由于其巨大的能源潛力和成本競(jìng)爭(zhēng)力，海上風(fēng)電行業(yè)受到了能源界的極大關(guān)注。
根據(jù)國(guó)際可再生能源署(IRENA)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，截至2022年，全球累計(jì)安裝了63GW的海上風(fēng)電容量。
2010-2022年期間，海上風(fēng)電發(fā)電的平準(zhǔn)化成本下降了59%。“盡管取得了這些積極進(jìn)展，但國(guó)際社會(huì)仍需要進(jìn)一步創(chuàng)新和行動(dòng)，以確保到2030年和2050年，全球海上風(fēng)電容量分別達(dá)到494GW和2465 GW，符合國(guó)際可再生能源機(jī)構(gòu)氣溫升幅限制1.5℃之內(nèi)的目標(biāo)。
“到2050年，風(fēng)電(陸上和海上)將從目前的900GW大幅增加到10000 GW以上，幾乎占可再生能源總裝機(jī)容量的三分之一。”
IRENA表示，就海上風(fēng)電而言，到2050年，全球裝機(jī)容量將達(dá)到近2500GW。“這需要比目前的水平(到2022年達(dá)到63GW)增加40倍，使海上風(fēng)電成為未來(lái)三十年內(nèi)實(shí)現(xiàn)全球氣候目標(biāo)的領(lǐng)先技術(shù)之一。”
專利申請(qǐng)數(shù)量大幅上升
IRENA最近發(fā)布了一份關(guān)于海上風(fēng)電供應(yīng)鏈創(chuàng)新趨勢(shì)的專利洞察報(bào)告。它是由歐洲專利局(EPO)聯(lián)合編寫的。
專利數(shù)據(jù)顯示，從2006年到2012年，全球?qū)＠暾?qǐng)量激增，隨后一直停滯不前，直到2017年專利活動(dòng)死灰復(fù)燃。
浮式基礎(chǔ)、運(yùn)輸和機(jī)械傳動(dòng)在海上風(fēng)電領(lǐng)域的專利數(shù)量最多。
“從2002年到2022年，約有17000個(gè)與海上風(fēng)能相關(guān)的專利家族被公布，平均每年增長(zhǎng)18%。2014年至2017年間，申請(qǐng)量停滯不前，但隨后急劇增加。申請(qǐng)量最大的國(guó)家是中國(guó)(占專利家族總數(shù)的52%)，其次是韓國(guó)(6%)、德國(guó)(5%)、日本(5%)，美國(guó)(4%)和丹麥(4%)。”
對(duì)海上風(fēng)電行業(yè)的關(guān)鍵政策見(jiàn)解
海上風(fēng)電的發(fā)明增加，在歐洲、亞洲和美國(guó)占據(jù)主導(dǎo)地位，成為未來(lái)市場(chǎng)。在申請(qǐng)國(guó)際專利家族(IPF)前10名國(guó)家的排名中，有7個(gè)國(guó)家是歐洲國(guó)家，其中德國(guó)和丹麥領(lǐng)先。
浮動(dòng)基礎(chǔ)、運(yùn)輸和綠氫吸引了發(fā)明活動(dòng)。
大多數(shù)海上風(fēng)電的發(fā)明集中在三個(gè)領(lǐng)域：浮式基礎(chǔ)、運(yùn)輸設(shè)備以及渦輪機(jī)的安裝。市場(chǎng)趨勢(shì)表明，鑒于浮式基礎(chǔ)有潛力將渦輪機(jī)安置在風(fēng)力發(fā)電潛力豐富的深水中，人們對(duì)開(kāi)發(fā)浮式基礎(chǔ)的興趣越來(lái)越大。
專利數(shù)據(jù)證實(shí)了這一點(diǎn)，表明行業(yè)參與者正在這一技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行創(chuàng)新。塔筒和葉片設(shè)計(jì)以減少鋼鐵需求并提高可持續(xù)性：海上風(fēng)電行業(yè)的參與者也在尋找塔筒的替代設(shè)計(jì)(即混凝土和網(wǎng)格結(jié)構(gòu))，這可能會(huì)減少對(duì)鋼鐵的需求。稀土材料在傳動(dòng)系中的使用增加。在這里，由于直接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的有效成本重量功率密度比，該趨勢(shì)顯示出對(duì)其的持續(xù)興趣;然而，這一趨勢(shì)意味著永磁同步發(fā)電機(jī)的利用率將有所提高。
現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)能和制氫，以平衡電力系統(tǒng)并創(chuàng)造額外價(jià)值。人們?cè)絹?lái)越關(guān)注靈活的能源系統(tǒng)，以應(yīng)對(duì)可再生技術(shù)的可變性。海上風(fēng)能技術(shù)的專利數(shù)據(jù)也表明，人們對(duì)儲(chǔ)能選擇越來(lái)越感興趣，尤其是海上風(fēng)電場(chǎng)和氫氣生產(chǎn)的結(jié)合，這為幫助脫碳活動(dòng)提供了額外的好處。
占用海底電力基礎(chǔ)設(shè)施。對(duì)傳輸基礎(chǔ)設(shè)施的需求也在推動(dòng)創(chuàng)新活動(dòng)，專利數(shù)據(jù)顯示，在海底電纜方面有許多相應(yīng)的創(chuàng)新，可以經(jīng)濟(jì)高效地連接供需。對(duì)將海上風(fēng)電與其他能源發(fā)電相結(jié)合的適度興趣。
為了擴(kuò)大海上風(fēng)電解決方案的潛力，人們?cè)絹?lái)越努力將海上能源發(fā)電與光伏或海洋能源等其他技術(shù)相結(jié)合。IRENA表示：“總的來(lái)說(shuō)，海上風(fēng)電領(lǐng)域不斷增長(zhǎng)的專利申請(qǐng)活動(dòng)表明，未來(lái)幾年技術(shù)部署將持續(xù)增長(zhǎng)。
快速推出海上風(fēng)電生產(chǎn)的需求需要不斷開(kāi)發(fā)創(chuàng)新解決方案，使該技術(shù)更具成本競(jìng)爭(zhēng)力。”
