在全球向可再生能源轉(zhuǎn)型的背景下，海上風電憑借其更高的容量因子和不斷增長的競爭力，受到越來越多的關(guān)注。特別是，漂浮式海上風電越來越受到利益相關(guān)者的關(guān)注，這一方面是因為開放海域具有更大的風能潛力，另一方面也是因為遠海海上可再生能源距離有更高使用需求的近海和陸上地產(chǎn)更遠，也能得到更廣泛的社會認可。
截至 2023 年，全球漂浮式海上風電裝機容量只有約 270 MW，但列入計劃的漂浮式海上風電項目裝機容量高達244GW，這表明全球各國對這項技術(shù)的興趣與日俱增。
七國集團(G7)國家正帶頭加速在全球范圍內(nèi)推廣漂浮式海上風電項目，G7國家非常適合分享其所擁有的漂浮式海上風電知識和經(jīng)驗，從而支持新興和發(fā)展中經(jīng)濟體(EMDEs)充分利用漂浮式海上風電這一新能源解決方案。
報告由日本委托編寫，是在日本擔任 2023 年G7輪值主席期間撰寫的，報告對漂浮式海上風電領(lǐng)域的市場和最新技術(shù)發(fā)展進行了評估，并且探討了推動漂浮式海上風電進步的其他輔助因素(如電網(wǎng)連接和港口基礎(chǔ)設(shè)施等)、可持續(xù)性考慮因素，以及漂浮式海上風電的耦合潛力等。
以下為報告目錄和圖表：
海上風電容量規(guī)模越來越大，水深越來越大，離岸距離越來越遠。
隨著規(guī)模增大，全球海上風電度電成本LCOE越來越下降。其中中國比歐洲降本更快。
幾種常見的漂浮式海上風電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和錨固方法示意圖
不同基礎(chǔ)的異同，特點、各自挑戰(zhàn)，以及典型平臺和開發(fā)廠家
漂浮式平臺風機的6個運動角度
錨固系統(tǒng)的不同，以及特征
6種不同的錨和錨固方法。
交流輸電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。和傳統(tǒng)海上風電稍有區(qū)別，但差別不大。
漂浮式海上風電使用的動態(tài)電纜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
高壓直流輸電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
徑向海上風電電網(wǎng)配置，單獨線路拓撲連接和共享線路拓撲連接
2011-2024年漂浮式風電競爭力預測，包括安裝成本，容量因子和度電成本變化等。根據(jù)DNV 2022年漂浮式海上風電報告，降低 LCOE 的關(guān)鍵在于生產(chǎn)浮體子結(jié)構(gòu)所需的原材料、設(shè)計和制造的復雜性，以及浮體子結(jié)構(gòu)、風電機組和系泊系統(tǒng)運動所產(chǎn)生的維護要求。擴大項目規(guī)模和降低運營成本是實現(xiàn)經(jīng)濟高效的漂浮式基礎(chǔ)的驅(qū)動因素。創(chuàng)新有助于專門針對這些問題，目的是降低維護需求和標準化安裝流程。
漂浮式風電基礎(chǔ)專利的發(fā)展情況，五個最大的專利國家包括美國、德國、丹麥、日本和中國。(見下圖)
10個擁有漂浮式海上風電專利的國家專利數(shù)排名
擁有最多漂浮式海上風電基礎(chǔ)專利的10大企業(yè)，分別為：三菱重工、維斯塔斯、西門子歌美颯、日歷、西門子、RWE、三菱維斯塔斯、GE、荷蘭的ITREC和比利時DEME。2018年至2022年，增長最快的為西門子歌美颯和維斯塔斯以及RWE、ITREC、DEME。
滿足漂浮式海上風電裝配的港口要求
上表概述了港口在漂浮式海上風電機組建造中的重要作用
漂浮式風電現(xiàn)場維護方案對比
現(xiàn)場維護方案中起重機的技術(shù)設(shè)計需考慮的因素
漂浮式海上風電質(zhì)量基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)和元素。
由于漂浮式海上風電產(chǎn)業(yè)預計將在未來幾年內(nèi)迅速發(fā)展(到 2035 年可能實現(xiàn)商業(yè)化)，因此為該產(chǎn)業(yè)建立一個強大的質(zhì)量基礎(chǔ)設(shè)施生態(tài)系統(tǒng)勢在必行。質(zhì)量基礎(chǔ)設(shè)施(QI，quality infrastructure)是確保產(chǎn)品和服務(wù)的質(zhì)量、安全和可持續(xù)性所需的組織、政策、法律框架和實踐的國家體系。它包括計量、標準化、認證和合格評定等關(guān)鍵組成部分，其中涉及測試、認證和檢驗(IRENA，2015 年;Kellermann，2019 年)。
綠氫需求變化，探索漂浮式海上風電與氫能耦合可能性
海上風電和氫能配置的幾種不同方案
海上風電與氫能配置的定性比較表
一個500MW漂浮式海上風電項目需要用到的各種材料占比，這需要在制造環(huán)節(jié)就考慮到，涉及到漂浮式海上風電的可持續(xù)性創(chuàng)新等。
漂浮式海上風電項目還需要考慮到的環(huán)境影響因素。
