2024年浮式海上风电展望报告（英）

浮动海上风力展望 ©IRENA2024 除非另有说明，否则本出版物中的材料可以自由使用、共享、复制、复制、印刷和/或存储，前提是IRENA作为来源和版权持有人给予适当的确认。本出版物中属于第三方的材料可能受单独的使用条款和限制的约束，在使用此类材料之前，可能需要获得这些第三方的适当许可。 书号：978-92-9260-612-1 引文:IRENA(2024),浮动海上风力展望国际可再生能源署，阿布扎比。 关于IRENA 国际可再生能源机构（IRENA）是国际合作的主要平台；卓越中心；政策，技术，资源和金融知识的存储库；以及推动全球能源系统转型的实地行动的驱动力。IRENA成立于2011年，是一个全球性政府间组织，致力于广泛采用和可持续利用各种形式的可再生能源，包括生物能源和地热、水电、海洋、太阳能和风能，以追求可持续发展、能源获取、能源安全以及低碳经济增长和繁荣。www.艾丽娜. Acknowledgements 本报告由JaidevDhavle（IRENA）在FranciscoBobshell（IRENA）和RolandRoesch（IRENA创新与技术中心主任）的指导下撰写 。 它还受益于IRENA同事的贡献和投入：GayathriPrakash，KenjiKato，JuanPabloJimenezNavarro，AdrianGonzalez，SimonBenmazzare，PaulaNardone，JamesWalker，EmanueleBianco和PaulKomor。 提供了有价值的外部评论，意见和评论：露西·克雷格（DNV），杰里米·帕克斯（DNV），维奈特·帕赫（DNV），克里斯汀·伯格（DNV），西格德·佩特森（DNV），杰尔斯蒂·迈尔（DNV），BetePretlove（DNV），马格努斯·基林兰（DNV）；梅拉 ·萨拉萨尔-里维拉（Ørsted），韦西亚（Ørsted）；弗雷德里克·西格蒂（Ørsted）；布里克·沃克·沃克（Ørsted），马格努斯·霍恩·奥奥·奥奥奥奥奥克，马格诺克 本报告还受益并纳入了IRENA海洋能源和近海可再生能源合作框架成员的投入。 出版物和编辑支持由FrancisField和StephanieClarke提供。技术审查由PaulKomor进行。该报告由LisaMastny编辑,由 PhoenixDesignAid设计。 IRENA感谢日本经济产业省的慷慨支持。 本出版物是由G7在日本2023年担任轮值主席国期间开发的，任务是IRENA对浮动海上风电的全球发展进行分析。 免责声明 该出版物和本文的材料“按原样”提供。IRENA已采取所有合理的预防措施来验证本出版物中材料的可靠性。但是，IRENA及其任何官员，代理商，数据或其他第三方内容提供商均不提供任何形式的明示或暗示的保证，他们对使用本文的出版物或材料的任何后果不承担任何责任或义务。 此处包含的信息不一定代表IRENA所有成员的观点。提及特定公司或某些项目或产品并不意味着它们被IRENA认可或推荐，而不是未提及的类似性质的其他项目或产品。本文所采用的名称和材料的呈现并不意味着IRENA对任何地区，国家，领土，城市或地区或其当局的法律地位，或对边界或边界的划定表示任何意见。 封面照片：©PhuTai/Shutterstock.com，©Aastels/Shutterstock.com和©NewAfrica/Shutterstock.com CONTENTS 1. 1.1 1.2 1.3 2. 2.1 2.2 2.3 3.浮动海上辅助考虑42 3.1 3.2 3.3 3.4 4. 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 5. 5.1 5.2 5.3 5.4 6. 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 Figures 图12000-2022年海上风电机组发展趋势11 图22000-2022年海上风电加权平均水平成本12 图3浮式海上风力发电机基础的主要类别18 图4风力涡轮机的六度运动21 图5浮动基础系泊线22 图6用于浮动基础的锚的类型23 图7海上风力传输组件-交流出口电缆24 图8浮动海上风力动态布线系统25 图9海上风力传输组件-HVDC出口电缆26 图10径向海上网络配置28 图11图：2011-2024年浮式海上风电竞争力预测30 图122002-2022年海上风电基础专利发展趋势31 图132002-2022年浮动海上风电基础申请专利的十大国家31 图142002-2022年浮动海上风电基础10大专利公司32 图15用于现场维修的塔式和平台型起重机49 图16现场起重机的技术设计注意事项50 图17质量基础设施系统的要素51 图182020年至2050年最终能源消耗总量的预期演变54 图192030年和2050年的绿色氢供应要求55 图20绿色氢气生产的成本作为电解槽部署的函数， 2020-2050......................................................................................................................................................56 图21海上风力和氢气配置的选择58 图22500MW海上风力发电厂的材料要求64 TABLES Table1浮动基础主要类别的比较19 Table2满足浮动海上风力发电组件的港口要求43 Table3港口在浮动海上风组装中的作用概述43 Table4海上风氢配置的定性比较58 Table5海上风电项目的一般环境影响考虑66 BOXES Box1IRENA对海上风电竞争力的看法11 Box2HVDC系统的最新创新27 Box3对美国西海岸港口发展的见解45 Box4为中国风能行业提出新的可持续性标准52 Box5苏格兰的氢骨干链接项目61 Box6海上风电与渔业共存的最佳做法70 Box7Equinor关于静态渔具使用的研究的关键见解 Hywind项目现场70 缩写 ABS美国航运局AEM阴离子交换膜 BOEM美国海洋能源局管理 CAPEX资本支出CfD差价合同CO2二氧化碳 JWPA日本风力发电协会 kV千伏 kW千瓦 kWh千瓦时 LCOE均衡的电力成本LCOH氢的均衡成本METI经济、贸易和 IRA降低通货膨胀法IRENA国际可再生能源机构JRC欧盟委员会联合研究中心 R&D DOE 美国能源部 Industry EEZ 专属经济区 MSP 海洋空间规划 EMF 电磁场 MW 兆瓦 EUR 欧元 MWh 兆瓦时 GBP 英镑 NREL 国家可再生能源实验室 GW 吉瓦特 O&M 操作和维护 GWh 千兆瓦时 OPEX 业务支出 HBL 氢骨干链接 PEM 质子交换膜 HVAC 高压交流电 PV 光伏 HVDC 高压直流电 QI 质量基础设施 IECIPF Commission 国际电工 国际专利家族 TLPTRL 张研究力与腿开平发台技术就绪水平 TWh太瓦小时 USDUnitedStatesdollar VSC电压源变换器 Shutterstock.com 执行摘要 国际社会的目标是实现全球平均气温上升限制在 本世纪工业化前水平的1.5摄氏度（°C），通过快速脱碳难以减弱的部门。在阿拉伯联合酋长国迪拜举行的2023年联合国气候变化会议（COP28）上，做出了历史性承诺到2030年，可再生能源容量增加三倍，能源效率增加一倍2023年，可再生能源占新增电力容量的87%，占全球装机容量的43%，创下年度纪录。海上风电凭借其高容量因素和不断增长的竞争力 ，是能源转型计划的重点。尽管海上风电取得了进展-2022年总装机容量为63吉瓦（GW）-达到1.5°C的目标需要到 2030年达到494吉瓦，到2050年达到2465吉瓦。 海上风电行业中的一个子集正在获得利益相关者的特别兴趣是浮动海上风电。这种兴趣与开放水域中可获得的巨大风能潜力以及浮动海上风力的更高水平的社会接受度有关，因为这些涡轮机中的大多数都位于远离海岸的地方，能源参与者认为这是高需求的“房地产”。全球浮动风电行业仍处于起步阶段，截至2023年，其运营容量约为270兆瓦。然而，新浮动项目的全球管道为244GW，证明了对这项技术的极大兴趣。 执行摘要 从市场和地缘政治的角度来看，七国集团国家正在加大国家努力，以提高其浮动海上风电能力-英国，法国，美国和日本是该领域最活跃的国家。与该技术相关的主要挑战是其有限的运营规模以及与固定底部海上风电相比对资本和运营支出(CAPEX /OPEX)的高要求。然而，预计到2035年，规模经济将使浮动海上风电具有竞争力和商业可行性。 在政治上，必须加快围绕该行业的国际合作，并且需要在决策者之间促进技术熟悉度，以提高浮动海上风电的知名度。从监管的角度来看，有必要开发有利的框架，以创建有利于浮动海上风电发展的生态系统。 从技术上讲，浮动海上风电是一个非常创新的领域，探索了几个组件概念，并具有不同的技术准备水平-这一观察结果与从海上风电专利数据趋势中收集的见解相对应。基础（翼梁，驳船，半潜式，张力腿平台），系泊系统和电网基础设施（使用高压直流[HVDC]电缆）是不断发展的元素，许多海上风电开发商活跃在这个空间。随着行业的持续增长，将需要增加投资以实现更大的项目规模。此外，为了进行技术整合以促进稳定的行业增长，对增加标准化和认证有隐含的要求。 如果浮动海上风电要巩固其在能源转型中的地位，那么诸如加大对港口基础设施发展的投资-与适当的海上陆上电网规划相结合-将是必不可少的。 浮动海上风电的高发电能力可以与其他部门活动相结合，例如氢气生产。不同的机构/财团正在试用几个项目，如果靠近氢需求中心，这些项目尤其相关。需要进一步调查的研究领域包括在海上安全生产氢并将其运输到岸上的最佳参数。 随着加速能源转型的努力继续，确保其可持续性将是重要的。从本质上讲，浮动海上风力项目位于离海岸更远的距离和更深的水域 。这意味着该技术对环境和生物多样性的影响远低于固定底部海上风能。然而，浮动海上风电行业仍处于起步阶段，需要持续进行详细的数据收集和环境影响评估，以验证这一观察结果。 海洋为许多海事利益攸关方提供了价值，他们的商业前景和经济生计与海洋环境密切相关，并依赖于海洋环境。在浮动海上风的背景下，在项目开发过程中必须特别考虑渔业部门的需求。捕鱼活动往往发生在与浮动海上风力项目相似的地点。这两个部门共存的主要风险是鱼类被系泊线缠住，流氓渔具阻碍了浮动风子结构组件的功能。为了促进共生关系，重要的是在项目开发的早期阶段就征求渔业利益相关者的意见。同样重要的是，利用海洋空间规划等工具来确定重叠不会导致意外冲突局势的区域。 下表提供了各国可以考虑支持其浮动海上风电行业可持续发展的优先主题领域的关键意见。 干预领域：政治 观察 加快国际合作 建议的行动 •G7将与IRENA海上可再生能源合作框架合作 分享最佳实践。 •继续参与联合研究项目和杠杆 干预领域：政策和法规 促进决策者对技术的熟悉程度 每个实体的优势。 •组织浮式海上风电能力建设活动。 •与全球行业领导者和协会合作 。 观察 在考虑浮动海上风电的政策框架中采用最佳实践 建议的行动 •为浮动海上风电设定长期部署和成本降低目标。 •发展浮动海上风电的公共收入支持 机制，如上网电价；差价合同等 。 建议的行动支持浮动海上风电与制氢的耦合 •海上氢气生产现场靠近氢气需求中心。 •优先考虑浮动氢的生产和运输 靠近海岸 •制定和实施氢价值链的质量基础设施要求。 为浮动海上风电开发支持框架 •简化海上风电许可流程。 •积极制定鼓励使用海洋的法规空间规划。 建议行动干预领域：技术和基础设施观察 干预领域：可持续性 提升漂浮风技术的成熟度•增加对浮动海上风电行业的投资。观察建议的行