我國漂浮式技術起步較晚，海上（shàng）風（fēng）電基礎和（hé）輸電形式麵臨較大挑戰，但（dàn）這也是實現遠海風電規模化開發和平價上網的必經之路。GWEC預計，到2030年全球漂（piāo）浮式風（fēng）電市場將（jiāng）達16.5GW，2030年後漂（piāo）浮式風電發展速度將加（jiā）快。
我國多地正在積極布局（jú）深（shēn）遠海海上風電示（shì）範項目，沿海各省出台一係列促進深遠海海上風電發展的政策（cè）方案。山東、江蘇和廣東地區的風資源及發電情況較好，政策扶持下海風（fēng）產業前景光明，漂浮式風電市場有望受（shòu）益。
沿海各省出台有關發展（zhǎn）深遠海（hǎi）的政策規劃
01
漂浮式基礎
海上風電由近海向深（shēn）遠海（hǎi）挺進，海上風機支撐的結構由固定式向（xiàng）漂浮式變化。漂（piāo）浮（fú）式和底部固（gù）定的風電（diàn）項目所用風機完全相同（tóng），區別在於風電（diàn）支撐基礎的不同，漂浮式風電基礎是機組賴以維持穩定工作的平（píng）台，主要有以下四種形式：
1）立柱式：平台呈現圓柱形，吃水較大，運用水深需大於100米。主體結構由浮力和壓載艙、過渡段、係泊係統組成（chéng），通過壓載艙促進（jìn）平台的浮心高於重心，保持良好的穩定性。立（lì）柱式基礎安裝和大部件更換相對困難，對工（gōng）作水深有較（jiào）高要求。
2）半潛式（shì）：主體結構多為三、四浮筒結構，通過對各（gè）浮筒壓艙程度（dù）調節保持平衡。適用水深大於40米，設計靈活，運輸安裝難度較小，可采用濕拖法運輸，技術較為成熟，我（wǒ）國目前大部分漂浮式風電基礎均運用半潛式。
3）張力腿式：基礎控製平台的浮力大於自重，借助錨固在海底的（de）拉索維持穩定，通過向下的係泊張力平（píng）衡浮體向上的超額浮力。安（ān）裝過程（chéng）較複雜（zá），張（zhāng）力腿結構造價較（jiào）高，適用水深大於40米。張力（lì）腿式平台水平方向易受到（dào）波浪和（hé）水流作用力，形成麵內橫蕩、首搖、縱蕩（dàng）運動。
4）駁船式：呈（chéng）現四（sì）邊（biān）形中間鏤空結構，類似於船型，良好的（de）阻尼作用（yòng）改善整體運動性能。適用水深大於30米，結構形式簡單，便（biàn）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。駁船式平台重心較高，對波頻相應較為敏感，需對平台運動（dòng）頻率進行優化。
海上風電（diàn）不（bú）同（tóng）結構類型
四種漂浮式風電基礎技術路線對比
目前階段，立柱式和半潛（qián）式基礎技（jì）術可行（háng）度稍好，處於小（xiǎo）批（pī）量示範風場階段，但立柱式整體成本較高，半（bàn）潛式的（de）商業化和規模化（huà）應用（yòng）前景最為廣闊。
駁船式基（jī）礎處於小容量樣機試（shì）驗階（jiē）段，張力腿式基（jī）礎處於單機樣機試驗階段，隨著我國不斷加大漂浮式技術的研究開發和經驗儲備，以（yǐ）上四種技術路（lù）線預（yù）計（jì）將在2023-2025年技術成熟度（dù）不斷提高。
從水深適應（yīng）性方麵來看，半潛式基礎的水深適應能力較強，可以滿足在（zài）30米（mǐ）以上水深海（hǎi）域的使（shǐ）用。我國（guó）海域大陸架總體較平緩（huǎn），半潛式基礎在現階段過（guò）渡水深範圍（40-60米）的漂浮（fú）式風電項目中頗具應用潛力。而張力腿和單立柱（zhù）平台適用水深至少在60-80米，我國（guó）深遠海風電開發尚未大範圍達到此深度，所以應（yīng）用有限。
根據美國能源部統計，2021年全球已裝機或已規劃漂浮（fú）式風電項（xiàng）目中運用半潛式基礎的占比達到近80%，其次為占比10%左右的駁船式（shì）和（hé）立柱式基礎。
漂浮式基（jī）礎技術成熟度
2021年全（quán）球（qiú）漂浮（fú）式（shì）基礎形式占比（含規劃）（%）
02
係泊係統（tǒng）
係泊係統是將（jiāng）浮體基礎與海底相連的唯一結構，通常（cháng）包括（kuò）絞車、導（dǎo）纜設備、係泊線、錨、重力和浮力套件，其需要通過形變或懸空重量來為漂浮式平台承受的（de）風、浪、流等外部環境載荷（hé）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（bó）：鋼鏈結構，立柱（zhù）式、半潛式和駁船式基礎采用，是目前（qián）最常見的係泊線，所占據海床空間較大（dà）；
2）傘形張緊式係泊：鋼纜或（huò）其他複（fù）合材料結構，占據海床空間小，成本較高；
3）垂（chuí）向張力腿係泊（bó）：張力腿式基礎（chǔ）采用，使（shǐ）用尼龍等合（hé）成材料，耐磨性好，回複（fù）力較大，但容易偏移，需重新調整。
常（cháng）見漂浮式風電係泊形式（shì）
03
錨固裝置
錨固裝置是係泊線與海床（chuáng）之間的機械接口，主要作用是將動態海（hǎi）纜固定在浮體和海（hǎi）床上（shàng），傳遞（dì）最大拉伸載荷，主要分（fèn）為4種形式：
1）抓力錨——應用最為廣（guǎng）泛，部分（fèn）或（huò）全部嵌入（rù）海底，垂向力承受能（néng）力不強，與懸鏈線係泊搭配使用；
2）重力錨——靠與海（hǎi）床表麵的摩（mó）擦力（lì）與（yǔ）壓載重（chóng）量，使用範圍有限；
3）樁錨——向（xiàng）海床打入樁基，需深水作業，施工費用較高；
4）吸力錨——利用鋼筒內外壓力差原理。
常見錨固裝置分類
04
動（dòng）態海纜
漂浮式風機相比（bǐ）固定（dìng）底部風機，其平（píng）台運動有一定範圍，因此需要采用（yòng）動態海纜技術。動態海纜係統分為靜（jìng）態海纜端和動態海纜端，靜態海纜（lǎn）即（jí）常規海底電纜，動態海纜則是跟隨浮體運動的海纜，過程中會承受較大的彎矩、剪（jiǎn）切和扭矩（jǔ）的綜（zōng）合作用，需解（jiě）決大（dà）截麵、高電壓、負荷波動、絕緣老化和（hé）力（lì）學載荷等問題。
中（zhōng）國動態海纜係統工程開發研究起步（bù）較晚，總體發展（zhǎn）水平與日本、歐洲等世界先進水（shuǐ）平仍（réng）存在一定技術差距。
漂浮式風電用動態海纜的（de）開發目前主要集中於歐洲，代表企業有Nexans、Prysmian、JDR等（děng），陣（zhèn）列纜電（diàn）壓等級也將逐步由35kV向更高壓邁進。
我國開發的動（dòng）態海纜（lǎn）大多選用（yòng）“濕式”絕緣設（shè）計結構，頭部廠（chǎng）商正積極研發並應用，例如：東方電纜已成功在三峽“引領號（hào）”和“海油觀瀾號”項目中應用35kV動（dòng）態海（hǎi）纜。未來，企業應在抗水樹絕緣材料、絕緣結構（gòu）設計、海纜及附件（jiàn）製造等技藝方麵開展深入研究，為漂浮式風電市場全麵（miàn）開啟做好準備。
漂浮式風機電纜係統結構
典型濕式結構動態海纜截麵
漂浮式風電項目中，浮（fú）式（shì）基礎、係泊係統（tǒng）和拖運安裝占比較高，風機占比更低，原因是漂浮式風（fēng）機一般在港口組裝完畢後拖航至固定位置，省（shěng）去了海底施工建設的費用。
固定底部風電項目中，風機基礎及安裝（zhuāng）、塔筒和海纜占比較高，原因是風機（jī）基礎海上組裝成本昂貴，對安裝船要求較（jiào）高。
根據BNEF研（yán）究數（shù）據，全球漂浮式海（hǎi）風項目成本明顯下（xià）降（jiàng），由2008年首個項目建成時接近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（wéi），未來30年（nián）間，全（quán）球範圍內要安（ān）裝的（de）浮式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%，需要約2萬台風機（jī），每（měi）台風機將安裝在重量超過5000噸的浮式機組，並使用大量係泊纜繩予（yǔ）以固定。同時，調查（chá）顯示60%擁（yōng）有風電業務（wù）的企業，預（yù）計將在（zài）2023年（nián）增加對漂浮式風電的投資。因（yīn）此，漂浮式風電產業鏈有望加速步（bù）入快速發展周期。
來源：長城（chéng）證券
