海上光伏“集结号”：躁动的野望和待解的难题

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文 | 华夏能源网

“你问我要去向何方，我指着大海的方向”，崔健的这首经典老歌，完美贴合了当下很多光伏电站开发者的心声。

6月1日，政策再度释放利好，自然资源部发布《自然资源部办公厅关于推进海域立体设权工作的通知（征求意见稿）》，明确可以立体设权的用海类型海域包括水面、水体、海床和底土在内的立体空间，鼓励对海上光伏、海上风电等用海进行立体设权。

相比于大力开发多年、已陷入高度内卷的陆上光伏，海上光伏尚处起步阶段，但更宽广的地理空间、更便宜的用海（地）成本，更高的发电效率，给电站开发者和投资人带来了巨大想象空间。政策的松绑，让大规模开发海上光伏成为可能。

曾参与了国内第一批海面漂浮式光伏电站设计的广东永光新能源董事长孙韵琳博士在接受华夏能源网采访时表示，“目前很多大型光伏企业都已关注海上光伏这一细分领域，尤其是组件厂家和投资方企业，热度正在起来。”

蔚蓝而深邃的大海，承载了光伏行业探寻阳光资源富矿的新野望。海上光伏，会是光伏行业的下一个新风口吗？

由陆入海：海上光伏优势明显

海上光伏，即建在海洋上的光伏发电站。相比地面光伏，海上光伏土地占用少，发电量却高出5%-10%，原因是水面开阔无遮挡，日照时间长且有水面反射光。此外，海上光伏还易与风电、养殖、制氢等其它产业相结合，能产生更多的经济价值。

我国拥有1.8万公里的大陆海岸线，而沿海省份多是工业发达、电力和土地资源紧缺，只能长期依靠外部购电等方式解决用电紧张问题，每逢用电高峰，还是难免电力不足。发展海上光伏电站，能实现就近消纳，缓解东部沿海省份的用电紧张问题。

现实需求和潜在的可能性，使得无论是中央政府还是东部沿海省份都对海上光伏十分看好。

国家海洋技术中心海洋能发展中心副主任崔琳曾表示，我国安装海上光伏的海域面积约为71万平方公里，按照1/1000的比例估算，可安装海上光伏超过70GW。

孙韵琳告诉华夏能源网，海上光伏的应用场景包括沿海滩涂、近海区、中海区和远海区，不同海域的光伏项目建设面临的难点也不同。

进军海上光伏，首先要进行项目用海确权。公开信息显示，到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1658.33公顷，涉及江苏、山东、浙江、辽宁、广东五个省份。

2022年，山东和浙江两省先后发布光伏项目用海规范，对用海选址、用海方式与用海范围、海域使用论证、规划布局等众多光伏用海问题做出了详细规定。辽宁、海南、天津也都对海洋光伏产业出台了相关政策。

其中，山东在鼓励海上光伏的开发和建设方面最为积极，2022年连续发布文件推动海上风光开发。

2022年6月，山东省青岛市印发《关于激发市场活力稳定经济增长若干政策措施的通知》及解读，明确提出按照市场化方式，吸引更多社会资本支持海上光伏和海上风电开发建设。

2022年7月，山东省能源局发布的《山东省海上光伏建设工程行动方案》提到，要打造“环渤海”、“沿黄海”两大千万千瓦级海上光伏基地。其中，“环渤海”千万千瓦级海上光伏基地，布局海上光伏场址31个，总装机规模1930万千瓦。“沿黄海”千万千瓦级海上光伏基地，布局海上光伏场址26个，总装机规模2270万千瓦。

截至2022年7月，山东已启动了滨州、潍坊、东营、烟台、威海、青岛等海域共计10个场址1125万千瓦项目的开发工作。

华夏能源网注意到，跟随政策的脚步，有不少企业已经步入这片蓝海。

在山东省2022年10月公布的10个海上光伏项目竞争配置名单中，入选企业既有国家能源集团、中国广核集团、中电建集团、山东能源集团这样的央国企，也有隆基绿能（SH:601012）、天合光能(SH:688599)、正泰新能源（SH:601877）这样的民营光伏巨头。

孙韵琳告诉华夏能源网，目前布局海上光伏项目的企业主要有两大类：一类是光伏设备商，另一类是做浮体及锚固系统的厂商。逆变器企业、工程公司等也就海上光伏领域进行了技术储备。

光大证券测算过相关市场空间，“乐观假设下，仅山东省海洋光伏电站浮体及锚固系统的市场空间就分别为272亿元和19亿元。”

验证示范：漂浮式电站是主流

地面光伏支架市场发展已十分成熟，那么，海面上的光伏组件安装如何实现？

我国沿海地形复杂，气候各异，海面环境有其特殊性。为适应大海这一复杂环境，海上光伏的建设目前有两种方式：桩基固定式光伏电站和漂浮式光伏电站。

桩基固定式光伏电站，适用于水深小于5米、地质稳定、水位变化较小的滩涂场地，目前是海上光伏建设的主流。前述提到的山东10个场址的1125万千瓦项目就属此类。

而漂浮式光伏电站，则是借助浮体材料与锚固系统使光伏组件、逆变器等发电设备漂浮在海面上进行发电，适用于水深大于5米、受台风影响不大的水域。

尽管漂浮式发展较晚，却被业内公认为是更具发展潜力的技术方向。原因是，它的应用场景更广泛，并且环保问题更小。

从全球来看，漂浮式光伏电站也是潮流。据媒体报道，目前全球有60多个国家在积极推进海上漂浮式光伏电站建设，其中有超过35个国家拥有350个漂浮式光伏电站。另据研究机构GlobalIndustryAnalysts公布的一项研究，2021年全球部署的漂浮式光伏装机容量为1.6GW，预计到2026年将增长到4.8GW。

目前，中国的海上漂浮式光伏电站还处于实证阶段。

2022年10月31日，山东半岛南3号海上风电场20兆瓦深远海漂浮式光伏500千瓦实证项目，成功完成了发电，成为首个深远海风光同场漂浮式光伏实证项目，国电投是该项目主导方。

该项目选择了挑战最大的“深远海”场景。项目建在离岸30公里、水深30米的海面上。工人们将770块光伏组件，安装在直径53米、面积相当于4个标准篮球场的环形浮体单元上；清洁电能汇流到逆变器后，送至同场运行的半岛南3号风机平台，后续通过海上升压站送出至电网。

500千瓦漂浮式海上光伏项目环形浮体单元（图源：人民网）

这是业内首个“吃螃蟹”的深远海项目，但非常遗憾的是，今年4月一则现场拍摄的视频显示，该项目出现技术故障，除浮体之外，光伏组件全部“丢失”。多位技术专家给出了相近判断——“波浪条件、机械设备问题是导致该项目事故的主要原因”。但国电投未对事故原因作出公开表态和定性。

新的领域、新的技术难题，项目折戟或是常态，海上光伏建设的后继者仍在探索。据中新网报道，由中集来福士海洋科技集团有限公司研制的国内首个自主知识产权的半潜式海上漂浮式光伏电站，于今年4月在烟台实现了交付。

孙韵琳也对华夏能源网预测，国内有望在1-2年内对海上漂浮式光伏电站技术可行性和经济性做出验证，并在随后进入规模化项目示范阶段。

困难重重：诸多难题障碍待攻克

虽然海上光伏前景看好，但面临的是全方位挑战，成本技术、环境、政策等诸多难题都待攻克。海上高温、高湿、高盐雾，滩涂土质松软，并长期受到风浪、潮汐等影响，对光伏电站的防腐蚀和安全性建设要求都很高。

以当前的主流技术路线——桩基式固定光伏电站为例，在北方海域，可能会出现冰块撞击组件阵列的情况。

漂浮式光伏电站同样面临来自大海的挑战。晶科科技设计研究院院长谭奇特曾撰文表示，“近海漂浮系统面对的风浪流和风速远大于内陆湖泊，叠加潮位影响更大，所以海上漂浮系统更偏向于综合性的海洋工程。”

从技术角度而言，孙韵琳告诉华夏能源网，建设海上光伏电站，需要完成防台风、防潮汐、防波浪、防浮冰、防腐蚀、防冲刷、防生物附着等“七防”设计，复杂程度和难度都较大。

据了解，目前在全球范围内，海上光伏的规模化开发还都处于起步阶段，不仅抗波浪、抗海冰、抗寒潮、抗盐雾等关键技术亟待突破，工程设计、施工、后期运维等环节也缺乏行业标准。海上光伏无论是前期的建设开发，还是后期的运维都比陆上光伏电站，推进难度都要大许多。

一系列的困难，拉高了海上光伏电站的建设成本。业内有设计院通过对常规地面电站与海上电站投资对比发现，安装相同型号组件的前提下，海上光伏组件安装、支架安装以及桩基础的单瓦成本要分别要比地面电站高出约0.05元、0.636元、0.679元，综合额外成本高出1.365元/瓦以上。

而据国际可再生能源机构测算，海上光伏电站的建设成本比陆上光伏电站要高出5%-12%左右。这其中，漂浮式光伏电站的造价更高，有业内人士曾透露，漂浮式光伏电站的原材料成本比常规光伏高10%-30%。

即便是海上光伏电站的实验性投入，也“造价”昂贵。以国内首个近海漂浮式光伏电站——海南万宁近海漂浮式光伏电站实证项目为例，这个宽30米、长50米的矩形光伏阵列项目，因为是试验项目，所以只运行了十几天，就按照相关规定进行了拆除。据项目负责人、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，“前后一共花费了400多万元。”

孙韵琳也表示，从整个行业而言，单位投资成本是目前制约海上光伏发展的最大障碍。现阶段，单纯的海面漂浮光伏项目收益率普遍尚不能满足投资企业收益率的要求。

面对这些困难，好消息是，一些地方政府的鼓励支持政策在陆续出台。以山东省为例，明确提出对2022-2025年建成并网的漂浮式海上光伏项目，省财政分别按照每千瓦1000元、800元、600元、400元的标准给予补贴，补贴规模分别不超过10万千瓦、20万千瓦、30万千瓦、40万千瓦。

在企业方面，也在针对海洋环境特点推进技术研发，推出新产品新成果。如通威的TNC技术双玻组件，获得了TÜV北德集团的海上光伏认证；天合光能的至尊系列组件则获得了TÜV莱茵海上光伏认证。这表明，我国的海上光伏组件产品已经能够应对来自海洋环境的严苛挑战。

针对海上的运维难题，隆基绿能今年4月对外称，已开发出了一套智能化运维技术。只要在软件中输入所在海域，并填入浪高、风速、淤泥层厚度、气温等基础数据，系统就会给出一个优化设计方案，如组件支架的最优倾角是多少、阵列怎么排布等。

业界关心的建设成本，也在不断降低。据晶科科技研究院院长谭奇特表示，国内漂浮式光伏电站所用的漂浮和锚固系统造价，已从以前的1.5元/W，降低到0.6元/W左右。而据光大证券预测，随着海上漂浮式光伏技术的不断进步以及装机量增加带来的规模效应，相应电站的单瓦造价将会由10元/瓦降至4.25元/瓦。

目前说“风口”已来还为时尚早，但海上光伏充满了想象力的开发前景，正吸引约来越多的入局者。随着技术障碍、成本难题的逐步突破，海上光伏将成为机会无限的细分应用场景，为双碳目标达成贡献力量。

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