欧洲海上风电的标准节拍尺寸

报告 欧洲海上风电的标准节拍尺寸 及时和负担得起的推出取决于涡轮机标准化 封面:1063893770/iStock 管理总结 O 海上风电（OW）是欧洲能源转型的关键支柱。它对于实现气候目标、实现能源独立以及创造该地区未来经济的收益能力至关重要。欧洲雄心勃勃的海上风电部署计划需要供应链能力提升三倍。然而，通货膨胀、利率上调和供应链瓶颈的完美风暴已使成本自2022年以来上升了40%。以及时且负担得起的方式实现部署目标对欧洲海上风电行业来说是一项艰巨的任务，这需要开发一个强大且完全工业化的供应链体系。 今天，OW供应链围绕规模竞赛组织：谁能开发出最高的、最大的、容量最大的风力涡轮机。过去，较大的涡轮机显著降低了成本。但是，更大的涡轮机的成本效益正在减弱。实际上，如今追求不断增大的涡轮机导致成本上升，并且由于产品生命周期越来越短以及对未来涡轮机尺寸的不确定性，阻碍了产能的推出。 这种“ratrace”是由该行业的恶性循环推动的：1.政府试图降低成本，在某些国家通过竞争性拍卖实现，这只会对供应链造成短期、局部的成本压力，而不是长期、结构性的成本削减；2.项目开发商急于成为首批使用最新、最大涡轮机型号以赢得投标并保持其盈利能力；3.涡轮机OEM厂商期望通过价值定价获得更大的市场份额和/或更高的利润率，因此缩短了产品生命周期以加速新产品上市，但这也导致了性能问题；4.零部件和基础制造商、安装商和港口需要可靠的未来数量和规格预测来投资研发、产能扩展和工业化，但由于不确定性使这些投资变得过于风险。 政府必须在一定时期内强制执行统一的涡轮机尺寸标准，以打破供应链的循环。当前统一尺寸将为投资和工业化提供确定性，并支持我们所需的能力提升。从长远来看，标准化路线图将为更大或更智能的涡轮机铺平道路。只有通过统一的涡轮机尺寸，欧洲海上风电产业才能真正实现未来proof。 2罗兰贝格|欧洲海上风电的标准节拍尺寸 Contents 快速事实 Page 41能源转型的关键支柱 42艰巨的任务 73强大的供应链来控制成本 84越来越大的涡轮机的激烈竞争 105大型涡轮机的收益递减 136设置标准尺寸 167标准化路线图 218现在采取行动 120GW Ostende宣言中北海国家的雄心：2030年120GW海上风电容量 330m 海底上方15兆瓦海上风力涡轮机的尖端高度 5,600 （15兆瓦)涡轮机将安装到2030年 1 能源转型的关键支柱 欧洲的能源转型在大规模推进海上风电（OW）方面具有重大利益。不仅对于实现欧洲的气候目标至关重要 ，而且也是该地区未来能源独立和收益能力的关键支柱。 特别是在欧洲，到2040年减少温室气体排放90%、到2050年实现净零排放的目标将高度依赖于可再生能源 （OW）。以荷兰为例，其目标是供应约46%1到2050年，该国的总能源需求为OW，并将产能定为72吉瓦。 持续的地缘政治担忧，如俄罗斯联邦对乌克兰的战争和中东地区的冲突，也突显了欧洲能源系统脱离境外供应源的重要性。OW是一种充足的能源资源，该地区可以通过自身手段加以利用。 欧盟希望在脱碳技术方面加强其工业2以便产生大量国内需求，并且在地区以外拥有较大的市场份额。进一步强化欧洲OW行业在全球的领先地位将创造可持续的国内盈利能力。 2 艰巨的任务 在未来七年里，如果要推动该地区的转型进程，欧洲的海上风电行业必须将其供应链能力提高三倍——这是一项艰巨的任务。 这并不意味着无法实现这一目标。过去20年里，欧洲海上风电（OW）产业已经取得了重大进展，率先开发了新技术，并在2023年底实现了装机容量达到36吉瓦的增长。这些努力不仅必须继续，还必须加速。 为了达到欧洲的温室气体目标，围绕北海的各国元首以及欧洲可再生能源行业于2023年共同发布了《北海能源合作（NSEC）奥斯坦德宣言》，设定了一个非常雄心勃勃的目标：到2030年达到约120吉瓦，到2050年至少达到300吉瓦。在《离岸可再生能源行业宣言》中，行业承诺将新增产能从2023年的每年7吉瓦提升至本十年结束时的每年20吉瓦。 1荷兰输配电网络协会（NetbeheerNederland）估计，根据《未来能源系统：II3050情景》报告中发布的四种情景，可再生能源（OW）在电力生成中的占比将上升至41%和54%。 2《净零行业法案》由欧盟议会于2024年4月通过，规定到2030年，欧洲应根据国家能源和气候计划（NECPs）生产其年度部署需求的40 %的净零技术，并占据这些技术全球市场价值的15%。 从36吉瓦增至120吉瓦的下个七年中，总共需要向电网增加5600台15兆瓦的风力涡轮机。这意味着需要新增15艘安装船只。为了凸显这一壮举的规模：单台风力涡轮机及其安装船只的尺寸与埃菲尔铁塔相当。建造埃菲尔铁塔耗时2.2年。确实，自1889年以来我们在技术、工程和工业化方面取得了巨大的进步，但要在七年 内制造和安装5600台风力涡轮机仍是一项艰巨的任务。A 另一种说法是，NSEC目标要求欧洲的海上风电供应链能力几乎增加三倍，从2023年的每年7吉瓦新增产能提升至2030年的20吉瓦。这意味著钢铁、集结场、安装船只和人员都需要大幅增加。B A典型的15兆瓦涡轮机和安装船的尺寸及其(目标)推出速度 埃菲尔铁塔 15MW汽轮机 安装容器 高度 330m 330m 326m 卷展栏 1塔 5,600台涡轮机 15艘船 pace 2.2years 7years 7years 转子半径120m Tip高度330m Hub高度150m 平均海level 单桩嵌入 深度45m Water深度60m 海底level 资料来源：IEA，NSEC，WindEurope，公司网站 B欧洲OW供应链提升，2023-2030年 已安装OW容量 2023年与2030年的目标[GW] 3.3x 120 36 20232030 每年增加OW容量 2023年与2030年目标1[GW] 2.9x20 7 20232030 提升的关键数字 透平 [每天安装] 单桩 [吨钢每年] 21.63.7 30.62.2 编组站 [#足球场] 4 385 2,100 安装容器5 [#] 2035 人员 ['000FTE] 680250 1到《海上可再生能源产业宣言》十年末，每年20吉瓦； 2到4C海上，估计2023年和2030年的平均涡轮机尺寸分别为12兆瓦和15兆瓦； 3基于SIF数据的15MW汽轮机单桩钢材需求估算 4根据每500兆瓦农场50英亩的15兆瓦涡轮机计算(特拉华大学)； 5基于Rystad2023年关于欧洲2022年可用风力涡轮机安装船只的报告中的计算；不考虑船只改用于运营与维护（O&M）的情况。 6FTE数据取自《近海可再生能源产业宣言》。 资料来源：4COffshore，SIF，Rystad，IEA，GWEC，特拉华大学，WindEurope，RolandBerger 3 强大的供应链来控制成本 启动海上风电（OW）项目是必要的，但规模庞大。在这一启动阶段控制成本的唯一可持续方法是在海上风电及其相邻行业建立一个强大且完全工业化的供应链。供应链越强，就越能抵御内在的成本压力。对于欧洲消费者而言，进一步降低成本是他们支持能源转型的前提条件。对于欧洲能源密集型产业而言，进一步降低成本是生存的关键。在过去十年中，我们见证了海上风电项目的中标价格（CfDs和FiTs）大幅下降，运营中的风场成本显著降低。但由于通货膨胀导致原材料价格上升、利率上调以及供应链瓶颈，成本在2022年开始再次上升。目前，欧洲海上风电的平准化电力成本（LCOE）已从约50欧元/兆瓦时上升到约70欧元/兆瓦时 。3，海上电网连接成本预计也将增加(例如，从14欧元/兆瓦时增加到38欧元/兆瓦时4在荷兰） 。这一成本逆转已经导致诺福克博瑞斯风电场的推迟，并导致英国第五轮合同前照（CfD）分配-round）失败。C 3风能市场研究——对投标的影响IJmuidenVerGamma和Nederwiek" 来自2014年4月AFRY的研究报告，以及Vattenfall于2023年宣布的诺福克博雷AS项目成本上涨40%的通知 。 4基于TenneT在2023年关于五个已运营电网连接的公告，每个连接 在未来的几年里，OW农场将进一步远离海岸并进入更深的水域。这不可避免地会增加基础建设、安装和电网连接的成本。一旦OW成为国家电力生成的主要来源之一，还需要额外的成本来平衡其间歇性，例如通过储能解决方案（如电池和绿色氢气）等。因此，如果我们要保持能源系统的可负担性，OW的成本必须得到控制。为了做到这一点，我们需要一个强大且完全工业化的供应链体系，并且各个环节要协调一致。 的费用为14欧元/兆瓦时，以及到2057年所有电网连接的平均成本预计为38欧元/兆瓦时（涵盖2032年至20 57年间），以达到荷兰的目标即到2 032年实现21吉瓦的可再生能源目标 。 C截至财务收盘之日风电场的罢工价格[EUR/MWh] 英国第5轮 ? 诺福克Boreas 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0200820102012201420162018202020222024202620282030 完全委托首次电力在建或开发中或处于招标阶段失败的投标或项目开发推迟 注：转换为欧元后的敲出价格。未对例如通货膨胀、项目范围（例如包含或排除电网连接）、水深和距岸距离等因素进行修正 。此幻灯片展示了荷兰、比利时、英国、德国、波兰和法国所有至少装机容量为100MW且水深超过10米的海上风电农场，并以feed-intariff(FiT)或contractfordifference(CfD)方式招标。 来源：4C离岸 4 越来越大✁涡➴机✁激烈竞争 海上风电行业长期致力于追求更大更好✁技术，尤其是在涡➴机方面。迄今为止，规模一直是关键因素。塔筒越高，叶➴越大，产生✁能源就越多。而规模也是制造商能够区分自己并争夺市场份额✁方式。 今天，商业风电农场安装了功率为14-15MW✁风力涡➴机。目前最大✁运行原型是明阳✁16MW和东方电气✁18MW。据报道，西门子不久将在丹麦奥斯特胡尔德测试中心完成一台21MW✁原型机。几家中国风机制造商最近在其产品开发管道中宣布了更大功率✁机型，叶片直径超过310米，扫风面积相当于10.5个足球 场大小。D 这种“ratrace”是由该领域✁恶性循环推动✁。各国政府当然希望加快海上风电（OW）产能✁部署，以达到其气候目标，并降低工业和消费者✁能源成本。因此，一些国家组织了非常激烈✁拍卖，在这些拍卖中，项 目开发商必须为获得建设风场✁许可权进行财务投标——所谓✁“负投标”。这只会导致短期内供应链✁本地成本压力，而不会带来长期✁结构性成本减少。E D每个OEM✁涡➴机容量[MW] 商业运作1 1 2 26 24 36 47 223520 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 2006'08'10'12'14'16'18'20'22'24 尚未商业化Operational 宣布 1东方26兆瓦 2CSSC25MW 上海电气25兆瓦 金风科技22-25兆瓦 3明阳18.5 和22兆瓦 滚出 4金风科技16兆瓦 原型 5西门子Gamesa21MW 6东方18兆瓦 7明阳16兆瓦 欧洲选手:GEVernova西门子GamesaVestas中国播放器:中船明阳金风 1最小风电容量来自符合以下标准✁项目：底部固定式、风场规模超过30MW、部分并网或全部投运 来源：4C离岸，公司网站，新闻稿，行业新闻文章 OW部门✁恶性循环 1.各国政府2.项目开发人员 未达到气候目标由于供应链 瓶颈 无法承受✁能源行业和消费者 由于LCOE增加 4.组件和基础制造商, 安装程序和端口 无法投资于研发，容量扩展和 工业化是由于未来✁不确定性涡➴尺寸 Sup