的2030年目標(biāo)減去現(xiàn)有的風(fēng)電223GW和光伏223GW)的增量,即中國未來10年風(fēng)電和光伏的增量均為377GW。
目前海上風(fēng)電隨著風(fēng)機(jī)和風(fēng)場(chǎng)大型化趨勢(shì),度電成本正在迅速降低,而光伏海工技術(shù)目前還不成熟,光伏目前主要應(yīng)用在陸地,內(nèi)河水庫項(xiàng)目也不多。光伏發(fā)電無法部署在海上的主要原因是環(huán)境惡劣,目前所有海上光伏的研究基本均在海況良好的海域。
根據(jù)風(fēng)電占可再生能源比例為50%的情況判斷,我國風(fēng)電裝機(jī)容量將在2030年超過600GW,而目前我國風(fēng)電裝機(jī)容量(陸上+海上)裝機(jī)容量為230GW左右(國家能源局今年9月數(shù)據(jù)為223GW,SinorigOffshore預(yù)計(jì)2020年底我國風(fēng)電裝機(jī)總?cè)萘繉⑦_(dá)到230GW),也就是說,未來10年的增量將超過370GW,平均每年的增量約為37GW。
在國家發(fā)改委的補(bǔ)貼政策下,SinorigOffshore預(yù)計(jì)今年我國海上風(fēng)電裝機(jī)容量將達(dá)到3.7GW,與國際風(fēng)電研究咨詢機(jī)構(gòu)伍德麥肯茲的預(yù)測(cè)基本一致。
2020年底海上風(fēng)電裝機(jī)總量將達(dá)到10GW,到2030年,SinorigOffshore預(yù)計(jì)我國海上風(fēng)電裝機(jī)總?cè)萘繉⒊^50GW,而之前伍德麥肯茲的對(duì)中國市場(chǎng)到2030年海上風(fēng)電總裝機(jī)容量的預(yù)測(cè)為40GW。SinorigOffshore根據(jù)國家可再生能源最新規(guī)劃和發(fā)展目標(biāo)所推導(dǎo)出的數(shù)據(jù)比伍德麥肯茲高出10GW。
在廣闊的市場(chǎng)增量環(huán)境下,隨著中國風(fēng)電海工裝備將向大型化發(fā)展,國內(nèi)風(fēng)電海工裝備市場(chǎng)潛力大。
中國海上風(fēng)電2030市場(chǎng)規(guī)模展望
中國海上風(fēng)電裝機(jī)總?cè)萘繉?020年底的10GW增加到2030年的50GW,未來發(fā)展空間大。目前陸地風(fēng)電裝機(jī)容量遠(yuǎn)高于海上風(fēng)電,10年后海上風(fēng)電裝機(jī)占所有風(fēng)電的比例將提升。
根據(jù)習(xí)近平總書記的可再生能源發(fā)展目標(biāo),在風(fēng)電和光伏在未來10年平分秋色的情況下,SinorigOffshore預(yù)計(jì)2030年我國風(fēng)電裝機(jī)總?cè)萘繉⑦_(dá)到628GW,其中絕大部分為陸地風(fēng)電,海上風(fēng)電裝機(jī)容量為51GW,陸地風(fēng)電裝機(jī)總量為577GW。
我國未來10年陸地和海上風(fēng)電的年均增長(zhǎng)量約為35-40GW,其中大部分為陸地風(fēng)電的增量,但海上風(fēng)電的年裝機(jī)增長(zhǎng)額將從目前的3.7GW(強(qiáng)補(bǔ)貼環(huán)境下)增長(zhǎng)到2030年的5GW左右。
目前國內(nèi)風(fēng)電安裝平臺(tái)主要分為浮吊(起重船)、坐底式風(fēng)電安裝船、非自航自升式風(fēng)電安裝船和自航自升式風(fēng)電安裝船。根據(jù)SinorigOffshore風(fēng)電海工裝備中國區(qū)數(shù)據(jù)庫,目前中國海域在運(yùn)營風(fēng)電安裝船32座,其中2020年交付9座,目前在建7座,風(fēng)電安裝船已經(jīng)大大增加。
一般而言,一座風(fēng)電安裝船安裝一座風(fēng)機(jī)的時(shí)間受天氣影響為2-5天,但實(shí)際上風(fēng)電安裝船還要安裝過渡段、打樁等作業(yè),中國風(fēng)電安裝船實(shí)際每年最多能安裝的風(fēng)機(jī)平均數(shù)量在30臺(tái)左右。
根據(jù)CWEA數(shù)據(jù),2019年海上風(fēng)電裝機(jī)數(shù)量為588臺(tái),裝機(jī)總?cè)萘抗?493MW,平均每臺(tái)風(fēng)機(jī)容量為4.2GW。2019年在運(yùn)營的風(fēng)電安裝船數(shù)量為21座。
根據(jù)一座風(fēng)電安裝船一年30臺(tái)風(fēng)機(jī)的安裝量以及目前風(fēng)電安裝船在建數(shù)量,預(yù)計(jì)2021年參與建設(shè)的風(fēng)電安裝船數(shù)量為35座。預(yù)計(jì)2021年海上風(fēng)電單機(jī)平均容量將從2019年的4.2MW增長(zhǎng)到4.5MW,得到2021年的海上風(fēng)電安裝能力為4.7GW,考慮到補(bǔ)貼將取消,市場(chǎng)將吸引更多非專業(yè)的安裝船搶裝,預(yù)計(jì)2021年實(shí)際裝機(jī)量將達(dá)到5.3GW。
值得注意的是,受國家補(bǔ)貼退坡影響,2020和2021年我國海上風(fēng)電新增裝機(jī)容量將明顯偏高,預(yù)計(jì)將分別達(dá)到3.7GW和5.3GW。
也就是說,國家目前的補(bǔ)貼政策將海上發(fā)電發(fā)展速度短期內(nèi)快速提升至10年后的水平,刺激行業(yè)在未來10年保持一個(gè)較快的發(fā)展速度。
目前中國海上風(fēng)電單機(jī)容量在4-4.5MW左右,而歐洲目前最大的風(fēng)機(jī)已經(jīng)做到13MW,國內(nèi)的上海電氣和明陽智能也已經(jīng)開始安裝7MW和更大的海上風(fēng)機(jī),現(xiàn)有風(fēng)電安裝船中的部分將無法滿足安裝條件,未來10年的風(fēng)電安裝船將向大型化、高效化趨勢(shì)發(fā)展。
預(yù)計(jì)到2025年后,中國市場(chǎng)將需要更多的適應(yīng)超過7MW風(fēng)機(jī)安裝的高效風(fēng)電安裝船、打樁船、運(yùn)維船等其他裝備,SinorigOffshore將在即將發(fā)布的《全球風(fēng)電海工裝備供需2021-2025展望報(bào)告》分不同情景展望,把全球風(fēng)電海工裝備市場(chǎng)分為歐洲市場(chǎng)、中國市場(chǎng)和其他市場(chǎng),對(duì)各個(gè)市場(chǎng)的海工裝備需求進(jìn)行研判和展望。
結(jié)合我國總體風(fēng)電的2030年發(fā)展目標(biāo),預(yù)計(jì)我國海上風(fēng)電裝機(jī)總?cè)萘繉⒊掷m(xù)穩(wěn)定上升,但短期內(nèi)受補(bǔ)貼退坡影響大。
國家補(bǔ)貼退坡后,預(yù)計(jì)地方補(bǔ)貼將繼續(xù)維持一段時(shí)間,預(yù)計(jì)2022年海上新增裝機(jī)容量將回到2018-2019年的水平,然后行業(yè)將伴隨風(fēng)機(jī)風(fēng)場(chǎng)大型化趨勢(shì)繼續(xù)降低成本,每年海上風(fēng)電新增儲(chǔ)量將在2025年左右增加到4GW左右,然后在2030年上升到5GW左右。
影響風(fēng)電和光伏裝機(jī)容量比例的因素
大型風(fēng)機(jī)技術(shù)
大型葉片技術(shù)
遠(yuǎn)距離傳輸技術(shù)
光伏組件的效率和成本
風(fēng)電和光伏兩大可再生能源是未來所有可再生能源最有前景的兩大能源,兩種能源也將在未來長(zhǎng)期持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)。競(jìng)爭(zhēng)的主要方式可簡(jiǎn)單理解為成本下降曲線。
根據(jù)可再生能源分析機(jī)構(gòu)Irena數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),過去10年光伏發(fā)電和集中式太陽能電站的度電成本下降速度非???,光伏發(fā)電從2010年的0.378美元每度降低到0.068美元每度,成本下降曲線最陡峭,集中式太陽能發(fā)電也類似。
海上風(fēng)電的度電成本從2010年的0.16美元降低到2019年的0.115美元,陸上風(fēng)電類似,從0.086美元降低到0.053美元。
光伏和風(fēng)電的技術(shù)進(jìn)步速度快慢具有較大不可預(yù)知性,過去10年光伏成本快速降低,但不代表未來10年光伏成本還能保持類似的成本降低幅度。
影響陸上風(fēng)電和海上風(fēng)電裝機(jī)容量比例的因素
影響陸上風(fēng)電和海上風(fēng)電裝機(jī)容量比例的還是成本。首先,從油氣行業(yè)類比,全球海洋油氣工業(yè)已經(jīng)發(fā)展了大約70年,但陸地油氣產(chǎn)量還是主流,目前陸地油氣產(chǎn)量和海洋油氣產(chǎn)量的比例約為7:3。海上風(fēng)電主要和煤電和天然氣發(fā)電競(jìng)爭(zhēng),如果海上風(fēng)電的度電成本低于煤電,那將毫無疑問的大量替代。我國的海上風(fēng)力資源好,有利于海上風(fēng)電發(fā)展。
圖片根據(jù)國家發(fā)改委對(duì)我國陸地和海上風(fēng)力資源的測(cè)定,我國海上風(fēng)力資源豐富。我國海岸線長(zhǎng)約一萬八千多千米,島嶼六千多個(gè),相對(duì)于陸地,我國近海風(fēng)能資源更為豐富。根據(jù)中國氣象局近期對(duì)我國風(fēng)能資源的詳查和評(píng)價(jià)結(jié)果,我國近海100米高度層5~25米水深區(qū)風(fēng)能資源技術(shù)開發(fā)量約為2 億千瓦,5~50米水深區(qū)約為5億千瓦。
風(fēng)力發(fā)電最關(guān)鍵的因素就風(fēng)的大小,而海上風(fēng)況普遍優(yōu)于陸上,離岸10千米的海上風(fēng)速通常比沿岸要高出20%。風(fēng)機(jī)的發(fā)電功率與風(fēng)速的三次方成正比,因而同等條件下海上風(fēng)力機(jī)的年發(fā)電量能比陸上高70%。同時(shí)海上很少有靜風(fēng)期,因此風(fēng)力機(jī)的發(fā)電時(shí)間更長(zhǎng)。通常來說, 陸上風(fēng)力機(jī)的年發(fā)電利用小時(shí)數(shù)大約是2000小時(shí),而海上風(fēng)力機(jī)往往能達(dá)到3000多小時(shí)。
風(fēng)電和光伏將是未來可再生能源的主要形式,風(fēng)電因?yàn)槟懿渴鸬胶I?,因而市?chǎng)前景更加廣闊。SinorigOffshore根據(jù)2030年風(fēng)電和光伏的裝機(jī)容量比例以及陸上風(fēng)電和海上風(fēng)電的裝機(jī)容量比例預(yù)測(cè)2030年中國海上風(fēng)電裝機(jī)容量規(guī)模將超過50GW。
國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,截至2020年9月底,中國風(fēng)電裝機(jī)和光伏發(fā)電裝機(jī)同為2.23億千瓦(約223GW),合計(jì)446GW。目前我國風(fēng)電和光伏的裝機(jī)比例為50:50,假定未來10年風(fēng)電和光伏的成本降低速度基本保持一致,裝機(jī)比例也保持一致,即中國風(fēng)電裝機(jī)容量和光伏裝機(jī)容量平分754GW(1200GW的2030年目標(biāo)減去現(xiàn)有的風(fēng)電223GW和光伏223GW)的增量,即中國未來10年風(fēng)電和光伏的增量均為377GW。
目前海上風(fēng)電隨著風(fēng)機(jī)和風(fēng)場(chǎng)大型化趨勢(shì),度電成本正在迅速降低,而光伏海工技術(shù)目前還不成熟,光伏目前主要應(yīng)用在陸地,內(nèi)河水庫項(xiàng)目也不多。光伏發(fā)電無法部署在海上的主要原因是環(huán)境惡劣,目前所有海上光伏的研究基本均在海況良好的海域。
根據(jù)風(fēng)電占可再生能源比例為50%的情況判斷,我國風(fēng)電裝機(jī)容量將在2030年超過600GW,而目前我國風(fēng)電裝機(jī)容量(陸上+海上)裝機(jī)容量為230GW左右(國家能源局今年9月數(shù)據(jù)為223GW,SinorigOffshore預(yù)計(jì)2020年底我國風(fēng)電裝機(jī)總?cè)萘繉⑦_(dá)到230GW),也就是說,未來10年的增量將超過370GW,平均每年的增量約為37GW。
在國家發(fā)改委的補(bǔ)貼政策下,SinorigOffshore預(yù)計(jì)今年我國海上風(fēng)電裝機(jī)容量將達(dá)到3.7GW,與國際風(fēng)電研究咨詢機(jī)構(gòu)伍德麥肯茲的預(yù)測(cè)基本一致。
2020年底海上風(fēng)電裝機(jī)總量將達(dá)到10GW,到2030年,SinorigOffshore預(yù)計(jì)我國海上風(fēng)電裝機(jī)總?cè)萘繉⒊^50GW,而之前伍德麥肯茲的對(duì)中國市場(chǎng)到2030年海上風(fēng)電總裝機(jī)容量的預(yù)測(cè)為40GW。SinorigOffshore根據(jù)國家可再生能源最新規(guī)劃和發(fā)展目標(biāo)所推導(dǎo)出的數(shù)據(jù)比伍德麥肯茲高出10GW。
在廣闊的市場(chǎng)增量環(huán)境下,隨著中國風(fēng)電海工裝備將向大型化發(fā)展,國內(nèi)風(fēng)電海工裝備市場(chǎng)潛力大。
中國海上風(fēng)電2030市場(chǎng)規(guī)模展望
中國海上風(fēng)電裝機(jī)總?cè)萘繉?020年底的10GW增加到2030年的50GW,未來發(fā)展空間大。目前陸地風(fēng)電裝機(jī)容量遠(yuǎn)高于海上風(fēng)電,10年后海上風(fēng)電裝機(jī)占所有風(fēng)電的比例將提升。
根據(jù)習(xí)近平總書記的可再生能源發(fā)展目標(biāo),在風(fēng)電和光伏在未來10年平分秋色的情況下,SinorigOffshore預(yù)計(jì)2030年我國風(fēng)電裝機(jī)總?cè)萘繉⑦_(dá)到628GW,其中絕大部分為陸地風(fēng)電,海上風(fēng)電裝機(jī)容量為51GW,陸地風(fēng)電裝機(jī)總量為577GW。
我國未來10年陸地和海上風(fēng)電的年均增長(zhǎng)量約為35-40GW,其中大部分為陸地風(fēng)電的增量,但海上風(fēng)電的年裝機(jī)增長(zhǎng)額將從目前的3.7GW(強(qiáng)補(bǔ)貼環(huán)境下)增長(zhǎng)到2030年的5GW左右。
目前國內(nèi)風(fēng)電安裝平臺(tái)主要分為浮吊(起重船)、坐底式風(fēng)電安裝船、非自航自升式風(fēng)電安裝船和自航自升式風(fēng)電安裝船。根據(jù)SinorigOffshore風(fēng)電海工裝備中國區(qū)數(shù)據(jù)庫,目前中國海域在運(yùn)營風(fēng)電安裝船32座,其中2020年交付9座,目前在建7座,風(fēng)電安裝船已經(jīng)大大增加。
一般而言,一座風(fēng)電安裝船安裝一座風(fēng)機(jī)的時(shí)間受天氣影響為2-5天,但實(shí)際上風(fēng)電安裝船還要安裝過渡段、打樁等作業(yè),中國風(fēng)電安裝船實(shí)際每年最多能安裝的風(fēng)機(jī)平均數(shù)量在30臺(tái)左右。
根據(jù)CWEA數(shù)據(jù),2019年海上風(fēng)電裝機(jī)數(shù)量為588臺(tái),裝機(jī)總?cè)萘抗?493MW,平均每臺(tái)風(fēng)機(jī)容量為4.2GW。2019年在運(yùn)營的風(fēng)電安裝船數(shù)量為21座。
根據(jù)一座風(fēng)電安裝船一年30臺(tái)風(fēng)機(jī)的安裝量以及目前風(fēng)電安裝船在建數(shù)量,預(yù)計(jì)2021年參與建設(shè)的風(fēng)電安裝船數(shù)量為35座。預(yù)計(jì)2021年海上風(fēng)電單機(jī)平均容量將從2019年的4.2MW增長(zhǎng)到4.5MW,得到2021年的海上風(fēng)電安裝能力為4.7GW,考慮到補(bǔ)貼將取消,市場(chǎng)將吸引更多非專業(yè)的安裝船搶裝,預(yù)計(jì)2021年實(shí)際裝機(jī)量將達(dá)到5.3GW。
值得注意的是,受國家補(bǔ)貼退坡影響,2020和2021年我國海上風(fēng)電新增裝機(jī)容量將明顯偏高,預(yù)計(jì)將分別達(dá)到3.7GW和5.3GW。
也就是說,國家目前的補(bǔ)貼政策將海上發(fā)電發(fā)展速度短期內(nèi)快速提升至10年后的水平,刺激行業(yè)在未來10年保持一個(gè)較快的發(fā)展速度。
目前中國海上風(fēng)電單機(jī)容量在4-4.5MW左右,而歐洲目前最大的風(fēng)機(jī)已經(jīng)做到13MW,國內(nèi)的上海電氣和明陽智能也已經(jīng)開始安裝7MW和更大的海上風(fēng)機(jī),現(xiàn)有風(fēng)電安裝船中的部分將無法滿足安裝條件,未來10年的風(fēng)電安裝船將向大型化、高效化趨勢(shì)發(fā)展。
預(yù)計(jì)到2025年后,中國市場(chǎng)將需要更多的適應(yīng)超過7MW風(fēng)機(jī)安裝的高效風(fēng)電安裝船、打樁船、運(yùn)維船等其他裝備,SinorigOffshore將在即將發(fā)布的《全球風(fēng)電海工裝備供需2021-2025展望報(bào)告》分不同情景展望,把全球風(fēng)電海工裝備市場(chǎng)分為歐洲市場(chǎng)、中國市場(chǎng)和其他市場(chǎng),對(duì)各個(gè)市場(chǎng)的海工裝備需求進(jìn)行研判和展望。
結(jié)合我國總體風(fēng)電的2030年發(fā)展目標(biāo),預(yù)計(jì)我國海上風(fēng)電裝機(jī)總?cè)萘繉⒊掷m(xù)穩(wěn)定上升,但短期內(nèi)受補(bǔ)貼退坡影響大。
國家補(bǔ)貼退坡后,預(yù)計(jì)地方補(bǔ)貼將繼續(xù)維持一段時(shí)間,預(yù)計(jì)2022年海上新增裝機(jī)容量將回到2018-2019年的水平,然后行業(yè)將伴隨風(fēng)機(jī)風(fēng)場(chǎng)大型化趨勢(shì)繼續(xù)降低成本,每年海上風(fēng)電新增儲(chǔ)量將在2025年左右增加到4GW左右,然后在2030年上升到5GW左右。
影響風(fēng)電和光伏裝機(jī)容量比例的因素
大型風(fēng)機(jī)技術(shù)
大型葉片技術(shù)
遠(yuǎn)距離傳輸技術(shù)
光伏組件的效率和成本
風(fēng)電和光伏兩大可再生能源是未來所有可再生能源最有前景的兩大能源,兩種能源也將在未來長(zhǎng)期持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)。競(jìng)爭(zhēng)的主要方式可簡(jiǎn)單理解為成本下降曲線。
根據(jù)可再生能源分析機(jī)構(gòu)Irena數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),過去10年光伏發(fā)電和集中式太陽能電站的度電成本下降速度非???,光伏發(fā)電從2010年的0.378美元每度降低到0.068美元每度,成本下降曲線最陡峭,集中式太陽能發(fā)電也類似。
海上風(fēng)電的度電成本從2010年的0.16美元降低到2019年的0.115美元,陸上風(fēng)電類似,從0.086美元降低到0.053美元。
光伏和風(fēng)電的技術(shù)進(jìn)步速度快慢具有較大不可預(yù)知性,過去10年光伏成本快速降低,但不代表未來10年光伏成本還能保持類似的成本降低幅度。
影響陸上風(fēng)電和海上風(fēng)電裝機(jī)容量比例的因素
影響陸上風(fēng)電和海上風(fēng)電裝機(jī)容量比例的還是成本。首先,從油氣行業(yè)類比,全球海洋油氣工業(yè)已經(jīng)發(fā)展了大約70年,但陸地油氣產(chǎn)量還是主流,目前陸地油氣產(chǎn)量和海洋油氣產(chǎn)量的比例約為7:3。海上風(fēng)電主要和煤電和天然氣發(fā)電競(jìng)爭(zhēng),如果海上風(fēng)電的度電成本低于煤電,那將毫無疑問的大量替代。我國的海上風(fēng)力資源好,有利于海上風(fēng)電發(fā)展。
圖片根據(jù)國家發(fā)改委對(duì)我國陸地和海上風(fēng)力資源的測(cè)定,我國海上風(fēng)力資源豐富。我國海岸線長(zhǎng)約一萬八千多千米,島嶼六千多個(gè),相對(duì)于陸地,我國近海風(fēng)能資源更為豐富。根據(jù)中國氣象局近期對(duì)我國風(fēng)能資源的詳查和評(píng)價(jià)結(jié)果,我國近海100米高度層5~25米水深區(qū)風(fēng)能資源技術(shù)開發(fā)量約為2 億千瓦,5~50米水深區(qū)約為5億千瓦。
風(fēng)力發(fā)電最關(guān)鍵的因素就風(fēng)的大小,而海上風(fēng)況普遍優(yōu)于陸上,離岸10千米的海上風(fēng)速通常比沿岸要高出20%。風(fēng)機(jī)的發(fā)電功率與風(fēng)速的三次方成正比,因而同等條件下海上風(fēng)力機(jī)的年發(fā)電量能比陸上高70%。同時(shí)海上很少有靜風(fēng)期,因此風(fēng)力機(jī)的發(fā)電時(shí)間更長(zhǎng)。通常來說, 陸上風(fēng)力機(jī)的年發(fā)電利用小時(shí)數(shù)大約是2000小時(shí),而海上風(fēng)力機(jī)往往能達(dá)到3000多小時(shí)。