2021年中国海上风电漂浮式技术发展现状分析 已经进入发展期【组图】

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20 何佳 • 2021-07-22 14:00:32  来源:前瞻产业研究院 E8627G0

目前,我国已核准的海上风电项目以水深低于60米的近海项目为主,主要采用固定式基础。充分挖掘深海丰富的风能资源,尽快发展漂浮式技术,实现漂浮式风机商业化已经成为中国海上风电发展的迫切任务。

近年来,我国浮式风机的专利申请呈现快速增长态势,说明我国的浮式风机技术已经进入了发展期。从企业角度来看,明阳智能的MySE5.5MW抗台风型浮式机组成为我国国内首台漂浮式机组,并在明阳智能阳江基地装配完成并测试下线;这标志着国内海上漂浮式风机正式开启新元年。

行业主要上市企业:上海电气(601727)、金风科技(002202)、明阳智能(601615)、Siemens Gamesa (SGRE.BME)、湘电风能(600416)、GE(GE.NYSE)、东方电气(1072.HKG)、太原重工(600169)等

本文核心数据:专利走势、地区分布

1、走向深海的必经路——浮式风机

由于海上风电通常靠近能源消耗中心且风资源情况优于陆上风电,风电的利用开发正逐渐从陆地转向海洋,正呈现加速发展的态势。但由于近海空间资源有限,海上风电的发展也必然像过去油气工业的发展轨迹,不断地从浅近海走向深远海。相应的,海上风机支撑结构形式也伴随水深变化,从固定式支撑结构到漂浮式支撑结构演变。

与固定式基础相比,海上风机浮式基础可以移动,并且便于拆除,可安装在风能更丰富的较深海域,不一定局限在面积有限的浅水大陆架,适用海域范围远大于浅海地区。同时,海上风机浮式基础远离海岸线的水域安装,便于消除视觉的影响,并可大大降低噪声、电磁波对环境的不利影响。此外,在经济性方面,海上风机浮式基础未来也有一定的提升潜力。例如可采用集成结构,便于海上安装程序简化、降低费用。

图表1:海上风机基础结构随水深演变

随着全球海上风机从近海走向深海,漂浮式风机技术成为了热点研究方向之一。目前,漂浮式风机技术可分为立柱式、半潜式、张力腿式和驳船式。

图表2:漂浮式风机技术分类

2、各沿海省份积极布局深海风电

深海海上风电是海洋工程与风电装备的技术融合,将有力推进风电装备的研发能力和制造能力升级,促进我国海洋产业融合发展,实现海洋强国战略。在2016年6月21日,国家发展改革委、工业和信息化部、国家能源局发布了《中国制造2025——能源装备实施方案》指出主要攻克海上漂浮式风力发电机组及各种基础结构。在此背景下,中国各沿海省份都在积极规划深海风电。

图表3:中国各沿海省份关于深海风电的规划

3、我国已经进入漂浮式技术发展期

(1)申请专利集中在2019-2020年

目前,我国已核准的海上风电项目以水深低于60米的近海项目为主,主要采用固定式基础。充分挖掘深海丰富的风能资源,尽快发展漂浮式技术,实现漂浮式风机商业化已经成为中国海上风电发展的迫切任务。

目前,我国浮式风机技术已经进入发展期;从2011年的1项专利申请上市至2020年115项专利申请,而授权量从2011年1项上升至2020年的54项。

图表4:2017-2021年中国浮式风机专利情况(单位:件)

注:1)搜索关键词:浮式风机及与之相近似或相关关键词;2)搜索范围:标题、摘要和权利说明;3)筛选条件:简单同族申请去重、法律状态为实质审查、授权、PCT国际公布、PCT进入指定国(指定期),简单同族申请去重是按照受理局进行统计。4)统计截止日期:2021年7月20日。

(2)专利地区集中在沿海城市

从专利申请的地区分布来看,沿海城市像是上海、广东、江苏、辽宁等地的浮式风机专利都名列前茅。截止到2021年7月20日,上海地区的浮式风机专利有81项,占比达到了27%;其次是广东,有56项,占比达到了18%;再者是辽宁,浮式风机专利有51项,占比达到了17%。

图表5:截止到2021年中国浮式风机专利分布情况(单位:件,%)

注:1)搜索关键词:浮式风机及与之相近似或相关关键词;2)搜索范围:标题、摘要和权利说明;3)筛选条件:简单同族申请去重、法律状态为实质审查、授权、PCT国际公布、PCT进入指定国(指定期),简单同族申请去重是按照受理局进行统计。4)统计截止日期:2021年7月20日。

(3)明阳智能的MySE5.5MW抗台风型浮式机组成为国内首台漂浮式机组

从企业角度来看,目前只有明阳智能一家企业完成了海上漂浮式试验样机的安装应用。在2021年5月26日,国内首台漂浮式机组——由明阳智能自主研发的MySE5.5MW抗台风型浮式机组——在明阳智能阳江基地装配完成并测试下线,标志着国内首台海上漂浮式试验样机即将安装应用。应用此漂浮式风机的三峡阳江沙扒项目将成为首个国家级漂浮式示范项目,也将为后续我国深远海海上风电项目的开发以及海上风电与海洋牧场、海水制氢等产业的融合发展奠定坚实基础。

随着海上风电的发展,漂浮式海上风机是未来发展的必然选择,采用浮式基础,再加上风电创新技术与半直驱大兆瓦机组的加持,可有效提高海上风电开发的经济性,为投资商创造更多价值。未来,海上风电企业将继续探索能够克服台风及适应中国独特地质水文条件的浅水区和深水区漂浮式风机解决方案,为中国深远海海上风电的开发做出贡献。

以上数据参考前瞻产业研究院《中国海上风力发电行业发展前景预测与投资策略规划分析报告》,同时前瞻产业研究院还提供产业大数据、产业研究、产业链咨询、产业图谱、产业规划、园区规划、产业招商引资、IPO募投可研、招股说明书撰写等解决方案。

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