我國漂浮式（shì）技術起步（bù）較晚，海上風電基礎和輸電形式（shì）麵臨較大挑戰，但這也是實現（xiàn）遠海風電（diàn）規模（mó）化開發和平價上網的必經之路。GWEC預（yù）計，到2030年全球（qiú）漂浮式風電市場將達16.5GW，2030年（nián）後漂浮式風電發展速度將加快。
我國多地正在積極布局深遠海海上風電示範項目，沿海（hǎi）各省出台一係列促進深遠海海（hǎi）上風電發（fā）展的政策（cè）方（fāng）案。山東、江蘇和廣東地區的風（fēng）資（zī）源及發（fā）電情況較好，政策扶持下海風產業前景光（guāng）明，漂浮式（shì）風電（diàn）市場有望受益。
沿海各（gè）省出台有關發展深遠海的政策規劃
01
漂浮式基礎
海上風電由近海向深遠海挺進，海上風機支撐（chēng）的結構由固定式向漂浮式變化。漂浮式和底部固定的風電項目（mù）所用風機完全相同，區（qū）別在於風電支撐基礎的不（bú）同，漂浮式風電基礎是機組賴以維持穩定工（gōng）作的平台，主要有以下四種形（xíng）式：
1）立柱式：平台呈現圓（yuán）柱形，吃水較大，運用水深需大於100米。主體結構由浮力和壓載艙、過（guò）渡段、係泊係統組（zǔ）成，通過壓載艙促進（jìn）平台的（de）浮心高於重（chóng）心，保（bǎo）持良好的穩定性。立柱式基礎安裝和大部件更換相對困難，對（duì）工作水深有較高要（yào）求。
2）半潛式（shì）：主體結構多（duō）為三（sān）、四浮筒（tǒng）結構，通過（guò）對各（gè）浮筒壓艙程（chéng）度調節保持平衡。適用水深大於（yú）40米，設計靈活（huó），運輸安裝難度較小（xiǎo），可（kě）采用濕拖法運輸，技（jì）術較為成熟，我國目前大部分漂浮式風電基礎均運用半潛（qián）式。
3）張力腿（tuǐ）式：基礎控製平台的（de）浮力大於自（zì）重，借助錨固在海底的拉索維持穩定，通過（guò）向下的（de）係泊張力平衡（héng）浮體向上的超額（é）浮力。安裝過程較複雜，張力腿結構（gòu）造價較高，適用水深大於（yú）40米。張（zhāng）力（lì）腿（tuǐ）式平（píng）台水平方向易受到波浪和水流作（zuò）用力，形成麵內橫蕩、首搖、縱蕩（dàng）運動（dòng）。
4）駁船（chuán）式（shì）：呈現四邊形中（zhōng）間鏤空結構，類似於船型，良（liáng）好的阻尼（ní）作（zuò）用改善整體運動性能。適用水深大於30米，結構形式簡單，便於批量化組裝，穩定性較好，建設成本較低，可采用濕拖法運輸。駁船式平（píng）台重心較高，對波頻相應較為敏感，需對（duì）平（píng）台運（yùn）動頻（pín）率進（jìn）行優化。
海上風電不同（tóng）結（jié）構類型
四種漂浮式風電基礎技術路線對（duì）比
目前階段，立柱（zhù）式和半（bàn）潛式基礎技術可（kě）行度稍好，處於小批量示範風場階段，但立（lì）柱式整體成本較高，半潛式的商（shāng）業化（huà）和規模化應用前景最為廣闊。
駁船式基礎處於小容量（liàng）樣機試（shì）驗階段，張力腿式基礎處於單機（jī）樣機試驗階段，隨著我國不（bú）斷加大漂浮式技術的研（yán）究（jiū）開（kāi）發和經驗儲備，以上四種技術路線預（yù）計將在2023-2025年技術成熟度不斷提高。
從水深（shēn）適應性方麵（miàn）來看，半潛式基礎的水深適應能（néng）力較強，可（kě）以滿足在30米以上（shàng）水深海域的使用。我國海域大陸架總體較平緩，半潛式基礎在現（xiàn）階段（duàn）過渡水深範圍（40-60米）的漂浮式風電項目中頗具應用潛力。而張力腿和單立（lì）柱平台適用水深至（zhì）少（shǎo）在60-80米，我國（guó）深遠（yuǎn）海風（fēng）電開發尚（shàng）未大範圍達到此深度，所以應用有限。
根據美國能源部統（tǒng）計，2021年全球已裝機或已規劃漂浮式風電項目中運（yùn）用半潛式基礎的占比達到近80%，其次為占比（bǐ）10%左右的駁船式（shì）和（hé）立柱式基礎。
漂浮式基礎技術成熟度
2021年全球漂浮式基礎形式占比（含規（guī）劃（huá））（%）
02
係泊（bó）係統
係泊係統是將浮體基礎與海底相連的唯一結構，通常包括絞車、導纜設備、係泊線、錨、重（chóng）力和浮力套件，其需要（yào）通過形變或懸（xuán）空重量來為漂浮式平台承受的風、浪、流（liú）等外部環境載荷提供回複力，保持風機電力穩定輸出。係泊形式主要有3種：
1）懸鏈線式係泊：鋼（gāng）鏈結構，立柱式、半潛式和駁船式基礎采用，是目前最（zuì）常見的係泊線，所占據海床空間較大；
2）傘形張緊式係泊：鋼纜或（huò）其他複合材（cái）料結構，占據海床空間小（xiǎo），成本較高；
3）垂向張（zhāng）力腿係泊：張（zhāng）力腿式基礎采用，使用（yòng）尼龍等（děng）合成材料，耐磨性（xìng）好（hǎo），回複力較大，但容易偏移，需重新調整（zhěng）。
常見漂浮式風電係泊形式
03
錨固裝置
錨固裝置是係泊線與（yǔ）海床（chuáng）之間的機械接口，主要作（zuò）用是將動態海纜（lǎn）固定在浮體和海床上，傳遞最大拉伸載荷，主要分為4種形（xíng）式（shì）：
1）抓力錨——應用最為廣泛，部分或全部嵌（qiàn）入海底，垂向力承受能力不強，與懸鏈線係泊搭配使用；
2）重力錨——靠與海床表麵的摩擦力與壓載（zǎi）重量，使用範圍有限；
3）樁錨——向海床打入樁基，需深水作（zuò）業（yè），施工費用較高；
4）吸力錨——利（lì）用鋼筒內（nèi）外壓力差原理。
常見錨固裝置分類
04
動（dòng）態海纜
漂浮式風機相比固定底部風機，其平台運動有一定範圍，因（yīn）此需要采用動態海纜技術。動態海纜係統分（fèn）為靜（jìng）態海纜端和動（dòng）態（tài）海纜端，靜（jìng）態海纜即常規海底（dǐ）電纜，動態海纜則是跟隨（suí）浮體運（yùn）動的海纜，過程中（zhōng）會承受較大的彎矩、剪切和扭矩的綜合作用，需解決大截麵、高電壓、負荷波動、絕緣老化和力學載荷等問題。
中國動態海纜係統工程開發研究（jiū）起（qǐ）步較晚，總（zǒng）體發展水平與（yǔ）日本、歐洲等世界先進水平仍（réng）存在一定技術差距（jù）。
漂浮式風電用動態海纜的（de）開發目前主要集（jí）中於歐洲，代表企業有Nexans、Prysmian、JDR等，陣列纜電壓等（děng）級也將逐步由35kV向更（gèng）高（gāo）壓邁進。
我國開發（fā）的（de）動（dòng）態海纜大多（duō）選用“濕式”絕（jué）緣設（shè）計結構，頭（tóu）部廠商正積極研發並應用，例如：東方電纜已成功在三峽“引領號”和“海油觀瀾號”項目中（zhōng）應用（yòng）35kV動態海纜。未來，企業應在抗（kàng）水樹絕緣材料、絕緣結構設計（jì）、海纜及附件（jiàn）製造等（děng）技藝方麵開展深入（rù）研究，為漂浮（fú）式風電市場全麵開啟做好（hǎo）準備。
漂浮式風機電纜係統結構
典型濕式結構動態海纜（lǎn）截麵
漂浮式風電項目中，浮式基礎、係泊係統和拖運（yùn）安裝（zhuāng）占（zhàn）比較高，風機占（zhàn）比更低，原因是漂浮式風（fēng）機一般在（zài）港口組裝完畢後拖航至固定位置，省去了海底施工建設的（de）費用。
固定（dìng）底部風電項（xiàng）目（mù）中，風機基礎及安裝、塔筒和海纜（lǎn）占比較高，原因是風機基礎海上組裝（zhuāng）成本昂貴，對（duì）安裝船要求（qiú）較高。
根據（jù）BNEF研究數據，全球漂浮式海風項目成（chéng）本明顯下降（jiàng），由2008年首個項目建成時（shí）接（jiē）近30萬元/kW降至2019年40511元/kW的（de）造價，目前全球漂浮式風電造價在4萬元/kW左右。
DNV認為，未來（lái）30年間，全（quán）球範圍內要安裝的浮式（shì）海上風電裝機容量將達到300GW左右，占據所有海風裝機容量的15%，需（xū）要約2萬台風機，每台風機將安裝在重量（liàng）超過5000噸的浮（fú）式機組，並使用（yòng）大量係泊纜（lǎn）繩予以固定。同時，調查顯示60%擁有風電業務的企業，預計將在2023年增加對漂浮式風電的投資。因此，漂浮式風（fēng）電產業鏈有（yǒu）望加速（sù）步入快速發展周期。
來（lái）源：長城（chéng）證（zhèng）券
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