海上风电场的开发现状与展望

海上风电场的开发现状与展望

风力发电世界上发展最快的绿色能源技术，在陆地风电场建设快速发展的同时，人们已经注意到陆地风能利用受到的一些限制。由于海上丰富的风能资源和当今技术的可行性，海洋将成为一个迅速发展的风电市场，欧美海上风电场已处于大规模开发的前夕。

第一节概述

1.1.1研究背景

20世纪70年代石油危机以后，开始了风能利用的新时代。在一些地理位置不错的陆地上，风能的开发具有一定的经济价值，而人们在另外一个前沿，发现开发风力发电的经济性也相当不错：海上风能世界上很多国家开始制定计划，考虑开发海上风电场。海上风电场的风速高于陆地风场的风速，但海上风电场与电网的联接的成本比陆地风电场要高。兆瓦级的风机，廉价的基础以及关于海上风条件的新知识更加提高了海上风电的经济性。研究人员和开发者们将向传统的发电技术进行挑战，海上风力发电迅速发展成为其他发电技术的竞争对手。

海上风电场的开发主要集中在欧州和美国。大致可分为五个不同时期：

欧洲对国家级海上风电场的资源和技术进行研究（1977-1988年）；

欧洲海上风电场技术研究，并开始实施第一批示范计划（1990-1998年）；

中型海上风电场建设（1991-1998年）；

大型海上风电场建设并开发大型风力机（1999-2005年）；

大型风力机海上风电场建设（2005年以后）。

世界上第一座海上风场于1991年开始运行，建有11台海上风力涡轮发电机组，安装在丹麦的V endeby。目前所有的海上风电场都在欧美，截止到2007年底，总共在5个欧洲国家建成了22个海上风电项目，累计装机容量近1103MW，已经投产运行的海上风电场数据见下表。虽然只占风电总装机容量的1.8%，这些海上风电项目所生产的电力占欧洲总风电输出的3.3%。

2008年和2009年都将成为欧洲海上发电发展的最快增长年度，计划新增装机容量达到1507.5MW。瑞典的110WM Lille Grund项目安装了48台2.3MW风机，计划本年底竣工。丹麦计划在未来几年内新建两座大型海上风电场—Horns Rev2 和Rodsand2,使得海上风电场总数到达10个，这两个都是200MW 规模的海上风电场，装有90台风电机组。Rodsand2海上风电场已经得到丹麦政府的批准，最大的国际电力公司EON希望在2009年开始建设该214MW规模的项目，该项目将由90台2.3MW机组和三台5MW级的风机样机组成。

最近，英国批准了在爱尔兰海域建设一座450MW规模的Walney海上风电场。该项目由Dong Energy 公司承建，预计总投资达9亿英镑。一期装机44台风机，规模约为106MW，计划于2010年到2011年间发电。二期项目将根据陆地电网发展情况而定，同时想等待更高容量的新一代5MW风电机组趋于成熟。位于；北海德国海岸100公里以外的Borkum风电场是世界上离岸最远的海上风场，其装机容量为240MW，计划于2009年9月投产，该风场将应用全新的高压直流（NVDC）输电技术，以提高电网稳定性。

在过去的几年里，全球海上风电装机容量每年都有100MW到200MW的增长规模，从2000年到2007年间，平均年装机容量增长58%.

根据欧洲海上风电的有限分布、历史趋势、风资源潜力、规划项目、产业概况以及欧盟成员国的产业政策等因素，欧洲风能协会（EWEA）预测，到2010年，欧洲的海上风电装机容量将达到3.5GW。从长远来看，目前投产的和规划的海上风电规模在2015年可达到15GW，欧洲风能协会估计，如果能都克服现有障碍，到2020年欧洲海上风电规模可达到40GW，发电量占欧洲电力生产总量的4%。

海上风能利用的覆盖率很大程度上取决于技术发展。供应链的发展也非常重要，因为需求大于供给，供应链瓶颈问题日益突出。预计在两年后瓶颈问题将出现缓和，部分风机制造商纷纷加大投资力度，扩大产能，单机规模的扩大也对缓解瓶颈问题起到一定作用，风机制作商Repower 和Multibrid的5MW规模的海上风机都在德国的Bremerhaven港建设了生产基地，每个公司都计划到2010年年生产100台风机。考虑到所涉及供应链的规模和复杂程度，这是个了不起的壮举。

我国的近海蕴含着非常丰富的风能资源，具体储量目前尚无确切数据，各家研究机构都在推动该项研究工作，从初步研究成果来看我国海上风能有巨大的开发前景，尤其是东南沿海一带，是全国的用电负荷中心，也属于风能资源非常丰富的地区，风能密度大约300w/m²，有效风时（≥3m/s）达7760h以上。这些沿海地区（包括近海和滩涂）正逐渐成为开发风电的热土，近海风电必将成为其可持续发展的重要能源来源。

2007年6月我国颁布了《可再生能源中长期发展规划》，该规划提出到2010年全国风电总装机容量达到500万KW，并建成1-2万个10万KW级海上风电试点项目；到2020年全国风机总装机容量达到3000万KW，并建成100万KW海上风电。2007年启动的“国家科技支撑计划”将能源作为重点领域，提出要在“十一五”期间组织实施“大功率风机组研制与示范”项目，组建近海试验风电场，形成海上风电技术。同年，我国首个经国家发展和改革委员会核准的海上风场——上海东海大桥10万KW海上风电场项目已经开工建设，计划于2009年建成投产。地处渤海辽东湾的中国首座离岸型海上风力发电站，于2007年11月28日正式投入运营，更是标志着中国发展海上风电有了实质性的突破。

随着国内越来越多的海上风电场进入规划或者建设阶段、市场份额和有利的风资源逐步被占领，一个份额迅速增长、技术不断进步的海上风电市场正在快速形成。大批有实力的公司着手海上风电投资研究，并为项目实施积蓄力量，其中有代表型的有：上海大唐发电、中广核、三峡开发总公司、上海申能集团、上海绿能等。

1.1.2研究现状

近海风电场与陆地风电场的主要不同有：

1.近海风电场的比较优势

*节省土地资源；

*减少了噪声及公共视觉冲击；

*海上空间大，发展空间不受限制；

*海上风电场的规模要比典型的陆上风电场大许多。一个大的陆上风电场可能是100MW，一个大的海上风电场可能要1000MW.

*海上风能资源要比陆地上优良，且很少有静风期。由于海面十分光滑，粗糙度较小，摩擦力较小，一般估计海上风速比平原沿岸高20%，发电量可增加70%。