海上风电全球研发资源分布
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CATALOGUE 目录•海上风电概述•海上风电装备组成•海上风电装备的安装与维护•海上风电装备的挑战与解决方案•海上风电装备的案例分析海上风电具有风能资源丰富、能源可再生、发电效率高、对环境影响小等优点,但也存在受海洋环境影响大、建设成本高、运维难度大等问题。
海上风电的定义与特点特点定义中国发展情况海洋能源综合利用未来海上风电将更加注重与其他海洋能源(如波浪能、潮汐能等)的综合利用,以实现海洋能源的多元化利用和优化配置。
技术创新随着技术的不断发展,海上风电将更加注重技术创新,如大型化风机、深远海风电等,以提高能源转换效率和降低成本。
智能化运维通过智能化运维,可以降低运维成本和提高设备可靠性,是未来海上风电发展的重要方向之一。
030102风力发电机组0102支撑结构基础结构基础结构需要能够承受风力和海浪的影响,同时还需要考虑施工和运输的方便性。
电力输送系统用于将发电机产生的电能输送到电网,通常包括变压器、开关站和输电线路等。
电力输送系统需要考虑输电距离、电压等级和输电容量等因素,以确保电能能够安全、稳定地输送到电网。
电力输送系统安装流程与技术安装流程海上风电装备的安装过程通常分为预处理、打桩、设备运输、吊装等步骤。
预处理包括对海床进行整平、清理和固化等操作;打桩是将基础结构打入海底;设备运输是将风力发电机组、塔筒等大型设备从陆地或码头运输到海上风电场;吊装是将风力发电机组、塔筒等设备安装在基础上。
安装技术海上风电装备的安装技术包括海上施工设计、施工组织与计划、施工工艺等方面的技术。
海上施工设计需要考虑到海洋环境条件、海底地质情况、设备尺寸和重量等因素;施工组织与计划需要考虑到人员配备、物资供应、海上运输等因素;施工工艺需要考虑到吊装、焊接、防腐等方面的要求。
定期检查维护保养计划维护保养计划维修与更换策略维修策略更换策略海浪冲击海洋腐蚀海流与潮流030201海浪与海洋环境的影响安装费用高维护成本高运营成本高安装与维护的成本问题能源储存技术输电技术能源储存与输电技术总结词该案例介绍了某海上风电场的选址、建设过程、运营模式及其对环境和社会的贡献。
海上风电前景海上风电是指将风力发电机设于海上的一种发电方式。
相比陆上风电,海上风电具有空间资源更为丰富,风力资源更为稳定的优势。
同时,由于海上风电站设于离岸较远的位置,对周边居民的视觉和噪音影响较小,可以减轻对陆地资源的压力。
海上风电在全球范围内有着广阔的发展前景。
首先,海上的风能资源相对稳定,在诸多地区均具备开发利用的条件。
尤其是沿海地区,受海洋环流和海陆季风的影响,常年吹拂的海风成为利用风能的绝佳机会。
据统计,在中国大陆近岸600-1,000米水深范围内,储量接近2亿千瓦,远远超过陆地风能储量。
其次,海上风电对于能源结构的调整和环境保护具有积极的意义。
与传统化石能源相比,风能是一种清洁、可再生的能源形式。
海上风电可以减少对化石燃料的依赖,降低温室气体的排放,有助于环境保护和应对气候变化。
由于风能具有广泛分布和无限的潜力,海上风电将为能源结构的转型注入新的活力,并为可持续发展提供更多机遇。
再次,海上风电具有较高的发电效率和稳定性。
相对于陆上风电,海上风电的风力资源更加充沛稳定。
这是因为海上的风速更高、风向更稳定,风场的自然条件更有利于风力发电机的运作。
此外,海上风电的装机容量相对较大,单台风力发电机的装机容量可达数兆瓦,与陆上风电相比具有较高的发电效率。
最后,随着技术的不断进步,海上风电在成本和装备可靠性方面也有所突破。
风力发电技术趋于成熟,相关设备的制造工艺和施工技术不断改进,使得海上风电的建设和运营成本逐渐降低。
同时,针对海上风电场所面临的浪涌、风暴等海洋条件,也已经研发出了专门的技术和设备,以确保风力发电机的安全稳定运行。
综上所述,海上风电拥有丰富的资源、环境友好、高效稳定等优势,具备广阔的发展前景。
海上风电项目的推进,将促进能源结构的调整,推动可持续发展进程,为解决能源问题提供新的解决方案。
相信未来海上风电将成为全球范围内的重要能源选择。
海上风电研究报告
据最新的海上风电研究报告显示,随着能源需求的不断增长和对环境保护的进一步重视,海上风电正在成为全球范围内新兴的清洁能源领域。
首先,该报告强调了海上风电的巨大潜力。
据统计,全球海上风力资源的总容量约为90万兆瓦,相当于地球上全部国家的总装机容量的的四倍之多。
同时,随着技术的发展和成本的降低,海上风电的利用率正在逐年提高。
目前,欧洲地区已经成为全球最大的海上风电发电区域,而亚洲地区也有望在未来几年内加强该领域的研发和应用。
其次,该报告提到了海上风电在可持续发展方面所具有的重要意义。
与传统化石能源相比,海上风电不仅具有低碳、低污染的特点,而且在发电过程中不会释放有害气体,不会对大气环境、气候变化等造成负面影响。
此外,海上风电还能够为当地经济和产业发展带来积极的推动作用,从而带动当地就业和经济的稳定增长。
然而,报告也指出了当前海上风电所面临的一些挑战和问题。
其中最主要的是技术不断提升的需求和成本的控制。
由于海上风电成本较高且技术上的难度较大,如何在技术创新和成本控制上找到平衡点已经成为行业所面临的重要问题。
总之,尽管在海上风电应用方面面临着一些挑战,但是海上风电作为一个清洁能源领域的新兴领域,不仅能够为社会的可持续发展作出积极贡献,同时也会为新能源领域的发展添上浓墨重彩的一笔。
风能资源分布的地理分析在当今全球环境问题日益严重的背景下,可再生能源备受关注。
其中,风能作为一种清洁、可再生的能源形式,受到了广泛的关注与利用。
然而,风能资源分布的地理分析对于风能的利用和开发至关重要。
本文将对风能资源分布的地理特点进行分析与解读,以期为相关研究和实践提供一定的参考。
一、全球风能资源分布特点风能的分布受到地球环境、地形地貌、季节变化以及地理位置等多种因素的影响。
在全球范围内,风能资源的分布具有以下几个特点。
1. 风能资源呈现地域差异性由于地球环境的复杂性,风能资源在地球各个地域之间存在明显的差异性。
比如,海洋地区由于受到洋流、海气交互作用等因素的影响,相对于内陆地区具有更高的风速和更强的风力资源。
而沿海地区则受到海陆风的影响,风能资源丰富。
此外,高山地区和山谷地区由于地形起伏复杂,山风效应的存在使得局部风能资源丰富。
2. 纬度和季节对风能资源分布的影响纬度和季节也是影响风能资源分布的重要因素之一。
通常情况下,赤道附近和中高纬度地区的风能资源较为丰富,而副热带地区的风能资源较为稀缺。
此外,季节的变化也会对风能资源的分布产生重要影响。
例如,在季风气候区,夏季风和冬季风的交替使得风能资源具有较明显的季节变化。
3. 地表类型和地形地貌对风能资源利用的限制地表类型和地形地貌也对风能资源的利用和开发带来一定限制。
例如,沙漠和高温地区由于缺乏植被覆盖和地表水汽含量低,风能资源相对较少。
在地形地貌方面,山地地区由于狭长的山谷和陡峭的山坡,对于风能的利用存在一定的局限性。
而平原地区和海洋地区则更易于风能资源的开发。
二、中国风能资源分布的地理特点中国作为世界上最大的发展中国家之一,其风能资源分布也呈现出一定的地理特点。
1. 东部沿海地区风能资源丰富中国东部沿海地区的风能资源较为丰富,主要受到东亚季风和海陆风的影响。
这片地区的风能潜力巨大,如冬季的黄海风电和夏季的东海风电,具备较高的风能开发价值。
2. 西北和西南地区风能资源较为丰富西北和西南地区由于地形起伏、山地和高原的存在,风能资源相对较为丰富。
全球海上风电发展现状及展望发展海上风电,不仅有助于能源低碳转型,还有利于提升能源安全保障能力。
过去10年,全球海上风电以年均21%的增速蓬勃发展。
据全球风能理事会分析,全球32个区域市场的海上风电装机容量预计将在未来10年内增加380吉瓦以上,除南极洲外,世界上各个大陆都有计划大规模发展利用海上风电。
而未来10年,新增海上风电装机将更多来自于亚太国家。
全球风能理事会近期发布《2023年全球海上风电报告》,对2022年全球海上风电发展情况进行了较为全面的梳理,本文摘取报告重点内容,以飨读者。
一、全球海上风电市场概况2022年,全球海上风电装机容量达64.3吉瓦,占全球风电总装机容量的7.1%,海上风电新增装机8.8吉瓦,同比增长16%o在亚太地区,受平价上网政策影响,中国海上风电新增装机从2021年的21吉瓦下降至2022年的5吉瓦,但仍继续引领全球海上风电的发展。
在欧洲,2022年有2.5吉瓦海上风电装机并网,尽管2022年欧洲风电装机率是2016年以来的最低水平,但欧洲的海上风电装机总量达到了30吉瓦,英国海上风电装机占欧洲的46%,进一步巩固了在欧洲海上风电市场的领先地位,法国和意大利各自启动了首批商业海上风电项目。
随着2022年亚太地区海上风电装机容量达到34吉瓦,欧洲不再是世界上最大的海上风电市场。
尽管如此,欧洲继续在浮式风电领域处于领先地位。
挪威2022年新增了60兆瓦的浮式风电,使欧洲地区的浮式风电总装机容量达到171兆瓦,占据全球浮式风电市场份额的91%o亚太地区浮式风电装机16.7兆瓦,占全球市场份额的9%。
除欧洲和亚太地区外,截至2022年底,北美地区有42兆瓦的海上风电装机并网,占全球海上风电装机总量的0.1%。
图1截至2022年底全球海上风电装机占比情况二、海上风电相关产业进展情况1、浮式风电当前,浮式风电正在全球范围内快速拓展商业规模。
全球风能理事会预测,到2030年,全球将建成10.9吉瓦浮式风电。
现代营销中旬刊全球海上风电装机容量大,在一定时间内,海上风电市场处于集中状态,2023年全球累计装机容量达49944兆瓦。
海上风电市场的主力军由浅水区转移到深水区,同时机组容量大型化是主要的发展模式。
海上风电工程技术日趋成熟,成本不断下降,经济效益不断提高。
我国海上风电产业虽居世界前列,但存在着多种问题,使海上风电产业发展受阻,需要制定有效的解决方案,节省开发费用,确保未来我国海上风电发展模式在世界占据领先地位。
一、国内与国外海上风电的现状分析(一)国外海上风电现状当今,海上风电装机容量持续上升,全球已有数十个国家构建海上风电场,西方国家拥有十多个大型海上风电场。
世界海上风电累计装机容量占据全球风电总装机容量的2%,而且每年都在持续上升。
按照世界风能协会的统计,欧洲作为海上风电发展较快的区域,欧洲水域的多个海上风电厂共安装了数百台海上风力涡轮机,并网总容量高达900兆瓦。
欧盟成员国与其他欧洲国家正规划建设大型海上风力发电项目,依据现有欧洲装机并网的风机所反馈的海上风电机组状况、海上运行状况、施工状况,制定开发规划。
海上风电机组设计更加重视可靠性,提升风机使用效率,减少维修率。
海上风电机组的可靠性、安全性的要求是为了能够承受更多的海上强风及波浪冲击。
海上风电机组结构复杂,技术难度大,建设成本高。
(二)我国海上风电发展现状目前,陆上风机处于相对饱和状态,海上风电市场是国内企业的首选。
各大企业积极参与海上风电的方案策划,希望更早进入市场,抢占先机。
华锐风电获得我国首个海上风电示范项目,将34台兆瓦级机组并网投入运行。
2009年,江苏筹划海上风电产业基地项目,构建海上风电装备制造基地。
湘电风能公司收购荷兰达尔文公司后,获得了达尔文公司的海上风机有关产权,为海上风电的研究奠定了基础。
中船重工海装风电在海洋工程领域有着研发优势,整合风电整机与配套设备,形成完整产业链,实施批量装机工程。
2022年12月,国家电力投资集团揭阳神泉二海上风电项目实现全容量并网,标志着我国商用大单机容量海上风电场建成投运。
风能资源的开发与利用现状分析在当今世界,能源问题日益凸显,寻找清洁、可再生的能源成为了人类社会发展的重要任务。
风能作为一种取之不尽、用之不竭的清洁能源,其开发与利用受到了广泛的关注。
本文将对风能资源的开发与利用现状进行详细的分析。
一、风能资源的特点风能是一种无污染、可再生的能源,具有以下显著特点:1、储量丰富:地球上的风能资源极其丰富,据估算,全球风能总量约为 274×10^9MW,其中可利用的风能约为 2×10^7MW。
2、分布广泛:风能在世界各地都有分布,无论是陆地还是海洋,都存在着一定的风能资源。
3、清洁环保:风能在利用过程中不产生温室气体和其他污染物,对环境友好。
4、间歇性:风能的产生具有间歇性和不稳定性,风速的大小和方向会随时间变化。
二、风能资源的开发技术1、风力发电技术水平轴风力发电机:这是目前应用最广泛的风力发电装置,其叶片旋转轴与风向平行。
垂直轴风力发电机:叶片旋转轴垂直于地面,具有无需对风装置、噪音低等优点,但目前应用相对较少。
2、风电场建设选址:选择风能资源丰富、地形开阔、交通便利、电网接入条件良好的地区建设风电场。
风机布局:合理安排风机的位置,以充分利用风能资源,减少风机之间的相互干扰。
3、储能技术电池储能:如锂离子电池、铅酸电池等,可将多余的风电储存起来,在需要时释放。
超级电容器储能:具有充放电速度快、循环寿命长等优点。
三、风能资源的利用现状1、全球风能利用规模持续增长近年来,全球风力发电装机容量不断增加。
据统计,截至_____年,全球风力发电装机容量已超过_____MW。
其中,欧洲、北美和亚洲是风力发电发展较为迅速的地区。
2、技术水平不断提高随着科技的进步,风力发电的效率不断提高,成本逐渐降低。
风机的单机容量不断增大,从早期的几百千瓦发展到如今的数兆瓦甚至十几兆瓦。
同时,智能化控制技术的应用,也提高了风电场的运行稳定性和可靠性。
3、政策支持力度加大许多国家和地区都出台了鼓励风能发展的政策,如上网电价补贴、税收优惠等。
海上风电开展现状分析一、世界海上风电开展现状1、世界海上风电开展迅猛[慧聪机械工业网] 2021年海上风电装机容量继续增长。
截至2021年底,全球共有12个国家建立了海上风电场,其中10个位于欧洲,中国和日本有小规模的安装。
截至2021年底,世界海上风电累计装机容量达2110MW,较2021年增长48.5%,占到全球风电总装机容量的1.2%。
2021年世界海上风电新增装机容量达689MW,同比增幅超过100%,新增装机容量最大的前五个国家分别为英国、丹麦、中国、德国和瑞典。
2、欧洲海上风电开展令世人瞩目欧洲是海上风电开展最快的地区。
根据欧洲风能协会〔EWEA〕的最新统计,2021年欧洲水域的八个海上风电场总计安装199台海上风力涡轮机并实现了并网,总容量为577MW,较2021年增幅超过50%。
其中,最小装机容量为2.3MW〔挪威的Hywind〕,最大装机容量为209MW(Horns Rev 2)。
另外,欧盟15个成员国和其他欧洲国家,有超过100GW的海上风力发电工程正在规划中。
在2 0 0 9年装机并网的1 9 9台风机中,西门子风机〔2.3MW 和3.6MW两种机型〕146台,维斯塔斯风机〔3MW〕37台,WinWind 风机〔3MW〕10台,Multibrid风机〔5MW〕6台。
除此之外,Repower风机〔5MW〕6台,但尚未并网。
3、海上风电机组技术特点目前,海上风电机组根本上是根据海上风况和运行工况,对陆地机型进展改造,其构造也是由叶片、机舱、塔架和根底组成。
海上风电机组的设计强调可靠性,注重提高风机的利用率、降低维修率。
当今,海上风电机组呈现大型化的趋势,国外主要风机制造商生产的海上风电机组主要集中在2~5MW,风叶直径在72~126m。
海上和陆上风电机组的主要差异在于根底。
为了承受海上的强风载荷、海水腐蚀和波浪冲击等,海上风电机组的根底远比陆上的构造复杂、技术难度高、建立本钱高。
海上风力发电技术研究1. 海上风力资源丰富海上风力资源相比陆地更加丰富,且潜力更大。
海上风速较陆地要高,且更加稳定。
海上的空间较为宽阔,可以容纳更多的风力发电设备,发挥更大的发电潜力。
海上风力发电设备的设置可以避免陆地的城市化、山地化等限制,提高了空间利用率和发电效率。
2. 海上风力发电技术挑战海上风力发电也面临诸多挑战。
首先是海上环境的恶劣性,风力设备需要能够承受海水侵蚀、风暴等自然灾害;其次是海上施工和维护成本高昂,需要更大的投资和人力资源;海上风力设备对于基础设施和技术要求也更高,需要更加坚固的基础和高效的维护技术。
3. 海上风力发电技术研究进展针对海上风力发电的挑战,各国科研机构和企业纷纷投入海上风力发电技术研究。
他们尝试采用更加坚固和耐腐蚀的材料,以抵御海水侵蚀;利用先进的气象预测技术,实现对台风、飓风等极端天气的预警和避让;他们也尝试研发更加智能化的维护技术,通过远程监控和自动化维护,降低成本,提高效率。
4. 海上风力发电技术趋势随着技术的不断进步,海上风力发电技术也在不断成熟和完善。
风力发电设备的制造技术和材料技术不断提升,使得设备更加耐用和可靠;维护技术的智能化和自动化水平不断提高,降低了维护成本,提高了设备的可靠性;由于海上风力发电设备规模化和智能化程度提升,其发电成本也在不断下降,逐渐趋向商业化。
5. 海上风力发电技术应用前景在未来,海上风力发电技术有望成为可再生能源领域的一个重要方向。
海上风力资源丰富,有望成为未来大规模电力供应的重要来源之一;随着技术的不断进步和发电成本的逐渐降低,海上风力发电也有望成为经济上可行的清洁能源发电方式;海上风力发电可以避免陆地风力电场的用地争夺等问题,减少对自然环境的破坏。
在总体上,海上风力发电技术的研究和发展已经取得了许多成果,展现出了巨大的潜力和前景。
海上风力发电也仍面临一系列的挑战和困难,需要继续投入资金和人力进行技术研究和创新。
相信随着技术的不断进步和经验的积累,海上风力发电技术将会变得更加成熟和可靠,为可再生能源的发展做出更大的贡献。
风电资源的开发与利用风电资源是我国最为丰富的可再生能源之一,具有广泛的开发利用前景。
随着我国经济社会的不断发展与能源需求的增长,对清洁能源的需求也日益凸显。
在这样的背景下,风电资源的开发与利用显得尤为重要。
第一节:风电资源的现状首先,我国拥有着丰富的风电资源。
根据数据显示,我国陆地和海上风电资源总量均在全球居首,尤其是在我国沿海地区和西北地区,风能资源丰富程度更是非常高。
此外,我国在风电技术方面也取得了长足的发展,风力发电机组的装备水平和技术指标不断提高,风电设备的制造和安装也越来越具备自主化能力。
第二节:风电资源开发的困难与挑战然而,我国在风电资源开发与利用中仍面临着一些困难与挑战。
首先是风电资源的分布不均,大部分风电资源分布在偏远地区或海上,与沿海地区或城市之间存在着一定的距离,导致输电损耗增加和电网规划难题。
其次是风电发电具有不稳定性和间歇性,受到天气、季节和地理等因素的影响,这也给电网的平衡运行带来一定的挑战。
此外,风电设备的制造与安装成本较高,需要大量的资金投入,对于一些地区或企业来说有一定的承受压力。
第三节:风电资源开发与利用的与举措为了推动风电资源的开发和利用,我国出台了一系列支持和措施。
首先是国家对风电资源的倾斜,出台了《风电资源开发利用规划》,明确了风电项目的优先发展地区和数量。
其次是建立了风电发电上网电价补贴机制,对符合标准的风电项目给予一定的上网电价补贴,提高了企业利润空间。
此外,我国还加大了对风电技术研发的投入,提高了风电设备的性能和效率,降低了制造和安装成本。
第四节:风电资源开发与利用的技术与趋势随着我国风电资源的不断开发和利用,风电技术也在不断地发展和完善。
近年来,随着风电装备技术的进步,风电设备的容量和效率也在不断提高,风能的利用率也在逐渐提升。
与此同时,风电智能化、数字化技术也逐渐成熟,为风电资源的开发与利用提供了更多的可能性。
未来,我国风电资源开发与利用的趋势将更加智能化、网络化化,促进风电产业向高质量发展。
收藏!中国沿海省市海上风电规划目标及风资源分布【表】当前,海上风电已成为全球风电发展的研究热点,世界各国都把海上风电作为可再生能源发展的重要方向,我国也将其划入战略性新兴产业的重要组成部分。
我国海上风能资源情况我国海岸线长约18000多公里,岛屿6000多个。
近海风能资源主要集中在东南沿海及其附近岛屿,风能密度基本都在300瓦/平方米以上,台山、平潭、大陈、嵊泗等沿海岛屿可达 500瓦/平方米以上,其中台山岛风能密度为534瓦/ 平方米,是我国平地上有记录的风能资源最大的地方。
根据风能资源普查成果,我国5~25米水深、50米高度海上风电开发潜力约2亿千瓦;5~50米水深、70米高度海上风电开发潜力约5亿千瓦。
我国海上风能资源丰富主要受益于夏、秋季节热带气旋活动和冬、春季节北方冷空气影响。
各沿海省、市由于地理位置、地形条件的不同,海上风能资源也呈现不同的特点。
从全国范围看,垂直于海岸的方向上,风速基本随离岸距离的增加而增大,一般在离岸较近的区域风速增幅较明显,当距离超过一定值后风速基本不再增加,平行于海岸方向上,我国风能资源最丰富的区域出现在台湾海峡,由该区域向南、北两侧大致呈递减趋势。
台湾海峡年平均风速基本在7.5~10米/秒之间,局部区域年平均风速可达10米/秒以上。
该区域也是我国受台风侵袭最多的地区之一,风电场以IECⅠ或Ⅰ+类为主。
从台湾海峡向南的广东、广西海域,90米高度年平均风速逐渐降至6.5~8.5米/秒之间,风电场大多属于IEC 或Ⅱ类。
从台湾海峡向北的浙江、上海、江苏海域,90米高度年平均风速逐渐降至7~8米/秒之间,浙江和上海海域风电场大多属于IEC Ⅱ至Ⅰ+类,江苏海域风电场大多属于IEC Ⅲ或Ⅱ类。
位于环渤海和黄海北部的辽宁、河北海域90米高度年平均风速基本在6.5~8米/秒之间,该海域风电场大多属于IEC Ⅲ类。
我国沿海各省风资源统计综上所述,我国大部分近海海域90米高度年平均风速在7~8.5米/秒之间,具备较好的风能资源条件,适合大规模开发建设海上风电场。
我国海上风电开发现状分析【摘要】我国海上风电是我国新能源领域的重要组成部分,具有巨大的开发潜力和市场前景。
本文通过对我国海上风电开发现状进行分析,探讨了我国海上风电发展历程、政策环境、技术水平、市场前景以及面临的挑战。
在此基础上,总结了我国海上风电开发现状,提出了发展建议,并展望了未来发展趋势。
研究发现,我国海上风电在政策支持和技术创新方面取得了显著进展,但仍面临着融资难、技术不足、市场竞争激烈等挑战。
未来,需要进一步完善政策法规,提高技术水平,增加投入,加强产学研合作,以推动我国海上风电行业的健康发展。
【关键词】海上风电、发展历程、政策环境、技术水平、市场前景、挑战、总结、建议、展望1. 引言1.1 背景介绍自2009年我国启动海上风电建设以来,取得了明显的进展。
截至目前,我国已建成海上风电装机近30GW,位居全球第一。
政府先后出台了一系列支持海上风电发展的政策,包括补贴政策、产业政策、技术支持政策等,为行业的快速发展提供了有力支持。
我国海上风电技术水平不断提升,已经具备自主研发和建设海上风电项目的能力,市场前景广阔。
我国海上风电发展仍面临一些挑战,包括部分地区海岸线环境复杂、海上风电成本偏高、装备供应链不完善等问题。
加强海上风电技术研发、降低成本、完善政策体系等成为当前发展的重点。
未来,我国海上风电有望在能源结构转型中发挥更大作用,助力我国实现碳中和目标。
1.2 研究目的本文旨在对我国海上风电开发现状进行深入分析,以全面了解我国海上风电产业的发展情况。
通过对我国海上风电发展历程、政策环境、技术水平、市场前景以及面临的挑战进行详细研究,旨在揭示我国海上风电开发现状存在的问题和发展趋势,为我国海上风电产业的可持续发展提供科学依据和发展建议。
通过本研究,希望能够为我国海上风电产业的未来发展提供参考,促进我国海上风电产业的健康发展,推动我国清洁能源领域的进步和发展。
1.3 研究方法研究方法是制定研究方案和实施研究的具体步骤和方法。
海上风电装机规模统计及装机容量分析2015年,全球海上风电新增装机容量接近340万千瓦,总装机容量突破1200万千瓦.其中,欧洲十一国贡献了超过91%(1103.4万千瓦)的总装机容量,其余9%装机中的大部分位于中国,日本和韩国也有小规模的海上风电项目.全球海上风电装机规模(2015)英国仍是全球最大的海上风电市场,占全球总装机容量中的超过40%,德国以27%的份额位居第二位.其他欧洲国家中,丹麦占比10.5%,比利时占比近6%,荷兰占比3.5%、瑞典占比1.6%,芬兰、爱尔兰、西班牙和葡萄牙四国共占比0.5%.中国是欧洲之外最大的海上风电市场,占到全球总装机容量的8.4%左右.其他一些国家也制定了海上风电发展目标.全球海上风电项目累计装机规模(2011-2015)2015年,欧洲海上风电新增并网容量为303.5万千瓦,比2014年增长108%.海上风电占到欧盟2015年风电总装机容量的24%,而2014年这一比例仅为13%.2015年欧洲净增并网容量中的75.4%(228.24万千瓦)由德国贡献,是其2014年并网容量的4倍.其余的净增并网容量来自于其他两个国家——英国和荷兰.其中,英国以18.7%的份额位居第二位,并网容量为56.61万千瓦;荷兰名列第三,并网容量18万千瓦,市场份额为5.9%.据报道,2015年全年,有22个海上风电场进行了施工建设,14个公用事业规模的风电场建设完工,5个风电场进入施工建设阶段.欧洲海上风电新增并网一览国际可再生能源署(IRENA)认为,更大的风机叶片和更复杂的浮式平台使海上风电场的建设向远海处延伸,远海地区风力更大且发电量更高,海上风电装机容量在未来十五年内可增长650%.此外,新技术的应用将降低海上风电的装机成本.基于此,IRENA预测未来海上风电场的平均发电成本将降低57%,从2015年的每千瓦时170美元降至2045年的74美元.中国海上风电资源丰富,海岸线长度超过1.8万公里,海上可开发和利用的风能储量为7.5亿千瓦,是陆上风能资源量的3倍,开发前景广阔.中国东南沿海、山东半岛和辽东半岛及其附近的海岛、内蒙古北部和松花江下游地区、新疆和甘肃部分地区的风速一般能超过200w/m2,风资源非常丰富.根据海上风能资源普查成果,中国5-25米水深的海域内、50米高度风电可装机容量约为2亿千瓦,50-50米水深、70米高度海上风电开发潜力约5亿千瓦.中国海上风电装机容量统计近年来,由于加强科研投入及专业开发设计能力,国内已经可以生产5兆瓦和6兆瓦大容量风电建设,在海上风电有示范的基础.且专业队伍逐步形成,有关单位在设备和海上风电施工方面进行了大量的技术积累.中国的海上风电项目也逐年开展.以下两表列出了中国已建及在建的海上风电项目.可以看出,中国的海上风电正在逐步发展、成熟.按照国家能源局颁布风电发展“十三五”规划,到2020年底,中国风电累计并网装机容量达到2.1亿千瓦以上,其中海上风电并网装机容量达到500万千瓦以上;风电年发电量确保达到4200亿千瓦时,约占全国总发电量的6%.按照平均14000元/kw的投资规模,海上风电的市场空间达560亿元!2020年全国海上风电开发布局。
全球海上风电创新资源分布研究报告随着能源、环境问题的日益迫切和风能技术的不断成熟,全球海上风电行业从探索阶段逐渐走向成熟,已驶入快速增长轨道,步入投资繁荣时代。
目前我国海上风电已经处于起步阶段,正通过开展示范性项目积累经验。
有利的一点是,当前海上风电在全世界仍然是一个较为年轻的产业,普遍存在高投入、高风险的特点,即使在那些技术领先的国家也尚未成熟。
从专利上看,专门针对海上风电技术的专利在全部风电专利中所占比例还不大;在海上风电工程实践中,目前很多方面还没有完整的技术规范,这正是当前我国风电企业可以抓住的机会,积极参与研发与生产,力争在世界风电产业中占有一席之地。
海上风力发电是一个综合了空气动力学、电力电子、自动控制、机械制造、材料学、海洋气象、海洋腐蚀、现代化运输、信息管理等多个学科的新能源技术,具体来说涉及风电设备、零部件、控制系统、海上基础工程、海上运输安装、输配电与并网、机组防腐蚀等。
这些技术创新成果都被各国研发机构申请了国际专利保护。
本报告的主要目的是根据对世界范围内海上风电专利状况的分析,从中了解该领域中全球主要技术创新机构与研发人才,以期为我国各级政府、特别是青岛市引进国外先进技术与人才、推动该产业发展提供事实性参考依据本研究以专业的专利分析方法获取有关全球海上风电创新研发机构与相关人才信息。
本研究专题的数据来源为ORBIT专利家族数据库FAMPAT(95个国家及专利授权机构)全文数据库(包括中、日、美、欧等21个国家及专利授权机构);分析工具为法国QUESTEL公司的ORBIT系统,该系统包含了世界上最新的专利情报,专利数据7000万,专利家族数据4000万。
检索策略:(OFFSHORE OR (OFF W SHORE) OR COASTOR SEA OR SEABEDOR SEABOTTOM OR SEACOASTOR SEAFLOOR OR OCEAN OR MARINE)/BI/SA AND (WIND OR WINDFARM OR WINDPARK OR WINDMILL OR WINDPOWER OR WINDPLANT)/BI/SA/CLMS AND (POWER OR ENERGY OR ELECTRIC OR TURBINE or BLADE or GENERATOR or (ELECTRIC d GENERAT) or (ENERGY w PRODUCT) or (ELECTRIC d ENERGY))本研究报告在专利检索分析过程中充分运用了技术关键词、专利权人、IPC(国际专利分类)、发明人等多个途径获取相关信息。
共计获得3100余件专利家族。
一、全球海上风电研发机构情况一般来说,持有专利的数量是研发机构的科技与产业实力的直接体现。
图1按专利数量列出了全球排前20位的海上风电技术研发机构,绝大多数是国际风电业巨头。
其中德国公司6家、日本公司3家,美国2家,丹麦、瑞典、挪威、法国、韩国各1家。
图中显示中国有4家(研究机构、公司各2家)机构,说明我国已是国际海上风电研发中不可忽视的力量。
图1 全球海上风电研发机构专利持有数量(前20位)[注1]:该数值大小表征专利对其他技术的影响力[注2]:该数值大小表征技术独立性水平[注3]:重要专利数量从上表中的数值中看,欧美研发机构中的维斯塔斯风力系统公司、通用电气公司、艾劳埃斯·乌?本、爱罗丁能源系统有限公司、诺尔斯海德公司综合研发实力很强,其次是日立株式会社、旭普林工程股份公司、WESERWIND、剪式风能公司;而亚洲几家日本、韩国机构虽有一定实力,但从拥有核心技术的数量、对本领域内其他技术的影响力及自我创新能力比前面的机构而言相对要弱一些。
同时可以看出,我国研发机构的专利数量虽然不算少,但总体研发水平不高,且国际专利很少,研究成果基本为在国内申请的实用新型专利。
二、国外海上风电技术重要发明人情况依据申请、公开专利的数量对发明人排序,得到全球海上风电领域最重要的发明人(略去了我国发明人)及其研发、技术流向等相关信息。
上表中,所有发明人原名均为英文形式,中文译名仅供参考。
优先权国家为发明人首次申请专利的国家,一般为本国;专利布局为专利在全球的申请国家,可以体现发明人技术的流向与市场战略。
方括号中的数字为专利数量。
三、全球海上风电主要研发团队情况图2 全球海上风电主要研发团队1、艾劳埃斯·乌?本团队德国艾劳埃斯·乌?本团队,艾劳埃斯·乌?本为领导者。
艾劳埃斯·乌?本为Enercon公司创始人,该公司是德国最大的风电生产商,是世界风能技术产业发展的助推先锋,其专利均为创始人阿洛伊斯·沃本所有。
该公司目前的风力机单机容量为330kW~7MW,拥有数个成熟机型,已经实现风机部件全套自产,其纵向整合度为业界之首,也是唯一大批量供应直驱机组的风机厂商。
在零部件方面,叶片的产量德国第一,世界前三。
主要市场在欧洲,澳大利亚、加拿大、印度、日本、巴西等国也占有一定的市场份额。
虽然Enercon公司认为海上风电技术不成熟,成本与风险都太高,不肯将自己的风机安装到海上,但仍然在海上风电技术方面申请了数量可观的专利,主要集中在:1.水平轴风力涡轮机(国际专利分类号:F03D9)、2.整机及其离岸安装、起重设备等;3.特殊用途的风力机组(F03D9);4.风机零部件及附件(F03D11),叶片、轮毂、预警系统、监测装置、照明装置等;5.风机控制(F03D7);6.风场风机间的运输连接;船舶直升机着陆台。
在第1、2方面有核心专利。
Enercon 公司目前虽然尚未大规模进入中国市场,但从1999年开始已经在我国申请了大量专利,覆盖安装运输、直驱式风力机组、并网控制技术、变桨装置等多项关键技术,为我国风电技术发展埋下了“暗雷”。
该公司对自己的专利权极为敏感,曾与维斯塔斯、通用电气、歌美飒等主要竞争对手在多个国家展开了旷日持久的专利官司,对此我国有关企业应引起足够重视。
2、西门子团队该团队首席科学家为H.斯蒂斯达尔(STIESDAL HENRIK)。
德国西门子公司是世界上最大的电子和电气工程公司之一。
自从2004年成功收购了丹麦Bonus能源公司后,其风能事业部开始跻身全球十强风电机组供应商,可一站式提供风力发电系统的各种部件:塔架、变速箱、发电机、变电输电转换调节器、断路器、监控系统、雷电保护装置,产品组合能力很强。
西门子在海上风电业务方面实力强劲,可与维斯塔斯匹敌,在全球已为10多个大型海上风电项目成功安装了机组,正在执行的项目累计容量达3300MW,而且设计制造了代表世界最先进水平的第一台大型漂浮式海上风机。
海上风电专利分布:专用风力发动机(F03D9);风机零部件及附件(F03D11),尤其是叶片技术,其次是机舱,压力测量、冷却电源;水平轴风机(F03D1);风机控制(F03D7),包括平衡控制、功率控制等;?配电、网络电路(H02J3);电机(H02K15),主要为电机定位方法等;海上运输与安装(B63B27、B63B22)。
西门子公司的叶片技术在海上风电中独领风骚。
其采用Bonus专利“风车叶片的制造方法”(US62)的一体化叶片技术,使叶片在封闭空间内一步铸造成型,没有接点,有超强的抗风、抗裂、抗海水侵入、抗雷电等性能优点,叶片外形设计符合目前先进的空气动力学原理。
专利布局:美国是其首个海外战略扩张重点,其次是欧洲;中国是其实现“成为全球前3强”战略目标的重要市场,积极在上海、连云港等地建厂和收购企业。
对该公司的专利和技术发展动向我国企业也应引起高度重视。
3、旭普林团队德国旭普林公司研发团队的核心发明人为克劳斯-韦伯(WEBER KLAUS),这点在图中体现的非常明显。
4、维斯塔斯团队丹麦维斯塔斯风力系统有限公司是世界海上风电最早的开发者和风电设备最大的市场占有者。
该公司涉及海上技术的核心研发者是J·克里斯?滕?森(KRISTENSEN JONAS)。
该公司在长达20多年的风电研发过程中,在其累计达近200人的研发团队中,此人的专利数量排在5位,其技术地位可见一斑。
但该发明人的发明几乎全是个人成果,仅同一位发明人有过一次合作。
另有3个小组,分别由3、5、6位研发人员组成,但每个小组仅有一项成果,绝大多数成果是由J·克里斯?滕?森做出的。
5、剪式风能团队该团队核心发明人为詹姆斯·德尔森(),围绕他组成6人团队。
该团队有10余年的研发历史,在直驱式海上风机、海上风能、流能发电设备及其部件、塔架安装等方面都拥有专利。
其技术在北美、中南美洲、欧洲、澳洲、亚洲(包括中国)都有专利保护。
剪式风能公司是一家发展迅速的美国企业,从事风电科技,涡轮机制造和风电项目发展。
公司设计先进的风电涡轮机,生产自主品牌“自由牌”中波风力涡轮机,并在美国和欧洲积极发展风力发电项目,公司的订单来源于美国(加利福尼亚、科罗拉多、爱荷华和马里兰州),莫斯科,丹麦和英国,在爱荷华州锡达拉皮兹市拥有330,000平方英尺的制造基地。
公司在伦敦证券交易所的可替代投资市场上市。
其股票代码是CWP。
剪式风能的核心业务是风能,能提供先进的风电涡轮机,整套风电设备或自有的、通过合作在客户运营的发电能力。
有意愿作为合作伙伴,开发、投资、建造风电设备与项目,该公司有在中国拓展业务的意向。
其次,表2中排名3、4位的法尔肯哈根·约阿希姆(FALKENHAGEN JOACHIM)、沃尔特SCHOPF (SCHOPF WALTER)均为德国人,拥有数量都可观的专利,但其专利文献中未看到有任何其他合作人,业未见到有公司名称之类的信息,专利权人即为本人,因此无法了解其研发团队及技术产业化情况。
除以上共同点,从专利布局情况看,前者在本土之外的澳大利亚、奥地利、丹麦有一定的市场企图;而后者则完全未走出本国。
对这两位发明人的情况可做进一步研究了解。
GEOSEA公司位于比利时兹韦恩德雷赫特。
以VANDERBEK科恩为核心,拥有4人合作团队,其专利都属于近2-3年的新技术,这意味着还有很长的受保护时间,其技术涉及海上大型风机的装配设备\海上平台组装和风机维护。
该公司主要在欧洲发展,其次在美国和澳大利亚有一定的市场开拓。
四、结论综合研究团队总体情况,可以看到德国、美国、丹麦是世界上海上风电最领先的技术创新国家,在全球拥有的研发团队、人才综合实力较强,是我国开展海上风电技术和人才引进应予以重视和优先考虑的。