在國家政策的驅(qū)動下,沿海城市積極響應(yīng)“雙碳”目標,陸續(xù)著手重點發(fā)展海上光伏產(chǎn)業(yè),廣闊的發(fā)展前景下,海洋的特殊環(huán)境使海上光伏項目面臨案例經(jīng)驗少、配套政策不足等用海問題,以及海洋環(huán)境風(fēng)險帶來的技術(shù)、經(jīng)濟等多重挑戰(zhàn),如何突破這些難題,成為解鎖海上光伏發(fā)展應(yīng)用的當務(wù)之急。
9月15日,2023中國海上光伏大會在青島盛大召開,本屆大會以“海光同行,向陽而生——海上光伏助力碳中和”為主題, 會上,多位重磅嘉賓聚焦海上新能源開發(fā)、技術(shù)、實踐經(jīng)驗與未來融合發(fā)展等,大會吸引了海洋一所、中電建西北院新能源工程院、中電建華東院勘測設(shè)計研究院、山東電建公司、上海電力設(shè)計院、中核匯能、東營能源集團、國家太陽能光伏產(chǎn)品質(zhì)量檢驗檢測中心、中車時代、大唐山東公司以及哈爾濱工業(yè)大學(xué)、大連理工大學(xué)等科研院校、證券基金和業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的制造及上下游產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)代表。
索比光伏網(wǎng)總編、索比咨詢首席分析師 曹宇
近兩年,我國將“碳達峰、碳中和”目標確立為頂層戰(zhàn)略布局,并研究出臺政策,引導(dǎo)大型光伏發(fā)電項目使用戈壁、荒漠、荒灘等未利用地建設(shè),推動海上光伏產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。我國大陸海岸線長1.8萬公里,按照理論研究,可安裝海上光伏的海域面積約為71萬平方公里。按照1/1000的比例估算,可安裝海上光伏裝機規(guī)模超過70GW。
在國家政策的驅(qū)動下,沿海城市積極響應(yīng)“雙碳”目標,陸續(xù)著手重點發(fā)展海上光伏產(chǎn)業(yè),廣闊的發(fā)展前景下,海洋的特殊環(huán)境使海上光伏項目面臨案例經(jīng)驗少、配套政策不足等用海問題,以及海洋環(huán)境風(fēng)險帶來的技術(shù)、經(jīng)濟等多重挑戰(zhàn),如何突破這些難題,成為解鎖海上光伏發(fā)展應(yīng)用的當務(wù)之急。
本屆大會以“海光同行,向陽而生——海上光伏助力碳中和”為主題,今天,索比光伏網(wǎng)與各位相聚在此,希望與各位嘉賓一起,為協(xié)力打造技術(shù)先進、生態(tài)友好、智慧融合的“環(huán)渤海、沿黃海”雙千萬千瓦級海上光伏基地貢獻力量。
山東省新能源產(chǎn)業(yè)協(xié)會常務(wù)副秘書長 牟強
山東新能源行業(yè)聚焦“發(fā)展綠色能源,助力動能轉(zhuǎn)換”核心任務(wù),以海上風(fēng)電、海上光伏、膠東半島核電、魯北鹽堿灘涂地風(fēng)光儲輸一體化、魯西南采煤沉陷區(qū)“光伏+”等“五大清潔能源基地”為重點,推動新能源和可再生能源實現(xiàn)規(guī)模化、跨越式發(fā)展。截至6月底,全省新能源和可再生能源發(fā)電裝機達到8381.8萬千瓦,同比增長27.4%,占電力總裝機的比重提高到41.8%。其中光伏發(fā)電裝機4945.8萬千瓦,繼續(xù)穩(wěn)居全國首位。
近兩年,山東省光伏正在由陸到海“進擊”,2022年7月,山東省能源局發(fā)布《海上光伏建設(shè)工程行動》,按照由近及遠、由易到難、示范先行、分步實施總思路,統(tǒng)籌推進海上光伏規(guī)?;⒓s化、協(xié)同化發(fā)展,打造技術(shù)先進、生態(tài)友好、智慧融合的“環(huán)渤海、沿黃海”雙千萬千瓦級海上光伏基地。山東省新能源產(chǎn)業(yè)協(xié)會將繼續(xù)發(fā)揮平臺作用,建立好與政府、廣大合作商溝通的橋梁,積極為會員服務(wù)。
國家海洋技術(shù)中心海洋能發(fā)展中心副主任 崔琳
新世紀以來,沿海國家紛紛制定或調(diào)整海洋戰(zhàn)略,以期在維護各自海洋利益的爭奪中占據(jù)先機,先后有20多個國家發(fā)布了國家海洋戰(zhàn)略和政策,主要圍繞海洋權(quán)益、海洋資源、海洋環(huán)境等,加強對海洋的控制、占有和利用。目前國際上海上光伏產(chǎn)業(yè)都還處于示范或預(yù)商業(yè)化階段,已有多個國家在漂浮式海上光伏領(lǐng)域展開探索,開發(fā)了相關(guān)的技術(shù)和海上項目,開展漂浮式海上風(fēng)電、海上光伏與其他海洋能源形式融合發(fā)展新模式的探索,復(fù)合利用海洋自然資源和海域空間資源,可形成優(yōu)勢互補,優(yōu)化空間配置、提高資源利用效率,促進集約節(jié)約用海,推動海洋清潔能源領(lǐng)域的的技術(shù)融合創(chuàng)新。
國際上已涌現(xiàn)出漂浮式海上風(fēng)電制氫、海上風(fēng)電與深遠海養(yǎng)殖融合、海上風(fēng)電與波浪能、浮式光伏等多種可再生能源聯(lián)合利用形式。隨著全球海上光伏快速增長,市場需求增長促進了度電成本進一步降低,未來的海上光伏將與水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)、制氫等產(chǎn)業(yè)結(jié)合,實現(xiàn)價值最大化,海上“風(fēng)光同場”是未來海洋能源的重要發(fā)展方向。
國華能源投資公司綠色能源與建筑研究中心主任 湯洋博士
山東是海上光伏走在整個中國、世界前列的省份,國家能源集團已獲得了山東東營墾利HG14和威海文登HG32兩個海上光伏開發(fā)權(quán),總規(guī)模180萬千瓦,并在海上光伏研究與工程應(yīng)用上,正在開展組件耐候性、新型樁基及浮體結(jié)構(gòu)等前端技術(shù)研究,并開始進行示范工程應(yīng)用,最后形成企業(yè)標準、行業(yè)標準、國家標準思路引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。此外,海上光伏項目建設(shè)前涉及到的水文測試和地勘測試,急需研發(fā)新型適用于大規(guī)模海上光伏地勘勘測技術(shù),同時渤海海域海冰現(xiàn)象嚴重,對于樁機式海上項目幾乎致命,因此在項目設(shè)計前不可以忽視海冰的影響,應(yīng)繼續(xù)研究新技術(shù),一是如何抵抗海冰;二是對于海冰沖擊要求有所不同,如何做到差異化設(shè)計。
就整個世界范圍而言,近海光伏還沒有大規(guī)模項目建設(shè),但近期有項目逐漸建成,所以在漂浮式光伏需要投入更多研發(fā),包括結(jié)構(gòu)、水動力耦合和抗冰、抗浪、耐久性等方面,研究。同時希望大家能夠遵循科學(xué)研究、技術(shù)研究到產(chǎn)業(yè)化的客觀規(guī)律和邏輯,先進行仿真模擬計算,獲得計算模型數(shù)據(jù)后,再做室內(nèi)小型水池實驗,小型海上實證平臺。目前,國家能源集團正沿著這條思路在仿真模擬、水池實驗、試驗平臺一步步往前走,進行專利布局,申請相關(guān)專利。
天合光能中國區(qū)產(chǎn)品市場負責(zé)人魯曉晟
我國海岸線相對綿長,海上光伏在未來有超百GW安裝潛力。相比陸地,海洋環(huán)境復(fù)雜多變,風(fēng)、浪、流作用下浮體結(jié)構(gòu)所受荷載激增,光伏系統(tǒng)安全面臨“三高三強”的嚴峻挑戰(zhàn):高溫、高濕、高鹽霧、強風(fēng)、強浪、強降水。在嚴苛的海洋環(huán)境下,要求組件具備更高可靠性和耐候性。海上大風(fēng)天氣頻繁,在風(fēng)浪流綜合作用下,漂浮電站的錨固和系泊系統(tǒng)考驗大大增加,電站起火和破壞時常發(fā)生,海上風(fēng)浪考驗組件的載荷和抗風(fēng)性能,在IEC 61215基礎(chǔ)上,天合光伏組件設(shè)計進行了不均勻雪載、極限低溫、動載疲勞、冰雹沖擊、風(fēng)洞測試5項加嚴項目,并通過第三方機構(gòu)測試。
其中,天合至尊670W系列組件通過強臺風(fēng)“梅花”的實戰(zhàn)考驗,組件全部完好無損。此外,至尊670W雙玻組件在版型電路設(shè)計上更優(yōu),在鳥糞遮擋下熱斑溫度較低,風(fēng)險較小。憑借優(yōu)異的可靠性表現(xiàn),天合光能榮獲TUV萊茵全球首張海上光伏認證證書,是全球首家也是唯一一家獲得該證書的光伏企業(yè),成為光伏產(chǎn)品在海上應(yīng)用的重要里程碑。
中電建西北院新能源工程院土建一所副所長 崔振磊
根據(jù)各省公開發(fā)布的第三次國土調(diào)查主要數(shù)據(jù)公報統(tǒng)計,沿海省份總計沿海灘涂面積約1.51萬平方公里,參考已開展工作的項目,估算國內(nèi)沿海各省市固定式海上光伏樁基開發(fā)規(guī)??蛇_17940萬千瓦。但當前海上光伏開發(fā)仍處于技術(shù)探索期,經(jīng)驗不足,目前已建成海上光伏電站均為規(guī)模較小的實證電站,國內(nèi)已建成的成功應(yīng)用案例多為固定式樁式近海光伏項目。影響海上光伏項目開發(fā)涉及因素過多,包括設(shè)計條件復(fù)雜、成本敏感性高等,海上光伏設(shè)計要圍繞海洋水文、地質(zhì)勘測、極限風(fēng)速、技術(shù)創(chuàng)新、多維結(jié)合等關(guān)鍵問題。
下一步,針對海上光伏,一是要加強科學(xué)規(guī)劃指導(dǎo),注重科學(xué)規(guī)劃,全局考慮、通盤布局,搶抓市場先機,爭做全球海上光伏引領(lǐng)示范省;二是要加強統(tǒng)籌協(xié)調(diào)推進,加強能源主管部門與海事部門、自然資源部門、電網(wǎng)公司等的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)及統(tǒng)籌審批,研究制定整體申批程序,指導(dǎo)開發(fā)企業(yè)整體推進;三是帶動裝備制造產(chǎn)業(yè),立足區(qū)位優(yōu)勢,通過引進高端裝備制造產(chǎn)業(yè)和配套企業(yè),加大科技研發(fā)力度,延伸上下游戶業(yè)鏈,打造海上光伏智能裝備制造產(chǎn)業(yè)集群,助推區(qū)域經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展;四是在用海補償金、立體化開發(fā)模式、電力接人、科技研發(fā)、裝備制造產(chǎn)業(yè)等方面出臺相關(guān)支持政策。
晶科能源解決方案高級經(jīng)理 謝思源
當前,各個沿海城市積極推進海上、灘涂地光伏項目開發(fā),預(yù)計全國總計海上可開發(fā)面積182000萬平方公里,海上光伏裝機容量預(yù)計為179.4 GW;沿海灘涂面積15123.33萬平方公里,灘涂光伏裝機容量預(yù)計為210.6 GW。海上光伏可減輕對當下士地資源壓力,市場潛力巨大,但考慮海洋環(huán)境的復(fù)雜性,需要謹慎和充分考慮技術(shù)、經(jīng)濟和環(huán)境等方面的因素。
在此背景下,晶科N型Tiger Neo組件針對邊框、膠膜和連接器等進行升級,為海上光伏項目帶來更可靠和可持續(xù)的發(fā)電量。得益于N型組件具有更高光電效率,采用晶科N型Tiger Neo組件,保守估算BOS成本可節(jié)約5分/以上,電站系統(tǒng)海域成本可節(jié)省約3.2%。同時,由于N型組件具有更優(yōu)的雙面率,溫度系數(shù)及更低夏減率,經(jīng)過初步測算對比,可使得電站全生命周期項目發(fā)電量增加3.7%。
海域海島環(huán)境科技研究院董事長 徐偉
現(xiàn)下,光伏用海申請要重點關(guān)注以下幾個事項,一是開展選址研究,要注意與國土空間規(guī)劃、海洋生態(tài)紅線、用?,F(xiàn)狀的協(xié)調(diào)性、海上交通安全的兼容性、海洋生態(tài)環(huán)境敏感目標和環(huán)境敏感區(qū)的影響、對軍用設(shè)施的影響以及與其他行業(yè)性規(guī)劃的銜接性。二是要明確工作內(nèi)容,包括海洋環(huán)境調(diào)查、電纜管道鋪設(shè)許可、工程可行性研究、工程可行性研究等;三是控制申報流程,用海申請要獲得三項主要許可,有海域使用申請、海洋環(huán)境影響評價核準、電纜管道許可等;四是開展前期調(diào)查、至少提前一季度調(diào)查水文動力條件、海水水質(zhì)、沉積物、生物質(zhì)量、海洋生態(tài)等;五是要準確界定用海方式,包括透水構(gòu)筑物、專用航道、錨地用海、海底電纜管道等;六是要關(guān)注資源環(huán)境影響等事項,大面積的覆蓋海域是否惠對溶解氧、光合作用、鳥類、漁業(yè)資源、電磁輻射等資源環(huán)境造成影響。
華為數(shù)字能源技術(shù)有限公司山東代表處解決方案經(jīng)理 韓孝琴
海上光伏是實現(xiàn)碳中和以及構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要實踐,但目前面臨電站收益需求受海上惡劣環(huán)境影響大、傳統(tǒng)方案智能化程度低,運維難度大,以及海上環(huán)境對電站財產(chǎn)安全和人身安全帶來的隱患等問題。在此背景下,華為推出海上光儲解決方案,通過“能量流信息流融合、光儲融合、數(shù)字技術(shù)電力電子技術(shù)融合”三個融合,打造了“自動駕駛、安全可靠”的海上光伏精品工程,并通過五大創(chuàng)新解決方案,助力海上光伏建設(shè)。
其中,華為海上光儲解決方案采用全新1500V智能組串式光伏系統(tǒng),可實現(xiàn)組件全量適配,通過全新架構(gòu)智能組串儲能系統(tǒng),“一包一優(yōu)化一簇一管理”,達到更高可用容量,更高安全標準,可降低LCOS 20%。同時,華為海上光儲解決方案還采用海上光伏基地自動駕駛平臺,通過能量流與信息流融合,使能清潔能源基地自動駕駛。
在安全方面,華為海上光儲解決方案應(yīng)用技術(shù)安全、信息安全、電氣安全、設(shè)備安全“四大安全”技術(shù),能從端到端實現(xiàn)大型光儲電站全生命周期安全穩(wěn)定運行。
中國電建華東院東勘測設(shè)計研究院有限公司高級工程師 趙悅
海上光伏是一種新的海洋能源利用和資源開發(fā)方式,是光伏發(fā)電與海洋工程的綜合體。據(jù)統(tǒng)計,全球海上光伏潛在容量約40億千瓦,我國海上光伏理論可安裝量超0.7億千瓦。2020~2022年,我國陸續(xù)出臺海上光伏產(chǎn)業(yè)相關(guān)政策,加快創(chuàng)新“光伏+”模式,推進光伏發(fā)電多元布局。今年以來,山東、浙江等東南沿海省份正在大力推動海上光伏的發(fā)展,并出臺了具體細則。除了分布式、大基地項目外,海上正成為光伏應(yīng)用的重要場景和爭奪重點。
與陸上光伏結(jié)構(gòu)相比,海上光伏是面臨更加嚴苛的海洋環(huán)境。面對海洋工程全生命周期設(shè)計,對設(shè)計、建造、施工、運維能力提出了更高的要求。海上光伏產(chǎn)業(yè)尚處于初級階段,明顯制約其規(guī)?;?、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,存在結(jié)構(gòu)耐久性、可靠性、基礎(chǔ)經(jīng)濟性、安全性、運維便利性、智能化等問題。當前,全生命周期設(shè)計理念是海上光伏發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié),在工程項目的整個生命周期內(nèi),通過對各個階段的管理,實現(xiàn)項目的可持續(xù)發(fā)展,提高項目的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益。工程全生命周期管理包括項目策劃、設(shè)計、施工、運營、維護和退役等階段。