全球看,海上風電已經進入大規模發展階(jiē)段,根據(jù)《全球海上風電論壇2021年報告》,截至2020年底,全(quán)球海上(shàng)風電累計裝機總量約(yuē)3250萬千瓦。維基百科公(gōng)開數據顯示,美國僅有羅德島州3萬千瓦和弗吉利(lì)亞州1.2萬千瓦兩座海上風(fēng)電場在運。但美國(guó)海上風電資源十分豐富,年度技術可開發容量約20億千瓦,拜登新政府上台後宣布2030年(nián)實現3000萬千瓦海(hǎi)上風(fēng)電裝機目標,並積極推(tuī)動出台利好政策、加(jiā)快項目審批進(jìn)程,一批規劃項目(mù)正在推進(jìn),曾(céng)一度(dù)被特朗普政府推遲進程(chéng)的美國第一(yī)座80萬千瓦大型海上風電(diàn)項目(馬薩諸塞州馬沙文(wén)雅島)已於2021年3月通過環評審批。本(běn)文搜集整理(lǐ)美國特別是東部海域海上風電(diàn)資源潛(qián)力(lì)、監管政(zhèng)策、開發流程、規劃階段、產(chǎn)業配套等情況。
海上風電資源與開發潛力
根據(jù)美(měi)國國家可(kě)再(zài)生能源實驗室(NREL)報告(gào),美國海上風能總(zǒng)資源潛力為108億千瓦,即每年潛在發電量超過44萬億(yì)千瓦時,其中技術開發潛力超過20億(yì)千瓦(或實現發電量7.2萬億千瓦時)。
總體從技術上講,美國東北部,即緬因州、馬薩諸塞(sāi)州、羅德島州、紐約(yuē)州、新澤西州具有最好的海上風電發展潛(qián)力。南部的佛羅裏達州、德克薩斯州、路易斯安納州雖然擁有漫長的海岸線和寬廣的大陸架,但由於其海域風速(sù)較低,所以發展優勢不如東北部各州明顯。
海上風電開發情況
目前,美國海上(shàng)風電開發相對活躍的地區主要(yào)集中在美國東部(bù)弗吉尼亞(yà)州—馬薩諸塞州的大西洋沿海地區。在美國太平洋沿岸、五(wǔ)大湖、南大西(xī)洋沿岸地(dì)區也有一些新興的海上風電項目。美國墨西哥灣地區的海上風電發展(zhǎn)相對滯後。美國東部海岸線包(bāo)括緬(miǎn)因州、馬薩諸塞州、康涅狄格州、羅德島(dǎo)州、紐約(yuē)州、新澤西州、馬裏蘭州(zhōu)、弗吉尼亞州、俄亥俄州,其中東(dōng)北部(緬因州、馬薩諸塞州、羅德島州、紐約(yuē)州、新(xīn)澤西州)的風速較高,風電資源較好。

圖 1 美國分區域海上風電(diàn)資源儲量
已建在運項(xiàng)目
羅德島州(zhōu)布洛克島風電項目:於(yú)2016年建成投運,總裝機總容(róng)量3萬千瓦,該(gāi)項目共建(jiàn)造了五座巨型離(lí)岸風機,單機容量為6兆瓦,由沃旭能源(Ørsted)、通用電氣和花旗集團(tuán)合資開(kāi)發,能夠滿足布洛克島超過 90%的(de)用電需求(qiú)。
弗吉尼亞海(hǎi)岸風電項目:於2020年建成投運,總裝機總容量(liàng)1.2萬千(qiān)瓦,該項目共建造了(le)兩座巨型離岸風機(jī),單機容量為6兆(zhào)瓦,由沃旭能源(Ørsted)、多米(mǐ)尼(ní)能源集團合(hé)資開發。
前期開發項目
前期開發項目概況。截至2021年3月,美國(guó)東部海上風電除了已經投運的兩個項目,還有13個大型項目已經獲得海域租賃批準(zhǔn)(表1),總規模達到1156.3萬千瓦。

表 1 美國(guó)東(dōng)部正在開(kāi)發大型海上風電項目情
項目開發商。美國(guó)的海上風電項目開發商主要為歐洲海上(shàng)風電開發公司和當(dāng)地(dì)合作夥伴組成的聯合體,包括歐洲海上風電開發商如丹麥的沃旭能源公司、挪威(wēi)的Equinor公司(sī)。當地合作夥(huǒ)伴主要為風電接入係統所在地的(de)電力公司,如英國電網美國公司(National Grid)、永源能源公司(Eversource)。法國電力集團子公司EDF可再生能源,還有石油行(háng)業巨頭殼牌公司也參與了美國海(hǎi)上風電投(tóu)資建設。
補貼方式和水平。美國海上風(fēng)電項目在各州層麵有兩(liǎng)種獲得補貼方式:一是通過州政府取得“海上風電可再生能源證書”(OREC),出售(shòu)證書獲得的收入相當於得到補貼,實際(jì)發電量在(zài)電力市場進行(háng)交易(yì);二是(shì)與當地電力公司簽訂購電協議,相當於固定上網電價,其中就包含了對項目的補貼。從表2可以(yǐ)看出,美(měi)國正在開發的大部分海上風電項目選擇采用證書方式獲得補貼,證書價格在各州之間差異很大,在6.5—13.2美分/千瓦時之間,馬薩諸塞州的馬沙文(wén)雅島風電項(xiàng)目證書價格最(zuì)低,是(shì)馬裏蘭州的一半。

表 2 美國(guó)東部各州風電補貼方式及水平
海上風電規(guī)劃項(xiàng)目情況
截至2019年底,美國(guó)東部沿海各州處於規劃階(jiē)段的海(hǎi)上風電裝機(jī)容量達到2286.8萬千瓦,其(qí)中(zhōng)681.6萬千瓦項目已提交建設申請,如表3所示(shì)。

表 3 美國東部各州(zhōu)風電規(guī)劃與提交申請容量
根據美國風能協會最(zuì)新報告(gào),截至2019年底,美國聯邦租賃區(qū)域海上風電總規劃裝機容量為2600萬千瓦,主要集中在(zài)東部大西洋沿岸(àn)的紐約州、新澤西州、馬薩諸塞州、康涅狄格州、羅德島州、馬裏蘭州和弗吉尼亞州等地區,該協會預計截至2026年,項目開發商(shāng)將有15個風電項目(總計約911.2萬千瓦)投入運(yùn)行。
美國海上風電產業鏈發展(zhǎn)情況
美國海上風電產業配套總體情況
海上風電產業配套的組成部分有:風機、海上變電站及海底電(diàn)纜、上岸電纜、安裝及承載船隻、陸(lù)上輸電、陸上設備組裝、港口建設、施工船隻及服務、海(hǎi)纜分布(bù)圖繪製(zhì)及(jí)地理信息服務、運行維護。在美國(guó)本土海上風電施(shī)工(gōng)建設配套產業還不成熟的階段,歐洲公司聯合當(dāng)地電力公司占據了美國風電開發市場中的主導地位。
美國本土工(gōng)業沒有能力製造用於組裝建設風機的特種船隻,而且“瓊斯法案”限製了外國船隻在美國(guó)海域施工作業,給美國海上風電項目開發帶來不利影響。美國本土的海上風電(diàn)工業配套建設還處於初期發展(zhǎn)階段(duàn)。美國除了在製造風機方麵(通用電氣公司)比較突出外,與海(hǎi)上風電相關的製造、安裝、運輸、基礎(chǔ)建設、運行維護、人工等配套資(zī)源的本土化程(chéng)度都(dōu)比較低,需要經曆一段時期來吸收歐洲海上風電開發和物資采購的經驗(yàn)。除了風機、海上平(píng)台、構架和匯集站,海上風電項目(mù)還需將海底電纜敷設連接至沿岸的變電站,並進一步(bù)接入(rù)電(diàn)網。在歐洲一般采用浮島式風機底座,但美國沿岸的水深較淺,故改為重力(lì)樁基礎。
參(cān)與海上風電產業鏈的公司(sī)情況
通用電氣和西門(mén)子在提供風機和風場的輔助設施(shī)方麵占據主導地位。海纜和匯集站方麵競爭十分激烈,參(cān)與者包(bāo)括ABB、西門子、住友商事株式會社(Sumimoto)、普睿(ruì)司曼(Prysmian)等,Fred Olsen Windcarrier公司擁有最好的展放海纜船隻、專業技術人員和工人。
新澤西(xī)州在新英格蘭地區及中部大西洋地區的幾個州在(zài)港口建設方麵具(jù)備優勢。新澤西(xī)州有好(hǎo)幾個適合海(hǎi)上風電配套作業的港口,特別是近期擴建的保羅斯伯勒(Paulsboro)下遊港口,是近50年第一個位於特拉華(Delaware)河流上遊的海運港口;康涅狄格(gé)州聯(lián)合開發商沃旭能源共同開發建設了新倫敦港口;紐(niǔ)約州(zhōu)則(zé)投資2億美元用於擴建該(gāi)州的沿海(hǎi)港口,便於海上風電配套作業(yè);葡萄園開發商在羅德島州建設了布裏奇波特港口。布裏奇波特(tè)港口和新倫敦港口都是理想的海上風電開發配套作業港口,因為在通往這些的港口的水道上(shàng)都沒有橋梁,使得大型(xíng)運輸船隻出入港口時不受高度方麵的限製。
例如,羅德島州的布洛克島風電項目是以EPC總包方式完成的,其中大型(xíng)石油天(tiān)然氣總包(bāo)公司以及大型(xíng)海洋基礎設施承包商都紛紛參與海上風電競標。如:SNC—蘭萬靈集團(SNC-Lavalin)嘉科工程公(gōng)司(Jacob)、殼牌、Quanta公司、美國福陸公(gōng)司(Fluor)、麥克德莫特國際(Mcdermott)、博威工程顧問(wèn)有限公司(Black&Veatch)、Petrafac等。布洛克島海上風電項目風機由通用電氣公司供貨,通用電氣也(yě)同時負責風機投運後15年內的運行維護工作。風機的鋼構架由海(hǎi)灣島製造公司(sī)(Gulf Island Fabrication)負責生產,專業潛水服務公司(Specialty Diving Services)負責組裝。整個風機的基礎安裝建設由Weeks Maring和Manson兩家公(gōng)司組(zǔ)成的合資公(gōng)司負責完成。陸上和水下環境影響(xiǎng)評估報告由Tech Environmental公司完成。施工監理由Tetra Tech負責。海上保修檢驗服務由LOC休斯頓公司負責。
美國海上風電發展前景展望
對(duì)比美國能(néng)源部(DOE)、美國可再生能源實驗(yàn)室(NREL)、美國可再生能(néng)源信息署(EIA)、國際能源署(IEA)、彭博新能源(yuán)財經(BNEF)等五家機構最新研(yán)究成果(表4)可以看(kàn)出,各家機構關於美國未來(lái)海上風電發展規模的預(yù)測(cè)結果差異很大,總體判(pàn)斷是:2030年將成(chéng)為(wéi)海上風電大規模(mó)開發的黃金拐點。隨著(zhe)拜登(dēng)新政府2030年裝機(jī)目標正式公布,未(wèi)來十(shí)年美(měi)國海上風電項目的開發進程有望進(jìn) 一(yī)步提速。

表 4 有關機構對美國海上(shàng)風電發展規模預測(cè)
來源:全球能源互聯網資訊 北極星(xīng)風力發電網訊