浮动风能和太阳能

PitchBookData,Inc. JohnGabbert创始人、首席执行官NizarTarhuni机构研究和编辑副总裁PaulCondra新兴技术研究负责人 机构研究小组 分析 新兴技术研究 浮动风能和太阳能 浮动风能和太阳能技术在某些应用中提供了独特的优势 PitchBook是一家晨星公司，为在私人市场开展业务的专业人士提供最全面、最准确和难以找到的数据。 约翰·麦克唐纳 新兴技术高级分析师john.macdonagh@pitchbook.com 关键要点 发布 设计：ChloeLadwig和JoeySchaffer 发表于2023年7月17日 Contents 浮动风能和太阳能2VC生态系统 •浮动风能和太阳能技术的VC生态系统很小，这是由历史上对固定实施的更高关注以及专门为可再生能源设计的浮动平台技术的不成熟驱动的。但是，全球对这些技术的兴趣正在增加，浮动可再生能源的各种应用为该领域的公司提供了机会。 •浮风技术侧重于近海，深水实施，但当地条件的差异，如水深，波浪高度和海床组成，影响不同技术的可行性。没有单一的方法 比其他人更有效。通常更倾向于近岸人造水体的浮动太阳能也多种多样，具有多种应用，包括市政和工业水库以及水产养殖业。 •浮动风能和太阳能技术面临一些重大挑战，这些挑战主要基于相对于固定设计的成本溢价，但也基于浮动平台和电网连接的技术困难。随着技术的成熟，浮动和固定技术之间的价格差异预计将减少-美国的估计显示，相对于固定太阳能项目，浮动太阳能项目的价格溢价约为25％。1在美国，浮动风估计比固定底部海上风具有176%的价格溢价，尽管预计到2035年这一比例将大幅下降，仅为21%。2 •浮动可再生能源技术还提供了一系列好处，包括减少土地使用；进入风力更强、更稳定的地区(在浮动海上风力的情况下)；减少水库的水损失(在浮动太阳能装置的情况下)。 1：“浮动光伏系统成本基准：2021年第一季度人工水体安装”，国家可再生能源实验室，VigneshRamasamy和RobertMargolis，2021年10月。 2：“预测海上风能成本的驱动力”，能源部，2023年4月13日。 1 浮动风能和太阳能VC生态系统 相对于陆地和固定底部的海上风能和太阳能行业，浮动风能和太阳能行业仍然很小。目前，许多最大的装置都是由葡萄牙EDP等公用事业公司或大型上市公司建造的，这些公司专注于能源，通常在石油和天然气领域具有重要的历史活动。漂浮太阳能和风能技术的核心技术挑战。 providersliesinthefloatingplatform,astheelectricity-generationcomponentstheysupportedareoftensourcedexternal.Mostofthestartsinthisspacefollowthisapproach,developingfloatingplatformthemselvesandthenchoosingappropriatewurbersontheseplat 目前，由于浮动技术相对于固定基础装置的成本溢价和有限的需求，但在排放目标和对能源独立性和弹性重要性的更广泛认识的推动下，关键地区的兴趣正在增加。 专注于浮动能源的VC支持的公司在风能和太阳能类别之间相当平均，欧洲占公司的50％以上在这两个类别中。VC交易规模往往有点低，PrinciplePower的 2,000万美元的早期VC交易和2,200万美元的后期VC交易是最大的。考虑到VC支持的浮动风和太阳能空间的大小，很少看到出口。2021年，总部位于法国的浮动风技术开发商Ideol被总部位于挪威的海上风电公司BWOffshore收购，并在不久后通过IPO以BWIdeol上市，筹集了6760万美元。BWIdeol使用带有阻尼池的驳船型平台进行稳定，并在法国和日本都有运营项目。其他欧洲项目正在进行中，包括合作伙伴关系，作为苏格兰北部海岸Bcha海上风电项目的一部分，开发约1吉瓦的浮动风能。Hexico是一家总部位于瑞典的浮动风能技术开发商，经过几轮风险投资，2021年通过IPO筹集了4140万美元。公司也有。一直在欧洲扩展其项目组合，在意大利和瑞典的发展尤为强劲。Hexicon使用多涡轮机方法，根据现场条件 ，在半潜式或张力腿平台（TLP）上使用两个涡轮机。 由于其大量的可行地点，美国在漂浮太阳能增长方面具有特别强的潜力。 漂浮的风能和太阳能代表了创业公司的机会。该领域的市场参与者很少，包括美国，欧盟和英国在内的几个关键地区已经宣布了可再生能源的增长，包括浮动能源的具体增长目标。欧洲和亚洲已经开始增加装机容量，美国已经举行了第一批浮动海上风电租赁拍卖。 这些租约包括加利福尼亚沿海的五个地点，其中四个由欧洲公司赢得。俄勒冈州和缅因州的网站预计将于2024年进一步拍卖。政策支持正在推动多个地区的采用，对能源弹性的兴趣也是一个关键驱动因素。浮动太阳能初创公司的方法和目标应用各不相同，包括市政和工业水库以及水产养殖。由于其大量的可行地点，美国在漂浮太阳能增长方面具有特别强的潜力。3 3：“全球水库上浮动太阳能光伏发电的能源生产和节水”，《自然可持续发展》，JinYubin等人，2023年3月13日。 浮动平台的技术多种多样，最合适的技术将取决于用例。初创公司倾向于专注于单一设计，这为浮动风能和太阳能市场的各种方法提供了空间。由于浮动平台的发电技术通常来自第三方，因此开发浮动平台的初创公司是潜在的目标。 合作伙伴关系或收购，以扩大提供可再生能源硬件或固定底部可再生项目的公司的产品。 对浮动能源的需求 随着各国宣布气候目标和低碳能源技术的成本下降，全球清洁能源努力一直在增长。此外，最近的地缘政治事件突显了可再生能源可以提供的能源安全的重要性。在某些情况下，可再生能源技术的能源均衡成本（LCOE）现在与传统的基于化石燃料的方法相比具有成本竞争力，公用事业规模的太阳能和风能是最便宜的选择，特别是在考虑政府补贴时。4,对于太阳能和风力发电，总成本因当地气候、现有连接等因素而异 对社区和住宅可再生能源的兴趣已经增加,但是这些应用相对于大规模设施而言具有更高的LCOE。 尽管地面装置代表了所有风能和太阳能项目的最低成本，但对水装置的需求也在不断增长-特别是对于海上风能项目。尽管它们的LCOE略高，但这些 installationscontrendlesswithaestheticproblemsandhigherlandcosts.Existingdesignsforfixed-bottomshorewindtechnologyallowstobeconstructedinwateruptoadepthofabout200feet,whichprovidesplacy 对于具有大量大陆架的区域，但在水深增加更快的位置，海上风能必须依靠浮动技术。 浮动平台在石油和天然气行业中具有悠久的勘探和生产历史，这些技术的发展构成了浮动海上风力涡轮机（ FOWT）设计的基础，这些设计通常通过其稳定方法分开：6 4：LCOE是衡量装置寿命期间的平均发电成本，包括初始资本成本，运营和维护以及适当的燃料成本。本质上，LCOE等于资产寿命期间的成本总和，除以总发电量。 5：“拉扎德的能源均衡成本分析-16.0版”，拉扎德，2023年4月。 6：“海上风电场部署的浮动支撑结构的关键审查”，物理学杂志：会议系列，MareikeLeimeister等人，2018年。 •浮力稳定的平台在水面上具有相对较宽的横截面积和浅的吃水深度，可用于较浅的水域，也可用于港口的建造和维护。这些设计可以由驳船式平台或半潜式平台组成，其中有几个浮动浮筒彼此相连。 •镇流器稳定平台，通常被称为spar平台，使用底部带有镇流器的深吃水设计。这提供了良好的稳定性并降低了 由于波浪运动，但需要更深的水，可能会导致运输和安装的挑战。 •系泊稳定平台使用TLP设计，这与其他设计的不同之处在于它们的系泊线受到来自 水下平台。水下平台允许较小的水平面横截面，提供额外的稳定性，但安装挑战更显著，特别是系泊线 。 浮力稳定 驳船半潜式 系泊稳定 张力腿平台 稳定的镇流器 翼梁 资料来源：PitchBook和电子产品，源自知识共享 在美国，FOWT是最近的发展，FOWT站点的首次拍卖将于2022年底结束。在五个中标中，由PE支持的Invenergy是美国唯一的赢家。美国已宣布计划加快采用浮动海上风电以及固定底部海上风电。7而能源部计算得出，浮动海上风电的平均LCOE为 大大高于固定底部海上风电(浮式风电为207美元/兆瓦时 2021年固定为75美元/兆瓦时），预计该技术的成熟将在2035年之前大大减少这一差距（浮动为64 美元/兆瓦时，固定为53美元/兆瓦时）。8 7：“美国能源部宣布加快美国浮动海上风电部署的新行动”，能源部，2023年2月22日。 8：“预测海上风能成本的驱动力”，能源部，2023年4月13日。 目前，浮动太阳能与FOWT的作用有所不同。它通常应用于较小的尺度，通常应用于人工水体，如水库和运河。它用于额外的发电或 补充附近的能源消耗，并且由于浮动太阳能和浮动风能应用的水条件不同，因此倾向于与浮动风能平台具有不同的工程要求。浮动太阳能技术的更小表面积也简化了平台的要求。 地理差异 尽管一些地区在实施浮动能源技术方面取得了进展，但人们对浮动风能和太阳能的大规模采用和开发的总体兴趣仅在最近才出现。总体而言，欧洲和亚洲更先进，大型项目包括： •HywindScotland：世界上第一个商业浮动海上风电场在浮梁平台上涉及五个6兆瓦的FOWT，总容量为30兆瓦。该项目是挪威能源公司Equinor和阿拉伯联合酋长国能源公司Masdar的合资企业。 •HywindTampen：Equinor目前正在建设中，这将是运营后最大的浮动海上风电场，由11个浮石平台上的FOWT组成，总容量为60兆瓦。该项目将用于为附近的海上油气田提供清洁能源。 •金卡丁海上风电场：目前最大的浮动海上风电场，位于苏格兰海岸15公里处，由五台维斯塔斯涡轮机组成，位于PrinciplePower建造的半潜式浮动平台上。 •Alqueva浮式太阳能发电厂：位于葡萄牙Alqueva的这座5兆瓦的浮式太阳能发电厂是在 Alqueva大坝的水库上建造的，是欧洲最大的浮式太阳能装置。 •Hapcheon大坝：位于韩国庆尚南部的这座41兆瓦的浮动太阳能发电厂是由浮动太阳能开发商 Scotra使用韩国韩华的太阳能电池建造的。 除这些项目外，欧洲，亚洲和北美国家都表示，作为其更广泛的能源转型计划的一部分，将增加其浮动风能和太阳能容量。英国长期以来一直是固定底海上风电生产的全球领导者，并加快了其浮动海上风电计划 ，目标是到2030年达到5吉瓦。9为了实现这一目标，CrownEstate正在开发凯尔特海的额外产能，该公司正在为浮动海上风电设施完善潜在的项目开发区域。10 9：“海上风电净零投资路线图”，能源安全和净零部，2023年3月31日。10：“浮动海上风电”，皇冠庄园，n.d.，2023年7月6 日访问。 同样，美国也在加快其固定底部和浮动海上风电的计划，但欧洲赢得了大部分地点的拍卖，这反映了非洲大陆更成熟的浮动海上风电产业。11 挑战和好处：风 没有单一的设计是最有效的，因为他们每个人都有自己的优势和 弱点，以及给定安装的理想平台设计可能会因现场条件和可用基础设施而异。 建造海上风力涡轮机相对于陆上风能带来了一些额外的挑战，包括更困难的维护，基础 建设和电网连接。由于与海岸的距离增加，水更深以及设计坚固，稳定的浮动平台的困难，浮动海上风力技术可能带来进一步的挑战。石油和天然气行业使用的浮动平台是一个很好的起点，但必须进一步完善以适应风力涡轮机。没有一个单一的设计是最有效的，因为它们都有自己的优点和缺