本文译自《DECARBonISING MARITIME OPERATIONS IN NORTH SEA OFFSHORE WIND O&M》，该文在统计数据的基础上，运用了科学巧妙的分析方法，对北海海上风电场与运维船未来发展进行了预测评估。特翻译整理成文，以飨读者。
海上风电未来发展预测
1概述
英国是全球海上风电领导者，拥有超过10GW的海上风电场，包括2300多台海上风机，装机规模将在2030年达到40GW。其大部分产能部署在东海岸、爱尔兰海和英吉利海峡。苏格兰大约有1GW的装机容量，并已开发运行浮式风电。
德国拥有欧洲仅次于英国的第二大海上风电市场，并且在陆上风电方面有着悠久的历史，近十年来开始开发海上风电。目前装机容量约为7.5GW，并有望在2030年达到20GW。
法国尚没有开始运行的海上风电场，但已制定了到2030年达到7.4GW的目标。比利时政府目标是在2030年之前安装4GW的海上风电场，这是继比利时北海6个海上风力发电场之后的又一个目标。
丹麦目前安装了类似于比利时的海上风力发电设备，但计划在2027年至2030年期间增加部署7.2GW的海上风电场。挪威已开放了两个区域用于海上风电开发(4.5GW)。荷兰至少27%的能源消费来自可再生能源，而海上风电将发挥关键作用，到2030年达到11GW的装机容量。
2预估分析
国家能源目标、脱碳政策、许可法规和能源成本是决定产能加速规模的关键因素。海上风电开发并网的前置时间约为7年，因此预计将在2028年落地的新项目相对明确。北海周边国家风力资源的巨大潜力和海上风力设备的快速增长，将导致未来10年对安装和运维船舶的需求增加。考虑到此观点，并基于英国国家可再生能源推进中心的全球预测，提出以下两个评估模型：分别为保守模型和乐观模型。
这两个模型都表明，至2025年项目规划已在进行中，发展情况相同。保守模型预计到2025年后开发64个新的风电场，而乐观模型从未来规划需求出发，预测2025年后风电场开发总数达到84个。图1显示了截至2030年这两种情况按国家和年份分列的累积情景。
表1 北海国家累积能力的保守模型和乐观模型
图1 北海各国海上风电部署容量
保守模型(纯色)和乐观模型(阴影)
目前北海国家的累计装机容量为24.8GW，预计到2030年将达到86.4GW至101GW。大多数风电场位于浅水区(水深<50米)，靠近海岸，2020年48%的风电场距离海岸不到25公里。
图2 运营和未来的英国风电场
北海地区距离海岸较远的地方风力资源潜力较大，因此目前在建的风电场预计将持续到2030年，平均距离在40公里以上。图3表示了上述风电场到海岸的距离累积量。
图3 风电场到海岸的距离累积量(公里)
保守模型(纯色)和乐观模型(阴影)
运维船未来发展预测
1概述
对海上风电场的发展预测表明，建设和计划的运维活动将会增加，因此未来几十年对船舶的需求也会增加。风电场服务船，主要是SOV和CTV，在建造和运维阶段为海上风电服务。SOV是一种可用于海上风电场运维的大型船舶，可在风电场连续作业数周时间，可容纳人员和设备，通常部署在远海风电场。CTV是用于在海岸和风电场之间转移船员和少量货物的小型船只。
对于离岸较近的海上风电场，超过90%的船只是用于运送运维人员的CTV。随着风电场规模的扩大和场地离岸越来越远，SOV在海上风电运维中将越来越普遍。由于SOV的体积更大，居住和储存能力更强，在恶劣天气条件下的性能更好。同时，SOV续航力更大，在返回港口加油补给之前通常能够运行14-21天。SOV可作为“母船”，CTV可作为“子船”，可将人员在风电场周围快速输运，进行不同等级的运维工作。
评估模型假设，船只数量、风机数量、港口到风电场距离以及风机间距离有很强的相关性。规定港口和风电场之间的航行时间是很重要的，特别是在当CTV是按日收费的情况下。考虑到恶劣的天气条件会增加晕船的可能性，因此在此分析中，从港口到风电场按2小时考虑，这也被认为是CTV的航行上限时间。对于较长的离岸距离，建议使用海上运维住宿基地，通常是SOV。对于50公里以下的离岸距离，不使用SOV；对于50公里以上离岸距离，每700MW租用1艘SOV。
SOV大部分时间都在风电场作业。据推测，对于离岸130公里的拥有100台风机的风电场，SOV将有一半多的时间在航行，其余的时间用于运维作业。130公里比本文模拟的平均数高，因此，这种假设是偏于保守的。
图4 海上风电服务运营船年度使用量
CTV的年使用率与船舶供应、合约类型、环境海况、天气状况密切相关。根据历史数据及中型CTV的使用水平及规模的市场趋势，中型CTV每年平均有3700小时的运维时间。更大的船舶通常具有更强的抗恶劣天气能力，因此CTV的可用性与船舶长度成正比。同时可认为，随着离岸距离的增加，天气条件通常会变得更加恶劣。
