摘要：‘海油观澜号’启程前往海南文昌海域进行风力发电，意味着中国的风电开发已经从浅海走向了深远海。随着海上风电产业的快速成长，深远海风电资源的开发将成为全国乃至全球未来的重要增长点。DNV预测，未来30年全球将安装约300GW的海上浮式风电，需要约2万台涡轮机，到2050年，所有海上风电装机容量的15%将来自浮式涡轮机。
3月26日上午，我国第一座深远海浮式风电平台——“海油观澜号”离开广东珠海福陆码头，前往海南的文昌海域，进行海上安装和调试。这是我国第一个工作海域离岸距离100公里以上，水深超过100米的漂浮式风电平台，“大风车”约高70层楼，扫风面积约2.7个足球场大小，能抗17级台风。
4月3日，经过约180海里的拖航， “海油观澜号”安全抵达海南文昌海域，正式启动海上安装调试工作。
这标志着我国深远海风电关键技术取得重大进展，海上油气开发迈出进军“绿电时代”的关键一步。
浮式风电应用场景丰富，同时可协同发展海洋牧场、海水制氢、海洋旅游、海洋矿产资源开发，形成综合能源岛等跨界融合的海洋产业新生态。
“十四五”期间，我国规划了五大千万千瓦海上基地，各地出台的海上风电发展规划规模已达8000万千瓦，将推动海上风电实现更高速发展。由近海走向远海是海上风电规模化发展的趋势，漂浮式海上风电则是深远海风电开发的主要形式之一。
在“海油观澜号”顺利启航的同时，我国漂浮式海上风电也开始了扬帆。2022年12 月26 日，总装机容量为百万千瓦的漂浮式海上风电项目在海南省万宁市开工，这是中国首个规模化深远海海上风电项目，也是全球规模最大的商业化漂浮式海上风电项目，场址平均水深为100 米，场址中心离岸距离为22 公里，规划面积160 平方公里，项目规划总装机容量100 万千瓦。
根据挪威船级社（DNV）最近的一项调查显示，漂浮式海上风电行业正处于发展的早期阶段，但有望快速增长，在未来十年多一点的时间内实现完全商业化。DNV预测，未来30年全球将安装约300GW的海上漂浮式风电，需要约2万台涡轮机，到2050年，所有海上风电装机容量的15%将来自漂浮式涡轮机。
深远海漂浮式风电为何是海上风电行业未来发展的确定性趋势？国内外漂浮式风电发展及未来趋势如何？
图说：“海油观澜号”浮式基础进港靠泊中国海油珠海制造基地
来源：人民网
01
海上风电发展，漂浮式是必然方向
海上风电与陆上风电相比，存在稳定性高、风速大等特点。但由于近海开发资源有限、生态约束强、其他经济活动需求大、场址较为分散，海上风电向深远海发展是必然趋势。相较于近海风电，深远海域风资源条件更优、限制性因素更少、能通过规模化开发降本增效，未来开发潜力巨大。
图说：典型国家海风资源储备量（GW）
来源：ESMAP，华创证券
根据Principle Power 统计，全球超过80%的海上风能资源潜力都蕴藏在水深超过40m 的海域。据 ESMAP测算，美国、中国、日本等海风资源储量分别可达 5259/2982/1897GW，其中深海（>50m）占比达64%，未来深远海风电资源开发空间广阔。当水深大于60m，固定基础的成本急剧提高，导致经济性较差，而漂浮式依靠系泊系统与海床连接，水深增加带来的边际成本增幅较小，更具边际成本优势。因此，海上风电的发展正呈现出由浅海到深海、由固定式到漂浮式的变化趋势。
图说：适应不同水深的海上风电基础结构示意图
来源：BSEE，华创证券
漂浮式海上风电的设计思路很大程度借鉴了油气领域的技术积累，目前漂浮式海上风电的基础类型主要包括四大类，分别是驳船式（Barge）、半潜式（Semi-sub）、单柱式（Spar）和张力腿式（TLP），这些基础形式在油气领域比较常见。目前，四种基础类型的漂浮式海上风电设备在在欧洲的不同项目中均展露身影。其中，Principle Power的WindFloat半潜式海上风电装置被用于建设苏格兰Kincardine 浮式风电场，该风电场容量为 50 兆瓦，为目前世界上最大的运营中浮动风电场。目前全球最大的在建漂浮式海上风电项目Hywind Tampen 已于2022 年投运7 台单机容量为8.6MW 的风机，剩下4 台预计2023 年投运，其使用的则是 Equinor 的 Hywind 单柱式浮标技术。
图说：四种基础类型的漂浮式海上风电设备在欧洲的代表项目
来源：COWI
02
国际：示范性项目逐步投产，商业化进程显著加快
2009年，挪威国家石油公司Equinor率先开展了全球首台海上浮式风机样机实测项目，该项目采用单柱型基础，距离挪威西南海岸线10km处，单机容量2.3MW，水深约200m，总投资约4亿挪威克朗。之后，葡萄牙、日本、法国、西班牙、韩国等国家也纷纷推出漂浮式样机，近期漂浮式样机的推出速度明显加快，漂浮式海风已经历从单台样机到小型商业化示范风电场的过程。
图说：全球已投运202.55MW 漂浮式海上风电项目（截至2022 年）
来源：Carbon Trust，北极星风力发电网，国金证券研究所
据国金证券不完全统计，截至2022 年，全球累计共有202.55MW 漂浮式风电项目投运，占海风累计装机量比值不足1%，其中英国/挪威/葡萄牙分别累计投运80/66/27MW,占比39%/33%/13%。已投运项目中，位于英国、葡萄牙、挪威共超过150MW项目实现了商业化的突破。
根据已披露项目，2023-2025 年已有530MW 确定性漂浮式风电项目将投运，装机规模及单机容量相较历史均有一定提升。在建项目中，法国的Province GrandLarge、Groix&Bella le 等 4 个项目、美国的Aqua Ventus I 、日本的Goto City 及中国的中电建海南万宁百万千瓦级漂浮式海上风电项目（一期）为商业化项目， 规模达3 55.7 M W且均在 2023- 2025 年间投产，商业化进程显著加快。
图说：多国已宣布漂浮式装机规划
来源：WindEurope, CWEA, Principle Power，北极星风力发电网，国金证券研究所
此外，多国已宣布漂浮式装机的中长期规划。截至2030 年，欧洲累计漂浮式风电装机规模或超20GW，韩国累计规模或达9GW。截至2035 年，美国累计漂浮式风电装机规模或达15GW。
03
国内：政策加码，漂浮式风电发展提速
回顾过去，我国海上风电政策主要分为三个阶段：
1/ 2009-2015: 起步阶段，着眼整体部署
2009年4月发布的《海上风电场工程工作大纲 》初次对海上风电进行规划，2014年《海上风电开发建设方案(2014-2016》首次大模列入海上风电建设方案。
2/ 2016-2021: 初具规模，地区重点规划
2016年11月，《风电发展十三五规》重点推动工苏、浙江、福建等省的海上风电建设，到2020年四省海上风电开工建设规模均达到百万千瓦以上。
3/ 2022年之后：规模之后，走向平价
2021年3月及10月的两份文件明确鼓励建设海上风电，奠定未来发展确定性基调。抢装年之后，多省海风规划超预期，产业链加速降本增效。
图说：我国海上风电政策发展
来源：慧博智能投研
中国“十四五”海风发展战略为优化近海海上风电布局，开展深远海海上风电规划，推动近海规模化开发和深远海示范化开发，重点建设山东半岛、长三角、闽南、粤东、北部湾五大海上风电基地集群。
具体到漂浮式技术，《 “十四五”能源领域科技创新规划 》、《加快电力装备绿色低碳创新发展行动计划》要求应积极推进远海深水区域漂浮式风电装备基础一体化设计、建造施工与应用；具体到漂浮式项目，《“十四五”可再生能源发展规划》 提出力争“十四五”期间开工建设我国首个漂浮式商业化海上风电项目。除了中央层面的政策，我国沿海各省也纷纷出台深远海域海上风电发展规划，积极推动深远海风电前期工作及开工建设。
图说：我国沿海各省出台深远海域海上风电发展规划
来源：CWEA，风芒能源，北极星风力发电网，国金证券研究所
目前，国内处于漂浮式样机验证阶段。2021 年7 月，由三峡集团投资建设的国内首台漂浮式海上风电平台——“三峡引领号”在广东阳江海域成功安装并实现并网。“三峡引领号”采用三立柱半潜式平台，风机安装于其中一个立柱上，场址中心离岸距离30 公里，该台机组容量5.5MW。我国另有中船集团“扶摇号”、龙源电力漂浮式海上风电与养殖融合研究与示范项目、中海油深远海浮式风电项目、明阳阳江青洲四海上风电项目、中电建海南万宁百万千瓦级漂浮式海上风电项目（一期）预计将于2025年前投运，总装机规模为229.2MW。
图说：2023-2025年中国将投运近230MV漂浮式海上风电项目
来源：北极星风力发电网，国金证券研究所
04
未来：降本潜力较大，商业化可期
从2009 年首个样机投运以来，漂浮式海上风电样机验证已经超过10 年，2017 年首个漂浮式风电场Hywind Scotland 投运，至今也已超过5年，欧洲在漂浮式海上风电技术验证方面积累了较为丰富的经验，漂浮式海上风电的技术可行性得以证实。
整体来看，高成本是当前制约漂浮式海上风电大规模商业化发展的主要因素，未来降本情况将是影响行业发展的关键。DNV的海上风电部门主管Magnus Ebbesen也认为，漂浮式风电的商业吸引力将取决于成本的降低和各个市场的不同价格。但是成本的降低不会通过等待来实现，这使得到2030年安装第一代大型浮动风电场，对实现浮动风电的光明前景至关重要。
图说：固定式海风项目平均造价（左）及漂浮式海风项目造价（单位：万元/kW）
来源：OW Ocean Winds，EDP，NS Energy，华创证券
据华创证券不完全统计，山东/浙江/广东/海南固定式海风项目的单位造价分别为1 1753/13483/14067/12500元/kW，但目前单位成本较低的 WindFloatAtlantic 2 、 Tetraspar Demonstration漂浮式风电项目单位造价仍高达3.5/ 3.7万元/kW，虽然与首个投运的 Hywind I项目17.8 万元/kW的单位造价相比已有大幅度下降，但仍约为固定式海风的4 倍。
图说：Equinor 规划的漂浮式海上风电成本下降曲线
来源：Equinor
单体规模的提升和单机容量的增加则被认为是漂浮式海上风电降本的核心手段。Equinor 认为，漂浮式风电场单体规模的增大是降本的关键，这在Hywind Demo（2.3MW）、Hywind Scotland（30MW）、Hywind Tampen（88MW）等实际项目上已经体现；随着单体规模达到200MW 以上，漂浮式海上风电的单位投资成本和度电成本有望进一步快速下降。根据Principle Power 披露数据，单机容量提升对于漂浮式项目降本效果明显，2011 年投运的WindFloat 1 样机的单机容量2MW，2021 年投运的Kincardine 项目单机容量9.5MW，虽然后者单机容量是前者的近5倍，但漂浮式基础的重量不到前者的2 倍。
图说：浮式风场降本空间
来源：Carbon Trust 华创证券
Carbon Trust 预测，漂浮式风场降本总空间达52%，其中平台基础、风机降本空间最大，分别为16%、12%。DNV的《能源转型展望》则预测，到2050年，浮动海上风电的成本将下降近80%。目前漂浮式海风仍处于发展初期，单体规模不超过100MW，而深远海风资源较好，更利于机组大型化，随着大型漂浮式风场的规模化放量，未来降本空间巨大。
厦门大学中国能源政策研究院院长林伯强在接受人民网采访时表示：“‘海油观澜号’启程前往海南文昌海域进行风力发电，对于我国风电乃至全球风电领域来说都是革命性的一刻，意味着中国的风电开发已经从浅海走向了深远海。随着海上风电产业的快速成长，海上风电的规模效应逐渐显现，海上风电将实现高质量发展，深远海风电资源的开发将成为全国乃至全球未来的重要增长点。”
