光伏尝试“下海”:沿海省份未来纷纷跟进,多方抢占海上光伏新蓝海

NE人 2022-10-09
2903 字丨阅读本文需 7 分钟

推动海上光伏开发建设有利于沿海省份突破土地约束,拓展新能源发展空间,对优化调整省内能源结构、推进海洋强省建设以及助力经济社会绿色低碳高质量发展有重要意义。

有资料显示,我国可利用海域超300万平方米公里,理论上可发展近7亿千瓦(700GW)海上光伏。

截至2022年5月,我国确权海上光伏用海项目共28个,累计确权面积共1658.33公顷。其中,江苏18个,山东4个,浙江3个,辽宁2个,广东1个。浙江省确权面积最大,为770.89公顷。

今年以来,山东、浙江等东南沿海省份正在大力推动海上光伏的发展,并出台了具体细则。除了分布式、大基地、海上正成为光伏应用的重要场景和争夺重点。

1、海上光伏是什么?有何优势?

通常大型陆上光伏项目需要占用较多的土地面积和土地资源,而海上光伏发电是一种新的能源利用方式和资源开发模式,是将“光伏发电站”从陆地搬到了海上,在海洋上利用光伏技术建立起发电站,具有发电量高、土地占用少、易与其它产业相结合等特点。

海洋光伏相较陆上光伏,具有天然的环境优势,水面开阔没有遮挡物,日照较长且利用充分(水面反射光),可显著提升发电量,水上光伏发电量较陆地光伏高5%-10%。

海上光伏电站分桩基固定式和漂浮式两大类,一般情况下,若水深小于5m则采用打桩架高式安装,水深5m以上可以采用漂浮式安装。

目前现阶段海上光伏以桩基式为主(滩涂、潮间带),海上漂浮式电站建设还处于从0到1的过程,当前海上漂浮式光伏造价较高,但光大证券指出,由于桩基固定式海洋光伏电站是将发电设备固定在近海或滩涂区域,主要适用水深较浅的海域,在迈向较深海域时会面临技术以及经济性上的较大压力;而漂浮式海洋光伏电站相应的适用范围更广,或将成为未来海洋光伏电站的主流形式。

2、多方抢占海上光伏项目蓝海

光伏行业一直有观点认为,继地面电站和屋顶光伏后,漂浮式光伏将成为光伏产业的“第三大支柱”。鉴于内陆非耕地开发空间愈发有限,海上光伏作为漂浮式水上光伏的主要应用场景,成为光伏产业的一片“蓝海”。

记者通过梳理发现,目前我国海上光伏的项目储备已经超过500万千瓦。天津南港、广西防城港、江苏连云港、河北黄骅港和曹妃甸以及山东、浙江、福建等省份的重点区域都有相应的项目规划。据中能众诚新能源科技有限公司执行董事、总经理张晓鸣介绍,预计在2022年下半年,就会有一些项目开始实质性启动,而且单体项目规模都在50万千瓦以上。

“光伏下海很有必要,但要注意整个系统的经济性、结构安全性、面对极端恶劣天气的适应性以及产业的规范性等一系列问题。”浙江大学海洋学院教授赵西增在“发展海洋新能源产业技术论坛”上发表演讲时表示,“迈出海上光伏产业发展的第一步非常不容易,需要更多的高校、科研院所、设计院、生产企业参与进来,让海洋光伏真正的发展下去。”

有资料显示,我国拥有超过1.8万公里的海岸线,可利用海域超300万平方公里,理论上可发展近7亿千瓦海上光伏。赵西增介绍,目前我国在陆地和内陆水域新建新能源项目的空间已经非常有限,很多企业都在加紧布局海洋资源。

然而光伏“下海”并没有那么容易。受制于技术条件,很多海上光伏方案还需要多方的反复评估。

“大型水面漂浮电站建设的主要难点是浮体的固定,风浪流及水位升降对浮体影响很大,固定不好会发生漂移或碰撞等问题。”华电电科院数字能源研究中心柳玉斌告诉记者。此外,在海上光伏电站建设中,组件会受水汽和水汽中的盐分危害,高湿、浪涌波动频繁也会使光伏组件产生PID效应,导致隐裂问题。

“能够适应潮湿环境的设备重要,接入电网也非常重要。”柳玉斌表示,随着水上光伏各项技术的不断创新,大型光伏电站的发展势不可挡,这给电网的稳定运行带来了诸多挑战。海上光伏也可以与海水的潮汐能量或海水储能技术结合相互补充,实现并网稳定运行。

7月15日,据山东省发布的《海上光伏建设工程行动》,山东将打造“环渤海、沿黄海”双千万千瓦级海上光伏基地,其中“环渤海”基地布局海上光伏场址31个,总装机规模1930万千瓦。“沿黄海”基地,布局海上光伏场址26个,总装机规模2270万千瓦。

另外,辽宁此前印发《辽宁省“十四五”能源发展规划》并指出,“十四五”期间,将加快能源绿色低碳转型,全力支持新能源实现跨越式发展,力争风电、光伏装机规模达到3700万千瓦以上。

东莞证券表示,随着省级能源建设相关政策的落地,将进一步保障“十四五”期间新能源装机规模增长,并推动海上光伏的规模化发展。

光大证券也指出,土地资源限制沿海地区光伏发展,山东省在海上光伏开发和建设方面走在全国前列,若山东省的推进效果较好,预计其他沿海省份或将跟进,政策推动下,海上光伏迎高光时刻。

市场空间方面,据光大证券测算,乐观假设下,山东省海洋光伏电站浮体及锚固系统的市场空间分别为272亿元和19亿元;若后续其他沿海省市跟进漂浮式光伏建设,则相应的市场空间将进一步扩展。

3、行业包含哪些产业链?

光伏证券指出,“双碳”背景下,海洋光伏电站的发展是突破沿海省市土地约束与新能源发展的关键,中长期视角看,漂浮式海上光伏电站较桩基式更具经济性、应用场景更广泛且环保问题较小,或是未来主流。

而漂浮式海洋光伏电站系统主要有四大系统构成,分别为漂浮系统、锚固系统、敷设系统、接地系统等。

海上光伏影响的自然因素

建设海上光伏,至少要考虑三个自然因素:地形、海浪与自然灾害。

从地形来看,渤海、黄海海岸高差较小,大陆架比较平缓,可开发的沿海滩涂面积更广。东南部海岸、渤海湾部分区域的海岸地形存在较多山地及小礁岛,整体高差较大,可开发的沿海滩涂面积会受限,但是山地和礁岛的存在,有利于海浪的削弱,可以关注此类区域。

我国主要沿海海域的海况情况如下:

渤海(辽东湾、渤海湾、莱州湾):冬季波高0.8-0.9米,周期多半小于5秒。1月平均波高为1.1-1.7米,寒潮侵袭时可达3.5-6.0米。夏秋之间,偶有大于6.0米的台风浪。

黄海:秋冬两季浪高常有2.0~6.0米;寒潮过境时浪高达3.5~8.5米;台风过境时浪高则可达6.1~8.5米;受台风侵袭时,可出现2.0~6.0米的涌浪。

东海:台风过境或登陆时,最大风力10级,有效波高最高可达8米。

南海:最大有效波高达到9.5米(9级狂涛),浪向与季风风向一致。

从全国近海海浪的数据分析,我国近海海域浪高多在3m以内,东南沿海的海浪要比江苏以北海域高,黄海、渤海附近的海域更适合建设大型海上光伏项目。

关于自然灾害,根据《2021中国海洋灾害公报》(自然资源部海洋预警检测司,2022年4月),2021年,我国海洋灾害以风暴潮、海浪和海冰灾害为主,这三类灾害同样对海上光伏建设影响巨大。通过对我国风暴潮、海浪、海冰三类主要海洋灾害的统计分析可知,我国沿海各省,台风造成的经济损失最大,其中浙江省作为台风登陆多发区,受影响最大;山东省因海浪造成的损失最大,东海、黄海区域受海浪影响较大;海冰灾害主要影响渤海和黄海海域。

对于海上光伏电站建设来说,支架桩计算需要充分风暴潮的影响;需要论证防浪堤的必要性和规模;需要考虑除海冰措施。

另外,对于海上漂浮式光伏电站,还要注意海洋附着生物的影响。

4、漂浮式和桩基固定式是水上光伏最常见的两种应用形式。

业内人士分析,由于漂浮式光伏具有不占用土地、发电量高、不破坏水域环境等优点,相较而言,发展前景更广阔,预计未来五年全球市场规模可达60GW以上。

且亚洲正成为海上光伏的主力市场,国内有如台州130MW华能清港光伏电站正式并网发电,国外如韩国正在其西南海岸,计划开发近2.1GW的漂浮电站。

此外,浙江省发展改革委《关于促进浙江省新能源高质量发展的实施意见(修改稿)》征求意见已结束,其中特别提到:鼓励光伏风电用海立体分层设权,拓展海域立体利用空间;鼓励利用围海养殖区、近海滩涂区、围而未填海域等海域空间建设滩涂光伏项目。

未来,随着各地政策出台,国内海上光伏行业或将迎来一波发展高峰。

文章来源: 环保在线hbzhan,光伏能源圈,中国能源报

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