一、海上风电正成为清洁能源发展的重要方向,未来空间广阔
根据观研报告网发布的《中国海上风电行业发展现状分析与投资前景研究报告(2025-2032年)》显示,海上风电是指在潮间带、近海海域等主要区域建立风力发电场,将风能转换为电能,是一种使用离岸风力能源的方式,具备小时数高、资源丰富、配储需求较少的优势。海上风电是风电技术与海洋工程技术深度融合的战略性新兴技术,是我国构建新型能源体系、实现“双碳”目标、建设海洋强国的重要方向。
当前,海上风电正成为清洁能源发展的重要方向,发展海上风电已成为我国加快经济社会全面绿色转型的重要方面,未来有着广阔的发展空间。根据《“十四五”可再生能源发展规划》提出,我国将优化近海海上风电布局,开展深远海海上规划,推动近海规模化开发和深海示范化开发。
二、我国持续引领全球海上风电发展,累计装机已连续4年稳居全球首位
得益于“双碳”战略的持续推进,我国海上风电产业稳步增长,已形成能够支撑每年新增千万千瓦的海上风电产业链体系。虽然2021年在经历抢装潮后陷入低谷,海上风电项目延期现象普遍,招标量与装机量呈现明显的背离。但进入2024年以来,受益于海上风电资源丰富,技术快速进步带动经济性不断提升,我国海上风电产业持续迅猛发展。尤其是下半年,风电设备价格趋于稳定,建设成本降低,电网接入条件不断优化,海上风电建设步伐显著加快。
有相关数据显示,2024年我国海上风电累计装机量为4331万千瓦,同比增长14.9%,占全球市场份额50%以上,连续第4年稳居全球首位。其中海上风电新增装机容量562万千瓦,占风电全部新增装机容量的6.5%,占全球市场份额50%以上,连续第7年位居全球第一,持续引领全球海上风电发展。预计到2060年,我国海上风电装机总量将超过3.5亿千瓦,发电量将超过1.1万亿千瓦时,约占国内总发电量的7%,成为电力供应体系中的关键部分。
数据来源:公开数据,观研天下整理
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目前我国海上风电走向“新蓝海。为适应海上风电发展新形势,自然资源部近日印发《关于进一步加强海上风电项目用海管理的通知》,从强化规划管控、厉行节约集约、优化用海审批、坚持生态用海四方面提出12项措施,进一步优化海上风电项目用海管理。新政有助于提高海域资源利用效率,加强海洋生态环境保护,促进海上风电产业走向“新蓝海”。
从地区来看,江苏、广东、福建、浙江、辽宁、上海和山东等七个省份成为了中国海上风电开发的重心。这七省的装机容量占据了国内海风总装机容量的95%以上。在2023年的海上风电新增吊装容量方面,广东以40.5%的占比显著领先江苏,稳居榜首,并在随后的2024年上半年持续保持领先地位。而按已投运装机容量计算,广东有望在2024年超越江苏,成为中国最大的海上风电市场。
与此同时,三峡集团、国家电投、中广核等行业巨头的主要资产也主要聚集在江苏和广东两地。例如,江苏在海上风电领域一直处于领先地位,早在2006年就已实现了全国首个海上风电风机的并网。同年,国家发改委也批准了中国长江三峡工程开发总公司在江苏响水建设一个大型海上风电场,这标志着三峡集团正式踏入海上风电开发领域。
三、技术创新迈上新台阶,大型化进程正在加速
随着风电技术的不断进步和成本的持续降低,我国风电机组的大型化进程正在加速。例如三峡能源在福建平潭成功实现了16兆瓦超大容量海上风电机组的并网发电,并在福建漳浦二期海上风电项目中实现了该机型的批量化应用。这一项目不仅标志着全国首个16兆瓦单机容量海上风电项目的批量化应用,还创造了单日发电量的世界纪录。
我国自主研发的18兆瓦半直驱海上风电机组再次刷新全球已并网风电机组单机容量的世界纪录。截至目前,我国已有5台漂浮式风机投入示范运行,其中“海油观澜号”的装机容量高达7.25兆瓦,其离岸距离和水深均突破100米。
大功率风机可以有效降低成本。在同样的装机容量下,单机功率提升可大幅降低吊装成本与后期的运维成本,对降低风电平准化成本意义重大。目前激烈的行业竞争促使风电整机厂商将大兆瓦风机作为差异化竞争优势,预计未来几年中风机单机容量仍将朝着大型化的方向发展,风电大型化趋势已经形成。根据相关数据显示,2014-2024年我国海上风电吊装机组的平均单机容量分别从3.9MW提升至10MW。可见当家,我国海上风电机组结构大型化进展的成效显著。
数据来源:公开数据,观研天下整理
当下海上风电大型化趋势确定,10MW 以上单机容量占比扩大。2023 年在新增吊装的海上风电机组中,单机容量 10MW 及以上的风电机组装机容量占比由 2022 年的 12.1%提升到46.4%,主要集中在 11MW 和 12MW 机型,合计占比约 36.9%;12MW 以上风电机组装机容量占比为 6.6%;在新增吊装最大单机容量由 2022 年的 11MW 提升到 16.5MW。
2023 年在所有吊装的海上风电机组中,8.0MW 以下风电机组装机容量占比 73.2%,比2022 年下降了约 16 个百分点:8.0MW 至 9.0MW(不含 9.0MW)风电机组装机容量占比13.7%,比 2022 年增长了 5.6pct;10MW 以上风电机组装机容量占比 9.3%,比 2022 年增长了约 8pct。
与此同时,目前我国机组大型化已经领先全球。有相关资料显示,截止到目前,我国16MW已经批量应用,18-20MW样机已经安装并网发电,26MW样机下线,而其他国家目前仅15MW样机运行。
四、海上风电成本处于下降通道,全面平价上网可期
随着技术进步、规模化协同开发的深入、产业链供应链的成熟以及智能化数字化运维与管理水平的提升,我国海上风电成本处于下降通道。有相关资料显示,自2011年以来,我国海上风电的单位千瓦投资成本累计下降了将近82.16%,除了2019-2021年由于标杆电价补贴政策的调整带来抢装效应推高投资成本之外,总体保持着向下的趋势,尤其2021年抢装潮后海风投资成本大幅下降至低于抢装前的水平。2023年国内海上风电项目投资成本在9500-14000元/kW左右,按照去年的投资成本测算的话,粤西地区某海风项目全投资IRR可以达到8.67%左右,已经具备了较好的经济性。如果进一步放宽收益率要求,按照资本金内部收益率8%倒算不同地区的投资成本的话,目前国内绝大多数地区近海项目都能做到平价上网。
未来我国海上风电投资成本仍具备一定的下降空间,全面平价上网可期。这是因为目前在海上风电的投资成本结构中,海风的机组和基础等环节占比最高。因此,预计未来上述两大环节的成本可能还会继续下降,从而也意味着海上风电的投资成本仍具备一定下降的空间。根据风能协会的预测,2025年我国海上风电的度电成本有望下降至0.3元/KWH以内,基本上可以实现全面平价上网。
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机组方面:当前国内风电仍以机组大型化降低成本为主。而大容量风机组成风场较小容量风机成本更低、回报更高。以明阳智能 12MW 与 8MW产品为例,在 1000MW 风场状况下,8MW 机组需要 125 台,12MW 机组仅需 84 台,约减少 1/3 的机位,节约用海面积 30%以上;全场基础成本降低 24%,塔筒成本降低 27%,总体降低成本 25%以上。另外,由于机位点减少,尾流约减少 3-4%,并且因大机组捕风效率提高,发电量整体提升 5%以上。总体而言,单位千瓦造价节省 8.6%以上,度电成本降低8.3%,自有资金内部收益率能提高 7.5%以上。
基础方面:未来海上风电基础和安装施工成本下降也将让海上风电成本进一步下降。海上风电安装施工所使用的基础和安装船等,在2021年抢装潮期间出现阶段性的紧缺推高了二者的价格,而抢装结束后整个产业链迎来了不同程度的过剩,价格也开始走向了下行通道。随着海上风电机组的大型化发展,单位千瓦的基础总量和施工成本也得到了有效的摊薄。由于海风主机大型化的进程仍处于快速发展中,海风安装设备也跟随着大型化的趋势升级,部分投资施工商为防止大型安装船等设备在未来供应受限而提前做好锁船工作,海风安装船等设备在未来短期内可能不会成为海上风电的供应瓶颈。因此预计基础和安装施工成本还会继续下降,从而带动海上风电成本进一步下降。
五、海上风电正驶入深远海,未来将成为海上风电开发主战场
随着行业不断发展,我国海风开发已从近海逐步向深远海区域拓展。虽然当前我国海上风电开发主要集中在近海区域,平均离岸距离不到20千米,平均水深不足10米。但由于深远海区域因其广阔的空间、稳定且优质的风能资源(年平均风速可达9米/秒以上,发电小时数显著高于近海,适合大规模风电开发)而备受瞩目。因此预计随着我国海上风电开发规模持续稳步提升,深远海将成为未来海上风电开发主战场。
远海风电一般指场区中心离岸距离大于 70km,深海风电指水深大于 50m 的场区。根据世界银行(WB)的数据显示,全球可用的海上风能资源超过710亿千瓦,其中,深远海占比超过70%,但目前这些资源的开发利用率尚不足0.5%。因此随着陆上风电和近岸海上风电的开发逐渐饱和,开发水深超过50米甚至100米的深远海域成为必然选择,并有望成为深海经济中的“黄金赛道”。
我国深远海可开发面积达67万平方公里,资源丰富,有着广阔的发展空间。对此相关企业积极开展技术创新和项目实践,提升在深远海环境下的风电开发能力,抢占深远海风电先机。例如中国华能加快培育科技创新“新动能”,攻关突破全球最大18兆瓦海上风电机组、深远海漂浮式海上光伏发电等一批“大国重器”和关键核心技术。
我国远海风能资源约是近海资源的 4 倍
地区 | 总面积(万平方千米) | 风能资源潜在开发量(亿千瓦) |
陆上(70 米高度) | ≈960 | 26 |
海上(水深 5-50 米,100 米高度) | 39.4 | 5 |
海上(水深大于 50m) | — | 20 |
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中国海洋石油集团有限公司(以下简称“中国海油”)自主研制建造的“海油观澜号”是我国第一个工作海域距离海岸线100公里以上、水深超过100米的浮式风电平台,它的建成投用使我国海上风电的自主开发能力从水深不到50米提升至100米级以上,为我国风电开发从浅海走向深远海奠定坚实基础。
当前我国深远海风电关键技术研制取得重大进展,装机路线以三立柱半潜式为主。目前中国共有 6 个漂浮式海上风电项目(样机)实现投运或正在推进实施。除安装在三峡阳江沙扒海上风电场的“三峡引领号”于 2021 年并网发电外,由中国海油主导的“海油观澜号”,在距海南文昌 136km 的海上油田海域投运,成为全球第一个离岸距离超过 100km 和海水深度超过 100m 的“双百”海上风电项目。另有中国海装主导推进的“扶摇号”,已在广东湛江罗斗沙海域完成安装。中国进入安装阶段的漂浮式样机基础技术路线,都采用了三立柱半潜式方案,包括正在推进开发的部分样机,大多与采用固定式基础的大型海上风电场相连,或作为其中一个发电单元运行。
不过当前面临着航道运输、水产养殖等限制,且这些区域的长期理化作用,如腐蚀、冲刷等,对风机基础、海底电缆和海上平台集成等技术提出了更为严苛的挑战。上述背景下,在未来的深远海市场中,相关企业能否继续保持领先地位,深厚的关键技术与装备积累是关键。
六、漂浮式风电技术逐渐成为行业发展的新方向
随着海上风电向深远海区域的拓展,漂浮式风电技术也逐渐成为行业发展的新方向。自2016年起,国家相关部委已陆续发布多项政策性文件,明确提出要攻克海上漂浮式风电机组及其基础技术。三峡集团在这方面展现出前瞻性,自2015年起便开始探索漂浮式海上风电研究,成为国内首个以工程为背景开展此项研究的机构。
浮式风电因其独特的漂浮式设计,突破水深限制(>60米),适用于复杂地质海域,可拓展风电开发范围,开发更广阔海域资源。当前全球漂浮式风电产业正处于快速发展阶段,截至2024年,全球漂浮式风电累计装机容量已超过1GW。预计2022-2031年,全球新增漂浮式风电装机容28.7GW,其中90%集中在2027年后,未来几年将迎来爆发式增长。预计未来十年,全球漂浮式风电新增装机容量将快速增加,2030年达到3.8GW,2033年达到8.3GW。我国漂浮式风电发展前景广阔,预计2030年新增装机容量达到500MW,2033年新增达到1.0GW;中国将从跟跑、并跑到领跑地位。
我国目前正处在工程样机示范到商业化过渡的阶段。有相关资料显示,我国目前已完成5款漂浮式风电样机示范,总装机容量约40MW,单台造价约3-5亿元。海南万宁漂浮式风电场总规划装机容量1000MW(一期200MW,二期800MW),标志着中国漂浮式风电从样机示范迈向规模化商业开发。
七、国央企凭借其雄厚财力和双碳装机目标稳坐主导地位,占比高达97%
当前在海上风电市场的激烈竞争中,国央企凭借其雄厚的财力和双碳装机的目标,已稳坐主导地位。截至2024年6月,这些业主不仅主导着在运装机容量,更占据了高达97%的市场份额。具体来看,央企以70%的装机容量领跑市场,地方企业紧随其后,占27%,而私营和外国企业则仅占3%。值得一提的是,三峡集团凭借在运和储备合计装机容量的优势,成为最大业主。国家电投和中广核紧随其后,位列第二、第三。目前,国内海风项目开发已形成“三峡+发电央企”为核心,其他公司组建联合体共同参与的开发格局。可以预见,这一近海市场格局已趋于稳定。
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