“你問(wèn)我要去向何方，我指著大海的方向”，崔健的這首經(jīng)典老歌，完美貼合了當(dāng)下很多光伏電站開(kāi)發(fā)者的心聲。
6月1日，政策再度釋放利好，自然資源部發(fā)布《自然資源部辦公廳關(guān)于推進(jìn)海域立體設(shè)權(quán)工作的通知（征求意見(jiàn)稿）》，明確可以立體設(shè)權(quán)的用海類(lèi)型海域包括水面、水體、海床和底土在內(nèi)的立體空間，鼓勵(lì)對(duì)海上光伏、海上風(fēng)電等用海進(jìn)行立體設(shè)權(quán)。
相比于大力開(kāi)發(fā)多年、已陷入高度內(nèi)卷的陸上光伏，海上光伏尚處起步階段，但更寬廣的地理空間、更便宜的用海（地）成本，更高的發(fā)電效率，給電站開(kāi)發(fā)者和投資人帶來(lái)了巨大想象空間。政策的松綁，讓大規(guī)模開(kāi)發(fā)海上光伏成為可能。
曾參與了國(guó)內(nèi)第一批海面漂浮式光伏電站設(shè)計(jì)的廣東永光新能源董事長(zhǎng)孫韻琳博士在接受記者采訪時(shí)表示，“目前很多大型光伏企業(yè)都已關(guān)注海上光伏這一細(xì)分領(lǐng)域，尤其是組件廠家和投資方企業(yè)，熱度正在起來(lái)。”
蔚藍(lán)而深邃的大海，承載了光伏行業(yè)探尋陽(yáng)光資源富礦的新野望。海上光伏，會(huì)是光伏行業(yè)的下一個(gè)新風(fēng)口嗎？
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由陸入海：海上光伏優(yōu)勢(shì)明顯
海上光伏，即建在海洋上的光伏發(fā)電站。相比地面光伏，海上光伏土地占用少，發(fā)電量卻高出5%-10%，原因是水面開(kāi)闊無(wú)遮擋，日照時(shí)間長(zhǎng)且有水面反射光。此外，海上光伏還易與風(fēng)電、養(yǎng)殖、制氫等其它產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，能產(chǎn)生更多的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
我國(guó)擁有1.8萬(wàn)公里的大陸海岸線，而沿海省份多是工業(yè)發(fā)達(dá)、電力和土地資源緊缺，只能長(zhǎng)期依靠外部購(gòu)電等方式解決用電緊張問(wèn)題，每逢用電高峰，還是難免電力不足。發(fā)展海上光伏電站，能實(shí)現(xiàn)就近消納，緩解東部沿海省份的用電緊張問(wèn)題。
現(xiàn)實(shí)需求和潛在的可能性，使得無(wú)論是中央政府還是東部沿海省份都對(duì)海上光伏十分看好。
國(guó)家海洋技術(shù)中心海洋能發(fā)展中心副主任崔琳曾表示，我國(guó)安裝海上光伏的海域面積約為71萬(wàn)平方公里，按照1/1000的比例估算，可安裝海上光伏超過(guò)70GW。
孫韻琳告訴記者，海上光伏的應(yīng)用場(chǎng)景包括沿海灘涂、近海區(qū)、中海區(qū)和遠(yuǎn)海區(qū)，不同海域的光伏項(xiàng)目建設(shè)面臨的難點(diǎn)也不同。
進(jìn)軍海上光伏，首先要進(jìn)行項(xiàng)目用海確權(quán)。公開(kāi)信息顯示，到2022年5月，我國(guó)確權(quán)海上光伏用海項(xiàng)目共28個(gè)，累計(jì)確權(quán)面積1658.33公頃，涉及江蘇、山東、浙江、遼寧、廣東五個(gè)省份。
2022年，山東和浙江兩省先后發(fā)布光伏項(xiàng)目用海規(guī)范，對(duì)用海選址、用海方式與用海范圍、海域使用論證、規(guī)劃布局等眾多光伏用海問(wèn)題做出了詳細(xì)規(guī)定。遼寧、海南、天津也都對(duì)海洋光伏產(chǎn)業(yè)出臺(tái)了相關(guān)政策。
其中，山東在鼓勵(lì)海上光伏的開(kāi)發(fā)和建設(shè)方面最為積極，2022年連續(xù)發(fā)布文件推動(dòng)海上風(fēng)光開(kāi)發(fā)。
2022年6月，山東省青島市印發(fā)《關(guān)于激發(fā)市場(chǎng)活力穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)若干政策措施的通知》及解讀，明確提出按照市場(chǎng)化方式，吸引更多社會(huì)資本支持海上光伏和海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)建設(shè)。
2022年7月，山東省能源局發(fā)布的《山東省海上光伏建設(shè)工程行動(dòng)方案》提到，要打造“環(huán)渤海”、“沿黃海”兩大千萬(wàn)千瓦級(jí)海上光伏基地。其中，“環(huán)渤海”千萬(wàn)千瓦級(jí)海上光伏基地，布局海上光伏場(chǎng)址31個(gè)，總裝機(jī)規(guī)模1930萬(wàn)千瓦。“沿黃海”千萬(wàn)千瓦級(jí)海上光伏基地，布局海上光伏場(chǎng)址26個(gè)，總裝機(jī)規(guī)模2270萬(wàn)千瓦。
截至2022年7月，山東已啟動(dòng)了濱州、濰坊、東營(yíng)、煙臺(tái)、威海、青島等海域共計(jì)10個(gè)場(chǎng)址1125萬(wàn)千瓦項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)工作。
記者注意到，跟隨政策的腳步，有不少企業(yè)已經(jīng)步入這片藍(lán)海。
在山東省2022年10月公布的10個(gè)海上光伏項(xiàng)目競(jìng)爭(zhēng)配置名單中，入選企業(yè)既有國(guó)家能源集團(tuán)、中國(guó)廣核集團(tuán)、中電建集團(tuán)、山東能源集團(tuán)這樣的央國(guó)企，也有隆基綠能（SH:601012）、天合光能(SH:688599)、正泰新能源（SH:601877）這樣的民營(yíng)光伏巨頭。
孫韻琳告訴記者，目前布局海上光伏項(xiàng)目的企業(yè)主要有兩大類(lèi)：一類(lèi)是光伏設(shè)備商，另一類(lèi)是做浮體及錨固系統(tǒng)的廠商。逆變器企業(yè)、工程公司等也就海上光伏領(lǐng)域進(jìn)行了技術(shù)儲(chǔ)備。
光大證券測(cè)算過(guò)相關(guān)市場(chǎng)空間，“樂(lè)觀假設(shè)下，僅山東省海洋光伏電站浮體及錨固系統(tǒng)的市場(chǎng)空間就分別為272億元和19億元。”
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驗(yàn)證示范：漂浮式電站是主流
地面光伏支架市場(chǎng)發(fā)展已十分成熟，那么，海面上的光伏組件安裝如何實(shí)現(xiàn)？
我國(guó)沿海地形復(fù)雜，氣候各異，海面環(huán)境有其特殊性。為適應(yīng)大海這一復(fù)雜環(huán)境，海上光伏的建設(shè)目前有兩種方式：樁基固定式光伏電站和漂浮式光伏電站。
樁基固定式光伏電站，適用于水深小于5米、地質(zhì)穩(wěn)定、水位變化較小的灘涂場(chǎng)地，目前是海上光伏建設(shè)的主流。前述提到的山東10個(gè)場(chǎng)址的1125萬(wàn)千瓦項(xiàng)目就屬此類(lèi)。
而漂浮式光伏電站，則是借助浮體材料與錨固系統(tǒng)使光伏組件、逆變器等發(fā)電設(shè)備漂浮在海面上進(jìn)行發(fā)電，適用于水深大于5米、受臺(tái)風(fēng)影響不大的水域。
盡管漂浮式發(fā)展較晚，卻被業(yè)內(nèi)公認(rèn)為是更具發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)方向。原因是，它的應(yīng)用場(chǎng)景更廣泛，并且環(huán)保問(wèn)題更小。
從全球來(lái)看，漂浮式光伏電站也是潮流。據(jù)媒體報(bào)道，目前全球有60多個(gè)國(guó)家在積極推進(jìn)海上漂浮式光伏電站建設(shè)，其中有超過(guò)35個(gè)國(guó)家擁有350個(gè)漂浮式光伏電站。另?yè)?jù)研究機(jī)構(gòu)GlobalIndustryAnalysts公布的一項(xiàng)研究，2021年全球部署的漂浮式光伏裝機(jī)容量為1.6GW，預(yù)計(jì)到2026年將增長(zhǎng)到4.8GW。
目前，中國(guó)的海上漂浮式光伏電站還處于實(shí)證階段。
2022年10月31日，山東半島南3號(hào)海上風(fēng)電場(chǎng)20兆瓦深遠(yuǎn)海漂浮式光伏500千瓦實(shí)證項(xiàng)目，成功完成了發(fā)電，成為首個(gè)深遠(yuǎn)海風(fēng)光同場(chǎng)漂浮式光伏實(shí)證項(xiàng)目，國(guó)電投是該項(xiàng)目主導(dǎo)方。
該項(xiàng)目選擇了挑戰(zhàn)最大的“深遠(yuǎn)海”場(chǎng)景。項(xiàng)目建在離岸30公里、水深30米的海面上。工人們將770塊光伏組件，安裝在直徑53米、面積相當(dāng)于4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)籃球場(chǎng)的環(huán)形浮體單元上；清潔電能匯流到逆變器后，送至同場(chǎng)運(yùn)行的半島南3號(hào)風(fēng)機(jī)平臺(tái)，后續(xù)通過(guò)海上升壓站送出至電網(wǎng)。
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500千瓦漂浮式海上光伏項(xiàng)目環(huán)形浮體單元（圖源：人民網(wǎng)）
這是業(yè)內(nèi)首個(gè)“吃螃蟹”的深遠(yuǎn)海項(xiàng)目，但非常遺憾的是，今年4月一則現(xiàn)場(chǎng)拍攝的視頻顯示，該項(xiàng)目出現(xiàn)技術(shù)故障，除浮體之外，光伏組件全部“丟失”。多位技術(shù)專(zhuān)家給出了相近判斷——“波浪條件、機(jī)械設(shè)備問(wèn)題是導(dǎo)致該項(xiàng)目事故的主要原因”。但國(guó)電投未對(duì)事故原因作出公開(kāi)表態(tài)和定性。
新的領(lǐng)域、新的技術(shù)難題，項(xiàng)目折戟或是常態(tài)，海上光伏建設(shè)的后繼者仍在探索。據(jù)中新網(wǎng)報(bào)道，由中集來(lái)福士海洋科技集團(tuán)有限公司研制的國(guó)內(nèi)首個(gè)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的半潛式海上漂浮式光伏電站，于今年4月在煙臺(tái)實(shí)現(xiàn)了交付。
孫韻琳也對(duì)記者預(yù)測(cè)，國(guó)內(nèi)有望在1-2年內(nèi)對(duì)海上漂浮式光伏電站技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)性做出驗(yàn)證，并在隨后進(jìn)入規(guī)模化項(xiàng)目示范階段。
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困難重重：諸多難題障礙待攻克
雖然海上光伏前景看好，但面臨的是全方位挑戰(zhàn)，成本技術(shù)、環(huán)境、政策等諸多難題都待攻克。海上高溫、高濕、高鹽霧，灘涂土質(zhì)松軟，并長(zhǎng)期受到風(fēng)浪、潮汐等影響，對(duì)光伏電站的防腐蝕和安全性建設(shè)要求都很高。
以當(dāng)前的主流技術(shù)路線——樁基式固定光伏電站為例，在北方海域，可能會(huì)出現(xiàn)冰塊撞擊組件陣列的情況。
漂浮式光伏電站同樣面臨來(lái)自大海的挑戰(zhàn)。晶科科技設(shè)計(jì)研究院院長(zhǎng)譚奇特曾撰文表示，“近海漂浮系統(tǒng)面對(duì)的風(fēng)浪流和風(fēng)速遠(yuǎn)大于內(nèi)陸湖泊，疊加潮位影響更大，所以海上漂浮系統(tǒng)更偏向于綜合性的海洋工程。”
從技術(shù)角度而言，孫韻琳告訴記者，建設(shè)海上光伏電站，需要完成防臺(tái)風(fēng)、防潮汐、防波浪、防浮冰、防腐蝕、防沖刷、防生物附著等“七防”設(shè)計(jì)，復(fù)雜程度和難度都較大。
據(jù)了解，目前在全球范圍內(nèi)，海上光伏的規(guī)模化開(kāi)發(fā)還都處于起步階段，不僅抗波浪、抗海冰、抗寒潮、抗鹽霧等關(guān)鍵技術(shù)亟待突破，工程設(shè)計(jì)、施工、后期運(yùn)維等環(huán)節(jié)也缺乏行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。海上光伏無(wú)論是前期的建設(shè)開(kāi)發(fā)，還是后期的運(yùn)維都比陸上光伏電站，推進(jìn)難度都要大許多。
一系列的困難，拉高了海上光伏電站的建設(shè)成本。業(yè)內(nèi)有設(shè)計(jì)院通過(guò)對(duì)常規(guī)地面電站與海上電站投資對(duì)比發(fā)現(xiàn)，安裝相同型號(hào)組件的前提下，海上光伏組件安裝、支架安裝以及樁基礎(chǔ)的單瓦成本要分別要比地面電站高出約0.05元、0.636元、0.679元，綜合額外成本高出1.365元/瓦以上。
而據(jù)國(guó)際可再生能源機(jī)構(gòu)測(cè)算，海上光伏電站的建設(shè)成本比陸上光伏電站要高出5%-12%左右。這其中，漂浮式光伏電站的造價(jià)更高，有業(yè)內(nèi)人士曾透露，漂浮式光伏電站的原材料成本比常規(guī)光伏高10%-30%。
即便是海上光伏電站的實(shí)驗(yàn)性投入，也“造價(jià)”昂貴。以國(guó)內(nèi)首個(gè)近海漂浮式光伏電站——海南萬(wàn)寧近海漂浮式光伏電站實(shí)證項(xiàng)目為例，這個(gè)寬30米、長(zhǎng)50米的矩形光伏陣列項(xiàng)目，因?yàn)槭窃囼?yàn)項(xiàng)目，所以只運(yùn)行了十幾天，就按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行了拆除。據(jù)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、中能眾誠(chéng)新能源科技有限公司執(zhí)行董事、總經(jīng)理張曉鳴介紹，“前后一共花費(fèi)了400多萬(wàn)元。”
孫韻琳也表示，從整個(gè)行業(yè)而言，單位投資成本是目前制約海上光伏發(fā)展的最大障礙。現(xiàn)階段，單純的海面漂浮光伏項(xiàng)目收益率普遍尚不能滿(mǎn)足投資企業(yè)收益率的要求。
面對(duì)這些困難，好消息是，一些地方政府的鼓勵(lì)支持政策在陸續(xù)出臺(tái)。以山東省為例，明確提出對(duì)2022-2025年建成并網(wǎng)的漂浮式海上光伏項(xiàng)目，省財(cái)政分別按照每千瓦1000元、800元、600元、400元的標(biāo)準(zhǔn)給予補(bǔ)貼，補(bǔ)貼規(guī)模分別不超過(guò)10萬(wàn)千瓦、20萬(wàn)千瓦、30萬(wàn)千瓦、40萬(wàn)千瓦。
在企業(yè)方面，也在針對(duì)海洋環(huán)境特點(diǎn)推進(jìn)技術(shù)研發(fā)，推出新產(chǎn)品新成果。如通威的TNC技術(shù)雙玻組件，獲得了T?V北德集團(tuán)的海上光伏認(rèn)證；天合光能的至尊系列組件則獲得了T?V萊茵海上光伏認(rèn)證。這表明，我國(guó)的海上光伏組件產(chǎn)品已經(jīng)能夠應(yīng)對(duì)來(lái)自海洋環(huán)境的嚴(yán)苛挑戰(zhàn)。
針對(duì)海上的運(yùn)維難題，隆基綠能今年4月對(duì)外稱(chēng)，已開(kāi)發(fā)出了一套智能化運(yùn)維技術(shù)。只要在軟件中輸入所在海域，并填入浪高、風(fēng)速、淤泥層厚度、氣溫等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)就會(huì)給出一個(gè)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，如組件支架的最優(yōu)傾角是多少、陣列怎么排布等。
業(yè)界關(guān)心的建設(shè)成本，也在不斷降低。據(jù)晶科科技研究院院長(zhǎng)譚奇特表示，國(guó)內(nèi)漂浮式光伏電站所用的漂浮和錨固系統(tǒng)造價(jià)，已從以前的1.5元/W，降低到0.6元/W左右。而據(jù)光大證券預(yù)測(cè)，隨著海上漂浮式光伏技術(shù)的不斷進(jìn)步以及裝機(jī)量增加帶來(lái)的規(guī)模效應(yīng)，相應(yīng)電站的單瓦造價(jià)將會(huì)由10元/瓦降至4.25元/瓦。
目前說(shuō)“風(fēng)口”已來(lái)還為時(shí)尚早，但海上光伏充滿(mǎn)了想象力的開(kāi)發(fā)前景，正吸引約來(lái)越多的入局者。隨著技術(shù)障礙、成本難題的逐步突破，海上光伏將成為機(jī)會(huì)無(wú)限的細(xì)分應(yīng)用場(chǎng)景，為雙碳目標(biāo)達(dá)成貢獻(xiàn)力量。
