海上风电：创新合作赢未来
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海上风电作为全球可再生能源的主要发展方向之一，具有资源储备丰富、发电稳定、利用率高等优势，是全球能源转型的重要推动力。又因为涉及多个领域，能充分带动海洋经济的发展，是地区经济建设的引擎之一。目前，随着各国能源生产和消费革命不断推进，能源转型步伐加快，作为可再生能源领域代表的海上风电，也在全球迎来规模化发展。
据全球风能理事会（GWEC）预测，2030年，全球海上风电装机容量将超过2亿千瓦，欧洲装机容量稳定上升，而中国未来五年的年装机容量将达到300万-400万千瓦，有望成为全球最大的海上风电市场。这样一个巨大的市场，离不开各国政策的支持、高端装备技术的创新和全产业链的联合。在2019北京国际风能大会上，来自全球海上风电及相关领域的多位专家济济一堂，为海上风电的高质量发展出谋划策。政策提供保障
政策为产业发展提供基础性保障，全球海上风电迅速崛起的背后是各国予以的充分支持。
“有一个值得注意的现象，海上风电成本呈平稳下降趋势的国家往往具有更加集约化的前期开发形式，包括输电系统的开发。”贝励咨询高级首席顾问Andy Kelly通过数据分析得到这样的结论。据悉，很多欧洲国家政府会介入海上风电的开发机制设计及产业规划制定，充分发挥协调作用，由此降低企业的经营风险，避免造成资源开发的无序和浪费。
在价格机制方面，英国的3轮差价合约（cfI））竞标吸引了全世界的目光。彭博新能源财经分析师汪子越认为：“如今英国采用差价合约机制，那些参与其中的项目确实获得了一定程度的收益保障，为企业提供了较为稳定的预期，但从政府层面上看，实际操作过程中所需要的补贴支持是比较少的。”如此能促进海上风电的快速健康发展，同时并没有造成过多的财政负担，达成双赢。
近年我国海上风电市场全面转好，首先“十三五”规划目标有望提前完成。统计数据显示，近3年海上风电累计装机容量上升约40%，市场大门正全面打开。随着海上风电市场的快速发展。国家逐步减少了对海上风电的扶持力度。此前发布的《关于2018年度风电建设管理有关要求的通知》和《关于完善风电上网电价政策的通知》，要求从2019年起，新增核准的海上风电项目应全部通过竞争方式配置和确定上网电价，但对2018年年底前已核准的海上风电项目，给予了3年的建设期，此后海上风电市场全面进入竞价上网模式。短期内，海上风电可以继续进行技术经验积累;长远来看，此举将有利于我国海上风电摆脱对补贴的依赖，实现健康发展。产业发展技术先行
在全球可再生能源成本持续下降的情况下，海上风电应加强精细化、集约化发展，推动成本快速下降，提升自身竞争力。围绕前期精细化测风、机组大型化技术、运维技术等加大研发投入力度，带动整体行业的技术发展和设备质量提升，增强产业核心竞争力，促进产业健康发展。
海上风电场的微观选址及集电线路方案对风电项目的经济性影响很大。微观选址主要包括发电量评估与机位排布，集电线路设计主要包括海上升压站选址与海缆拓扑设计。传统设计方法效率低，且难以保证方案的经济性。明阳智慧能源集团股份公司风能资源工程师刘怀西指出，目前行业主要利用风能资源计算模型、阵列式布机算法、升压站选址算法、高压海缆路由避障算法、中压海缆拓扑优化算法展开海上风电场一体化设计，分阶段优化，保证方案的经济性，实现风电场发电量的提升，以及海缆投资成本的控制，从而提升收益：采用自动化的方式提高出方案的效率。
企业除了依靠自身对海域的测算之外，还可以借助科研机构提供的数据服务来完善风电场的设计。国家气候中心面向政府、公众、行业等提供海洋气候服务系统。据悉，国家气候中心基于多源海量观测数据和中尺度数值模式，运用观测资料同化技术，开发了具有自主知识产权、高时空分辨率、长年代、多要素、精细网格的四维风能资源大数据平台。并且通过全国风能资源专业观测网实测数据检验表明，近八成网格点的70米、100米高度年平均风速相对误差小于10%。结合海洋地理信息大数据分析技术，能够提供我国离岸100公里以内海域的精细化风能资源和海浪数据。
海上风电机组大型化是实现海上风电场集约化建设的主要途径。同等项目装机容量下，采用单机容量越大的风电机组，所需的基础数量越少，海缆长度更短，可有效减少项目用海面积，降低征海难度与项目长期用海成本，促进海洋产业的协同发展。
中国船舶重工集团海装风电股份有限公司仿真及前沿技术研究所所长文茂诗有一个形象的说法：“叶片大型化是海上风电竞价的筹码。”国家层面的导向是发展大功率风电机组来降低多项成本，在一定程度上推动了机组功率和叶片的大型化，但也需要高度重视由此带来的风险。企业必须从叶片材料、气动设计、模型设计、载荷控制等关键方面加大创新，以充分降低成本，提高机组可靠性。
某种程度上来说，机组大型化趋势增加了风电场运维难度。海上风电机组一旦投运，就需要持续运行20-25年，并且需要面对恶劣的外部环境，再加上窗口期较短，运维将很大程度上决定风电机组能否长时间可靠、高效运行，影响海上风电场全生命周期成本。三峡新能源海上风电运维江苏有限公司副总经理严国斌总结了海上风电运维面临的挑战：“第一，可靠性比较低，在恶劣气候环境下，风電机组和其他设备的故障率相对比较高。第二，维护成本比较高。有统计表明，运维成本占项目全生命周期总成本的20%-30%，而海上风电运维成本是陆上风电的2-3倍。第三，可达性差，海上风浪很大，风电场离岸远，对运维船等各方面要求很高。”为此，需要综合使用智能化运维手段，建立集控中心，分析机组、线路的故障原因，为检修提供技术指导。
针对海上风电运维的难点，一些企业开始探索新的运维手段。空中客车直升机销售经理Oliver Fokken表示：“相较于受天气和海上状况影响经常无法出海的船只，直升机可以应对超过90%的需求时间，从而提升响应效率.降低风电场运行成本。并且直升机的选择更为灵活、多样，最小的直升机可运送8人，快速完成短距离近海任务;较大的直升机可以进行距离更远的运维，并携带更多人员和物品。”直升机的引入为海上运维的未来带来更多可能。 未来，海上风电势必将从近海走向远海，从浅海走向深海，漂浮式基础技术有望在其中扮演重要角色，众多研发团队为此投入了大量的人力、物力，成效显著。早在2017年，英国的苏格兰海岸诞生了世界首个漂浮式风电项目。随后，丹麦、法国、德国等欧洲国家也开始了漂浮式风电场的开发建设。美国商业级的漂浮式海上风电开发主要集中在其西海岸及部分岛屿。日本计划在2023年投产大型商用漂浮式海上风电项目。韩国计划在其已有的东海油气平台附近建设20万千瓦的漂浮式海上风电项目。中国也已在广东阳江、福建平潭、上海、台湾花莲等地准备开展漂浮式风电机组试验。
在漂浮式风电的开发过程中需充分考虑基础造价、系泊系统成本、施工安装费用、后期运维费用等经济性因素;由于要避免遭到破坏或倾覆，甚至由此造成人员伤亡，其设计安全要求必须区别于普通海工平台：应与控制策略相结合，较优的控制策略可有效降低机组载荷与浮体运动：此外，应关注海洋生态保护。为此，明阳智慧能源集团股份公司基础力学工程师任重进表示：“数值仿真缺乏经验和试验验证，未来可采用多软件相结合，共同仿真，相互验证，保证仿真的准确性。整机厂商、设计院、高校及科研院所、海工企业、软件供应商等企业和机构加强合作，共同完成漂浮式机组研发设计工作。”
推动海洋经济发展
海上风电是推动地方经济发展的重要战略资源，也是地方经济增长的引擎。
以Haliade-X型机组为例，据GE可再生能源海上风电全球产品技术总监Morten Schaap-Kristensen介绍，该机组的制造吸引供应链所有的相关方面共同参与。“我认为本地化是一个绕不开的话题。对当地的社区来说，我们需要开展更多的工作，与他们进行更好的互动，来赢得他们的支持，同时也为当地的社会创造更多的价值。”
近日，该公司在广东省揭阳市为其亚洲首个海上风电机组总装基地——GE海上风电机组总装基地举行开工仪式。据悉，该总装基地占地7.1万平方米.预计于2021年建成投产，将极大地推动当地经济的发展。
海上风电的发展还可以为海洋经济的可持续发展提供更多机会。Aker Solutions公司进行了诸多尝试，用海上风电为石油开采提供动力，既可以解决有限的石油平台上不能建造太大发电设备的问题，提高开采效率，同时减少生产过程中的碳排放。
海上风电依托港口为其提供支撑，同时港口凭借庞大的海上风电产业链能夠实现转型升级，二者相辅相成，共同为地方经济发展做出贡献。埃姆斯哈文港海上风电业务经理埃里克·伯塞乐带来了该港口与海上风电的故事。该港口为来自德国、荷兰、英国等国的16个项目，合计540万千瓦的1020台风电机组提供物流服务。同时为拥有316台风电机组，合计170万千瓦的4个风电场提供运维服务，这些风电场也将为港口提供电力.可用于支撑当地的产业发展。与此同时，该港口还准备建设直升机场地，用于支持海上风电产业的发展。
我国广东阳江、揭阳，江苏如东等地具备建设海上风电母港的优良条件，依托海上风电开发，通过产业配套及产业组合，能够实现海上风电全生命周期产业价值的集合，形成千亿元级产业集群。
我国可以搭乘全球发展海上风电的快车，通过加强国际交流，学习借鉴别国经验。未来几年将是我国海上风电创新和变革的关键时期，新疆金风科技股份有限公司董事、总裁曹志刚认为：“海上风电最难的不是技术、不是质量，而是时间。”
与会者普遍希望政策保持稳定，把握好降补贴的节奏，以便给投资人清晰的预期，提高投资积极性。同时倡议行业立足自身长远发展，确保合理的开发规模，通过提升全产业链的协同发展，实现共赢，推动我国海上风电标准化、智慧化、规模化建设。
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