南方電網畢亞雄-南方區域海上風電發展趨勢與展望.pdf

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1、-1-南方區域海上風電發展趨勢與展望畢亞雄中國南方電網有限責任公司董事、黨組副書記2020年12月5日北京2020中國海上風電工程技術大會-2-1海上風電發展必要性及發展前景2海上風電降本的趨勢、影響及對策3南方電網在海上風電方面開展的工作4應對措施及建議目錄Contents-3-一、海上風電發展必要性及發展前景一、海上風電發展必要性及發展前景（一） 全球海上風電持續發展截至2019年底，全球海上風電累計裝機2900萬千瓦。全球有17個國家布局了海上風電場，歐洲裝機占全球比例76%，其中，英國(994.5萬千瓦)、德國(744.5萬千瓦)處于全球領先地位；中國裝機占比20%，全球第三。（二）全

2、國海上風電快速發展2019年，全國海上風電累計裝機達到593萬千瓦。江蘇規模最大，約423萬千瓦，占全國比例達71.3%，主要分布在鹽城和南通海域。廣東投產4座，裝機容量23.6萬千瓦。圖1 全球海上風電累計裝機容量及占比411754157046872412167143841881423140290001.7%1.9%2.2%2.4%2.8%3.0%3.5%3.9%4.5%0.0%0.5%1.0%1.5%2.0%2.5%3.0%3.5%4.0%4.5%5.0%05000100001500020000250003000035000201120122013201420152016201720182

3、019海上風電裝機容量/MW海上風電占風電總裝機比例450670103016302790395059300.6%0.7%0.8%1.1%1.7%2.1%2.8%0.0%0.5%1.0%1.5%2.0%2.5%3.0%010002000300040005000600070002013201420152016201720182019海上風電裝機容量/MW海上風電占風電總裝機比例圖2 全國海上風電累計裝機容量及占比-4-數據來源：GWEC其他日本印度韓國美國中國歐盟全球海上風電規劃裝機容量 未來二十年，全球海上風電規劃裝機增長率每年13； 到2030年，全球規劃新增裝機約200GW； 到2040年，

4、在政策支持、降本技術發展下，預測海上風電裝機將增加到約560GW。全球各國海上風電規劃裝機容量 根據規劃，海上風電增長集中在六個地區：歐盟、中、美、韓、日、??； 到2040年，歐盟和中國將在全球海上風電市場中占據70； 美、韓、印、日裝機容量將大幅增長，占據全球風能市場1/4。05001000201820302040STEPSSDS數據來源：GWEC STEPS：已經承諾的政策SDS：可持續發展所需政策GW實際值一、海上風電發展必要性及發展前景一、海上風電發展必要性及發展前景（三） 未來全球海上風電仍將保持快速發展趨勢-5-（四）海上風電發展必要性1.是加快推動東南沿海能源轉型，深入貫徹“四個

5、革命、一個合作”能源安全新戰略，兌現向國際社會的承諾和實現“碳達峰”和“碳中和”新目標的重要舉措。2.是改善環境質量，促進節能環保、可持續和高質量發展的需要。3.推動關鍵共性技術、前沿引領技術、現代工程技術、顛覆性技術創新，從而培育新的優勢產業。4.調整產業結構、經濟結構和發展戰略，帶動相關的一系列產業協同發展。一、海上風電發展必要性及發展前景一、海上風電發展必要性及發展前景原材料生產、零部件制造 鋼材、碳纖維材料、稀土等。 風機葉片、齒輪箱、發電機、軸承、電控系統等。整機制造 直驅、半直驅風機制造 明陽智能、上海電氣、金風科技、東方電氣等。風電場運營 風電場運營商。 三峽、中廣核、華能、華電

6、、國電投等。-6-（五）海上風電發展前景開發潛力巨大。我國海岸線長約一萬八千多千米，島嶼六千多個。我國近海100米高度層525米水深區風能資源技術開發量約為2 億千瓦，550米水深區約為5億千瓦。其中廣東近海海域風能資源理論總儲量可達1億千瓦。海上風電距離用電負荷近。中國沿海的廣東、山東、江蘇、上海、浙江、福建都是經濟大省，電力消耗大，并且電網結構堅強。對海上風電具有較大的消納空間。綜上，海上風電具有資源豐富、發電利用小時數相對較高的特點，是沿海地區可再生能源中最具規?；l展潛力的領域。一、海上風電發展必要性及發展前景一、海上風電發展必要性及發展前景-7-外羅場址400MW新寮場址200MW徐

7、聞場址600MW沙扒場址2300MW南鵬島場址700MW陽江深水場址15000MW陽江深水場址22000MW桂山場址200MW金灣場址300MW后湖場址500MW港口場址1000MW甲子場址900MW神泉場址750MW靖海場址150MW粵東深水12300MW粵東深水場址214200MW粵東深水場址37500MW粵東深水場址45400MW粵東深水場址56600MW粵東深水場址614000MW洋東場址250MW勒門場址700MW海門場址900MW近海淺水場區：985萬千瓦近海深水區：5700萬千瓦其中省管海域700萬千瓦（陽江）國管海域5000萬千瓦新摸查（新增）：1560萬千瓦其中淺水區：680

8、萬千瓦（汕尾、湛江）深水區：880萬千瓦（陽江、江門），均屬省管海域廣東省海上風電發展規劃（2017-2030年）規劃海上風電場址23個，規劃總裝機容量6685萬千瓦。近期，廣東省經進一步摸查，預計還可規劃新增約1560萬千瓦海上風電。一、海上風電發展必要性及發展前景一、海上風電發展必要性及發展前景（六）南方五省區海上風電發展規劃-廣東-8-（六）南方五省區海上風電發展規劃-其他四省廣西區：已向國家能源上報規劃建議“十四五”期間規劃建設海上風電1000萬千瓦（投產和開工均為500萬千瓦），相關企業正在開展測風等工作。海南?。嘿Y源豐富，但暫無海上風電發展規劃和意愿。一、海上風電發展必要性及發展前

9、景一、海上風電發展必要性及發展前景-9-1海上風電發展必要性及發展前景2海上風電降本的趨勢、影響及對策3南方電網在海上風電方面開展的工作4應對措施及建議目錄Contents-10-二、二、海上風電降本的趨勢、影響及對策海上風電降本的趨勢、影響及對策（一）海上風電面臨的降本壓力受2019年“5.24”風電電價新政影響，大批海上風電項目建設提速，并集中計劃在2021年底前并網，較原規劃投產時間整體提前了2-3年，電源業主搶裝并網時間與電網標準建設周期難以匹配。海上風電發展前景廣闊，但從政策趨勢來看，“平價上網”是方向，“搶裝” 并非長久之計。隨著未來新核準的海上風電逐步退補，海上風電只有降本增效，

10、具備與傳統燃煤標桿電網相應的價格競爭力，才可實現產業的健康持續發展。海上風電電價政策情況關于調整光伏發電陸上風電標桿上網電價的通知（發改價格20162729號）近海風電項目標桿上網電價：0 0. .8585元元/kWh/kWh。關于2018年度風電建設管理有關要求的通知（國能發新能201847號）2019年及以后新增核準的海上風電采用競價上網競價上網方式。關于積極推進風電、光伏發電無補貼平價上網有關工作的通知（發改能源201919號）積極推進海上風電平價上網平價上網。關于完善風電上網電價政策的通知（發改價格2019882號）2019年新核準近海風電指導價調整為0 0. .8 8元元/kWh/k

11、Wh，2020年調整為0 0. .7575元元/kWh/kWh。如何保證收益率和海上風電產業的良性循環發展？海上風電降本是關鍵，其核心是突破關鍵技術！-11-二、二、海上風電降本的趨勢、影響及對策海上風電降本的趨勢、影響及對策 2020年9月，廣東省發改委印發廣東省培育新能源戰略性新興產業集群行動計劃（20212025年），提出充分利用海上風能資源豐富的優勢，加快海上風電規?；_發爭取2025年前海上風電項目實現平價上網。（一）海上風電面臨的降本壓力-12- 根據國際可再生能源署(IRENA) 發布的2019年可再生能源發電成本（Renewable power generation costs

12、 in 2019），從全球17000 個項目中收集的數據顯示，2019 年陸上風電和海上風電的平準化度電成本分別降至 0.053 和 0.115美元/千瓦時，較2010年下降了39%和29%。（二）海上風電降本趨勢顯著光伏光熱海風陸風二、二、海上風電降本的趨勢、影響及對策海上風電降本的趨勢、影響及對策-13- 過去十年海上風電降本的主要驅動因素： 機組成本：2010-2019 年，海上風電的裝機成本下降了 18%。 利用效率：海上風電的容量系數在過去十年間增大了近五分之一（從 2010 年的 36.8% 增至2019 年的43.5%）。 運維成本：由于風機容量效益的提高以及海上風電場數量增多而

13、帶來的成本協同效益，運營和維護成本也相應地下降。（二）海上風電降本趨勢顯著二、二、海上風電降本的趨勢、影響及對策海上風電降本的趨勢、影響及對策裝機成本容量系數-14-二、二、海上風電降本的趨勢、影響及對策海上風電降本的趨勢、影響及對策 根據全球海上風電競拍結果，預測2023年海上風電的度電成本將降至 0.082 美元/千瓦時，較2019 年下降 29%，接近新建化石燃料發電成本范圍的下限。（二）海上風電降本趨勢顯著新建化石燃料發電成本區間光伏光熱陸風海風-15-（三）促進海上風電降本，首先要科學規劃與優化設計降本機制 科學開展海上風電開發、建設和并網的總體規劃，促進資源集約化利用。覆蓋海上風電

14、場從初勘到詳勘至設計優化的全過程，包括基礎型式與機型選擇、海上風電場規模與匯集接入系統的集約優化等技術環節。 國內外風電發展經驗證明，優化海上風電開發利用的總體規劃，推動以“海上升壓站/換流站”為劃界的投資運營模式，實現發電側和電網側的產權劃分和資源整合，發揮各自專業化優勢，實現邊際效益的最大化，是最直接和有效的降本措施。二、二、海上風電降本的趨勢、影響及對策海上風電降本的趨勢、影響及對策建議發電側-電網側投資運營界面劃分示意-16- 目前廣東省海上風電典型造價約為17600元/kW； 風機本體及塔筒、樁基礎、海纜環節占初始投資的45%、27%和19%； 運維成本、貸款利息成本、稅收成本占運營

15、成本的48%、30%和22%。海上風電場建設環節成本構成海上風電場運營環節成本構成二、二、海上風電降本的趨勢、影響及對策海上風電降本的趨勢、影響及對策（四）技術突破、智慧運維是降低海上風電度電成本的關鍵核心-17-（四）技術突破、智慧運維是降低海上風電度電成本的關鍵核心 通過風機及塔筒制造成本、樁基礎建設成本、運維成本等關鍵環節的降本，促進海上風電全生命周期成本的下降。海上風電各核心降本技術降本貢獻示意圖二、二、海上風電降本的趨勢、影響及對策海上風電降本的趨勢、影響及對策來自：GE發布的2025中國風電度電成本白皮書-18-2015年，中國政府在中美元首應對氣候變化聯合聲明以及巴黎氣候大會上承

16、諾：“計劃于2017年啟動全國碳排放交易體系”。2017年12月，全國碳排放權交易市場正式啟動。海上風電作為零排放的清潔能源，應積極探索參與碳交易市場的模式和機制，爭取獲得相應的碳減排收益，以促進降本增效。二、二、海上風電降本的趨勢、影響及對策海上風電降本的趨勢、影響及對策（五）積極探索海上風電參與碳交易市場的模式和機制-19-積極探索海洋牧場與海上風電融合發展。海上風電具備發展養殖業的基礎，可為海上風電場帶來附加價值，也可促進社會就業穩定。未來應積極探索海洋牧場與海上風電融合發展試驗，將海上風電底座“魚礁化”，通過比對試驗，驗證海上風電對海洋牧場生物行為和生物多樣性的影響，以及兩者兼顧發展的

17、可能性。促進海上風電、波浪能等多類型能源互補利用。在海上風電附近安裝波浪能發電機組，既可實現多類型能源的互補利用，也可以抵消風電平臺波浪前進方向的能量，提高了運維船登靠時的安全系數。二、二、海上風電降本的趨勢、影響及對策海上風電降本的趨勢、影響及對策（六）積極拓展海上風電附帶產業及多能協調發展，促進產業鏈良性循環-20-1海上風電發展必要性及發展前景2海上風電降本的趨勢、影響及對策3南方電網在海上風電方面開展的工作4應對措施及建議目錄Contents-21- 在珠海橫琴建設新能源研究中心，開展新能源并網關鍵技術及前瞻技術攻關； 在珠海三角島建設海上“風電+儲能”并網研究實驗室，開展風機并網測試

18、。海上“風電+儲能”并網研究實驗室新能源研究中心試驗監測試點應用遠程監控打造粵港澳大灣區新能源國際創新中心與國家重點實驗室試驗系統主站AGC/AVC主站調度主站穩控主站試驗系統廠站AGC/AVC子站穩控子站穩控AGCAVC待測設備桂山海上風電場實景化海上風電場測試研究系統圖例電力流信號流反饋參數反饋參數指令反饋反饋指令指令反饋運行參數廠站監控系統海上風機3110kV升壓站電網實際運行海上風電場及電網風電場廠站系統調度主站35kV小母線海上風機2海上風機1海上風機(大容量)風機SCADA系統(切換)風機SCADA系統(切換)風機SCADA系統(切換)風機SCADA系統(切換)三角島測試機位廣東省

19、“1+N”統一海上風電試驗場數據應用開發中心電力電子研究中心建模仿真中心.三、南方電網在海上風電方面開展的工作三、南方電網在海上風電方面開展的工作（一）科研與工程應用方面-22-2018年，國家發改委發布國家產業創新中心建設工作指引（試行），提出采取企業主導、院校協作、多元投資、軍民融合、成果分享的新模式，在戰略性領域建立若干國家產業創新中心。2019年7月，在陽江市政府邀請下，南網科研院、三峽新能源、東方電纜三家公司為共同推進陽江海上風電發展，在陽江全球海上風電峰會上簽訂戰略合作協議。2020年初，陽江市為進一步加快陽江深水遠海海上風電資源建設開發，邀請南網科研院、三峽新能源等五家公司，共同

20、研究申報“柔性直流輸電智能系統裝備國家產業創新中心（暫定名）”，擬通過整合、集聚行業優勢資源，聯合開展海上風電柔性直流輸電領域“卡脖子”技術研發攻關，謀劃海上風電電價補貼、科研經費等政策支持。2020年4月，陽江市政府就此事向廣東省政府進行了專題匯報，省政府主要領導做出重要批示。2020年6月，南網科研院作為公司代表在陽江市招商推介大會上簽署戰略合作框架協議。三三、南方電網在海上風電方面開展的工作、南方電網在海上風電方面開展的工作 與陽江市政府合作，積極推動“柔性直流輸電智能系統裝備國家產業創新中心“籌備工作。（一）科研與工程應用方面-23- 投資建設南方電網區域首個海上風電場-珠海桂山海上風

21、電場，有力扶持和帶動了廣東省海上風電產業發展； 采用“商業運行+科研實驗基地”的模式。桂山海上風電場項目場址示意圖珠海桂山海上風電場位置廣東省珠海市萬山海域一期并網時間2018年，已并網93MW離岸距離約20km場址面積約33km2總規劃容量200MW場址水深711m基礎型式導管架、單樁、筒型基礎成功抵御臺風情況2017年：天鴿、帕卡、瑪娃2018年：艾云尼、山竹2019年：劍魚2020年：海高斯三三、南方電網在海上風電方面開展的工作、南方電網在海上風電方面開展的工作（一）科研與工程應用方面-24- 累計投入科研經費近1.5億元。 策劃和實施多個國家級和省部級重大項目： 加強海上風電功率預測技

22、術研發，提高預測準確性。 加強海上風電接入系統備用優化與靈活調節技術研究和應用?！斑h海岸風電送出關鍵技術及裝備研究”“遠海岸風電送出關鍵技術及裝備研究”“基于新型拓撲的海上風電直流送出關鍵技術研究”“基于新型拓撲的海上風電直流送出關鍵技術研究”“粵港澳大灣區智慧電力柔性互聯關鍵技術研究”粵港澳大灣區智慧電力柔性互聯關鍵技術研究”“大規模海上風電與天然氣發電融合多能互補關鍵技術“大規模海上風電與天然氣發電融合多能互補關鍵技術的研發”的研發”“10MW10MW及以上海上風力發電機組主控裝置研發及以上海上風力發電機組主控裝置研發” 三三、南方電網在海上風電方面開展的工作、南方電網在海上風電方面開展的

23、工作（一）科研與工程應用方面-25-出臺了南方電網公司服務和融入海上風電發展實施方案等系列政策，積極融入海上風電發展。 1：新成立廣東電網海上風電服務分公司； 2：做好海上風電輸電和配套電網規劃建設； 3：加強海上風電對購電成本影響研究及建議； 4：做好海上風電調度運行和并網消納； 5：研究構建海上風電技術標準體系； 6：加強海上風電科技攻關和技術儲備； 7：統籌協同內部資源，形成市場拓展合力； 8：提升工程設計施工業務專業競爭力； 9：研究參與海上風電柔性直流送出項目投資方案。三三、南方電網在海上風電方面開展的工作、南方電網在海上風電方面開展的工作（二）政策支持方面-26-（二）政策支持方面

24、 2018年，南方電網公司組織完成廣東省大規模海上風電輸電規劃研究并積極向國家部委、廣東省政府報告建議，積極引導海上風電科學、集約發展，提出了海上風電電量合理消納率約95%，粵東、粵西海上風電送出海纜輸電容量配置等有關建議，提出了電源布局、配套政策、調峰電源等相關建議。 支撐并推動廣東省能源局印發了廣東省海上風電配套輸電工程布局方案（2019-2023年）。三三、南方電網在海上風電方面開展的工作、南方電網在海上風電方面開展的工作-27-（二）政策支持方面 組織廣東電網公司加強各電源業主溝通協調，目前已完成近海淺水區910萬千瓦和深水區50萬千瓦共29項海上風電接入系統方案批復，優化管理流程，加

25、快接入系統前期和建設工作。 廣東近海淺水區海上風電接入系統工程（電網投資）規劃投資約14億元，截至2019年底，已完成投資約1.7億元，已建成9個海上風電項目送出工程；2020年計劃投資約1.5億元。三三、南方電網在海上風電方面開展的工作、南方電網在海上風電方面開展的工作-28-1海上風電發展必要性及發展前景2海上風電降本的趨勢、影響及對策3南方電網在海上風電方面開展的工作4應對措施及建議目錄Contents-29-四、應對措施及建議四、應對措施及建議海上風電并網的挑戰。海上風電夜大晝小的日特性和冬大夏小的季特性明顯，出力的波動性、間歇性顯著，同時也具有顯著的反調峰特性，與廣東負荷特性匹配性較

26、差，將給電網的調節能力提出更高要求。廣東海上風電集中于粵東西兩翼，與沿海核電、火電布局高度重合，海上風電的送出和消納將面臨較大挑戰。大規模海上風電集中并網后，由于其轉動慣量較常規同步發電機小，系統阻尼降低，廣東電力系統安全穩定運行面臨挑戰。-30-四、應對措施及建議四、應對措施及建議（一）建議有序推進海上風電開發。充分考慮海上風電設備制造及施工技術進步、廣東用能成本影響、系統消納條件等因素，積極穩妥推進廣東海上風電開發，科學合理設置海上風電上網電價與補貼退坡的節奏與機制，更好促進廣東能源轉型、支撐經濟社會發展。（二）建議科學規劃與優化設計海上風電降本機制。建議開展海上風電開發利用的總體規劃，覆

27、蓋海上風電場從初勘到詳勘至設計優化的全過程，包括基礎型式與機型選擇、海上風電場規模與匯集接入系統的集約優化等技術環節。建議推動以“海上升壓站/換流站”為劃界的投資運營模式，實現發電側和電網側的產權劃分和資源整合，同時發揮各自專業化優勢，實現邊際效益的最大化。-31-（三）建議大力促進資源集約利用。以全社會資源配置最優為目標，統一規劃、統籌建設海上風電輸電通道，更好支撐海上風電實現高質量發展。主要包括：積極協調同一海域由多個業主開發的海上風電項目的配套送出工程，從全社會經濟性最優角度推動接入系統方案的建設。（四）統籌謀劃，降低海上風電接入對電網安全穩定的影響。加強海上風資源數據的積累與共享，不斷

28、深化對海上風電特性的認識。加大風功率預測與電網安全穩定運行等方面研究，科學配置機側（分散）或網側（集中）的技術措施和設備單元，保證海上風電并網后電網的安全穩定運行。四四、應對措施及建議、應對措施及建議-32-（五）建議研究規范海上風電相關技術標準。結合相關研究成果，進一步組織各方深入研究，深化海上風電特性認識，推動將裝機替代率、合理消納率、并網安全技術要求等原則上升為國家標準/規劃設計規范。（六）完善相關輔助補償機制。隨著海上風電規?；l展，其對系統調峰調頻影響將逐漸凸顯，需增強電網（系統）調節能力適配性并完善相關輔助服務補償與交易機制，促進常規機組參與系統調節的積極性。四四、應對措施及建議、應對措施及建議-33-四四、應對措施及建議、應對措施及建議（七）合理分工、有限競爭，引領推動技術產業進步。加大聯合攻關、項目示范等力度，推動筒型基礎、漂浮式基礎、大容量機型、柔性直流輸電、機組抗臺風防鹽霧等關鍵技術進步，推動變流、變槳和偏航控制與保護的設計優化及一體化進程，支持和推動海上試驗風場、重點實驗室、重點技術示范專項等建設，充分發揮廣東海上風電規模發展優勢，降低海上風電開發成本，提升海上風電發展競爭力。-34-謝 謝！THANK YOU！-35-謝 謝！THANK YOU！-36-謝 謝！THANK YOU！