海上风电发展研究

一、全球海上风电发展现状

根据全球风能协会(GWEC)的年度风电统计，截至2016年底，全球海上风电累计装机容量为14,384 MW，其中2016年新增2,219 MW，同比增长18.2%。全球海上风电占风电总装机容量的比重从2011年的1.73%上升到2016年的2.96%。2011-2016年全球海上风电累计装机容量及占比如图1所示。

截至2016年底，全球已建成海上风电场的国家有14个，其中欧洲国家占据10席，亚洲国家以中日韩为主。2016年，美国海上风电实现零的突破。从地区来看，欧洲仍然是全球海上风电行业的领导者，其中英国、德国和丹麦最为突出。目前，英国是海上风力发电的领先国家。截至2016年底，英国海上风电累计装机容量已达5156兆瓦，占全球海上风电总装机容量的35.8%；中国海上风电累计装机容量已超过1500兆瓦，位居世界前三。除了中国，2016年亚太地区的日本和韩国海上风电也有所发展，跻身全球海上风电前十的国家；葡萄牙2 MW样机于2016年退役，海上风电累计装机容量为零。从单机容量来看，大型海上风电机组是未来海上风电发展的必然趋势。Vestas开发的海上风力发电机最大单机容量达到9.5 MW。

二。中国海上风电发展现状

(一)中国海上风能资源

中国有18000多公里的海岸线和6000多个岛屿。海上风能资源主要集中在东南沿海及其附近岛屿，风能密度基本在300 W/m2以上，泰山、平潭、陈达、嵊泗等沿海岛屿可达500 W/m2以上，其中泰山岛风能密度为534 W/m2，是我国有记录以来最大的风能资源。根据风能资源调查结果，我国5 ~ 25m水深、50m高度的海上风电开发潜力约为2亿千瓦。5 ~ 50m水深、70m高度的海上风电发展潜力约为5亿千瓦。

我国丰富的海上风能资源主要得益于夏秋季的热带气旋活动和冬春季北方冷空气的影响。由于沿海省市的地理位置和地形条件不同，海上风能资源也呈现出不同的特点。从全国范围来看，在垂直于海岸的方向上，风速随着离岸距离的增加而增加。一般来说，越靠近海岸的地区，风速增加越明显。当距离超过一定值时，风速基本停止增加。与沿海方向平行，中国风能资源最丰富的地区出现在台湾省海峡，从南到北呈递减趋势。

台湾省海峡年平均风速基本在7.5-10 m/s之间，部分地区年平均风速可达10m/s以上，该地区也是我国受台风影响最严重的地区之一，风电场以IECⅰⅰ或ⅰ+为主。从台湾省海峡到广东、广西以南，90m高度的年平均风速逐渐下降到6.5 ~ 8.5m/s，大部分风电场属于IEC或II类。从台湾省海峡到浙江、上海、江苏以北，90m高度的年平均风速逐渐下降到7 ~ 8m/s，浙江、上海大部分风电场属于IEC II到I+，江苏大部分风电场属于IEC III或II。位于环渤海和黄海北部90米高度的辽宁、河北海域年平均风速基本在每秒6.5-8米之间，该海域大部分风电场属于IEC III类。中国沿海各省风资源统计见表1。

综上所述，我国近海大部分海域90m高度年平均风速为7 ~ 8.5m/s，风能资源良好，适合大规模开发建设海上风电场。我国长江口以北海域基本属于IEC III或II风电场，长江口以南海域基本属于IEC II或I，部分地区属于I+风电场。与一级风电场相比，三级风电场50年一遇的最大风速较低，适合选择转轮直径较大的机组。随着每千瓦风扫面积的增加，三级风电场在相同风速下发电量更高。风电场的理想风资源应具有较高的年平均风速和较低的50年一遇最大风速。因此，综合考虑风能资源的优劣和台风的影响，长江口以北海域更适合发展海上风电。