海上风电，当钢铁巨人在海面上跳起华尔兹_能源

你有没有想过,我们脚下这片土地其实已经快被“塞满”了？太阳能板铺满了戈壁，风机转遍了山脊，连屋顶都快被光伏板占领了，但大海不一样——它占了地球表面积的71%，而目前我们只开发了其中极小一部分，我不是在画大饼，2023年全球海上风电新增装机容量已经突破了10吉瓦，这个数字还在以每年30%以上的速度增长。

为什么非得到海上去折腾？

说实话,把风机竖在海上，成本比陆地上高出差不多一倍，维护一艘船出海，一天的费用够在陆地上跑一个月，那为什么还要干？

海上的风，是陆地上比不了的。

陆地上的风,被山挡一下、被楼拐一下，到风机跟前早就七零八落了，海上不一样，开阔平坦，风从几千公里外吹过来，一路没任何阻挡，最关键的是——海上的风更稳，陆地上的风“忽大忽小”，晚上还经常停，海上的风，特别到了夜间，反而更大更持续，这对电网来说太重要了——发电不稳定，电网就得频繁调峰，成本就上去了。

我用个不恰当的比喻：陆上风电像是用手机看视频，信号时好时坏；海上风电至少是WiFi，虽然也有波动，但整体稳得多。

海上有巨大的空间，一座10兆瓦的海上风机，光叶片转一圈扫过的面积就超过两个足球场，你在陆地上找这么大一片空地试试？光征地拆迁就够你头疼的。

海上发电技术到底进化成啥样了？

我2016年第一次去江苏如东看海上风电场的时候,那时候的风机才3兆瓦，站在下面还不觉得有多震撼，今年再去看，已经换成了16兆瓦的巨无霸，一个基础平台，光钢管桩就要打到海床下80米深。

技术的进化,主要体现在三个层面：

基础技术——从“插筷子”到“浮气球”

早期的海上风机都是固定式基础，说白了就是在海底打个桩，然后把风机插上去，水深超过50米就不行了——打桩成本直线上升，技术难度也大。

于是有了漂浮式基础，这玩意太有意思了，它不固定在海底，而是像个浮标一样漂着，靠锚链拉住，水深一百米、两百米都能用，2021年，中国首台漂浮式风机“三峡引领号”在广东阳江成功并网发电，水深达到50多米，到2023年，我们已经在试验半潜式和张力腿式漂浮平台，目标是让水深300米以内的海域都能发电。

风机技术——叶片比客机翼展还长

现在的海上风机,单机容量普遍在8兆瓦以上，叶片长度超过100米，我去年在福建看了台12兆瓦的风机，叶片转一圈发出的电，够一个普通家庭用两天。

材料上也发生了革命——碳纤维正在大规模取代玻璃纤维，强度更高，重量更轻，叶片能做更长，还有一个有意思的细节：叶片表面开始用仿生涂层，模仿鲨鱼皮的纹路，减少海水腐蚀和海洋生物附着，你别小看这个，藤壶、牡蛎一旦长在叶片上，发电效率能下降20%。

输电技术——海底直流“高速公路”

电发出来了,怎么送到岸上？传统的交流输电，距离一超过80公里，损耗就大得吓人。

现在普遍用的是柔性直流输电技术（VSC-HVDC），简单说，就是把交流电变成直流电，海底电缆传输到岸上再变回交流，损耗只有交流输电的三分之一，2022年投运的如东海上风电柔性直流工程，输电距离超过了100公里，这放在十年前的想象是根本不可能的。

海上风电的经济账到底算得清吗？

我认识一位在江苏搞海上风电运维的老哥,他跟我说实话：“前五年，基本在还贷款，五年之后，开始挣钱，十年之后，躺着赚。”

这个账得细算,我整理了一下目前行业内的通用数据：

项目	成本占比	备注
风机设备	35%-40%	仍在下降，国产化后成本降了30%
基础施工	20%-25%	漂浮式基础能进一步降低成本
海缆及输电	10%-15%	柔性直流技术降低损耗
安装运维	15%-20%	智能化运维大幅降低人工成本
其他费用	5%-10%	环保、保险等

你看,大头还是风机设备，但好消息是——中国已基本实现海上风机全产业链国产化，以前主轴轴承这种核心部件全得靠进口，价格贵不说，供货周期还长，洛阳LYC、瓦轴等企业已经能批量生产5兆瓦以上风机主轴轴承，价格比进口便宜40%。

运维成本确实是个大头,一台风机出故障，得等风浪平了才能出海，一等就是三五天，所以现在行业里流行搞预测性维护——在风机关键部位装上振动传感器、油液分析仪，数据实时传回后台，哪个齿轮要坏、哪个轴承有异响，提前就知道，这就像你车子的保养提示灯，亮了再去修，总比半路抛锚强。

沿海省份还搞出了个新玩法——“海上风电+海洋牧场”，风机基础平台下面，挂上海参、鲍鱼的养殖网箱，风机发出来的电，一部分给平台上的海水循环系统供电，另一部分卖给电网，这块收入虽然不大，但抵消一部分运维成本是完全没问题的，浙江舟山的一个项目，2023年靠这个额外赚了将近200万。

风向正在变，但谁在主导？

全球海上风电,欧洲起步最早，英国、德国、丹麦占了先机，但中国从2016年之后开始猛追，到2023年已经超越英国成为全球海上风电装机第一大国。

技术路线上,中国目前主要偏向近海浅水区，水深20-40米为主，而欧洲已经在探索深远海，水深超过100米的项目越来越多，我个人觉得，未来三到五年的竞争焦点会集中在两个地方：一是16兆瓦以上超大容量机组的可靠性，二是漂浮式基础的商业化成本。

有意思的是,材料创新正在悄悄改变游戏规则，2023年底，中科院宁波所搞出了一种新型防腐涂层，寿命从传统的5年延长到了15年，这听起来没什么，但在海上，少一次大修，能省下上千万。

还有,新材料用在了叶片上，传统的玻璃纤维叶片，重量大、易疲劳，现在开始用竹纤维复合材料——你没听错，竹子做的，竹纤维的拉伸强度是钢铁的4倍，重量只有四分之一，福建一家企业已经做出了90米长的竹纤维叶片原型，预计2025年投入商用，如果能大规模推广，光是材料成本就能降20%。

这事真的只有好处吗？

说点不完美的。

海上风电确实影响海洋生态,风机基础会改变海底水流，可能影响鱼类的洄游路线，叶片旋转会产生低频噪声，对鲸类和海豚有干扰，还有鸟类，据英国的研究数据，每个海上风电场每年导致约1-2万只鸟死亡——虽然远低于城市高楼和猫的危害，但也不能忽视。

大量的复合材料叶片退役后怎么处理？现在全世界都在头疼，玻璃纤维几乎不可降解，填埋占地方，焚烧产生有毒气体，好消息是，2024年初，丹麦一家公司搞出了完全可回收的风机叶片，用的是热塑性树脂，寿命到了以后，加热就能把树脂和纤维分开，各自回收再利用，中国也有企业在跟进。

反正,技术这件事，永远是解决一个问题，又冒出两个新问题。

但我觉得,我们没必要把海上风电想象成“完美清洁”的救世主，它就是当下我们能拿出来的、最可行的技术路线之一。它不完美，但它是向前走的。

你知道吗,就在我写这篇文章的时候，广东阳江又有一个海上风电项目并网了——装机容量1.6吉瓦，每年可以发56亿度电，相当于减少480万吨碳排放，这让我想起十年前第一次看到海上风机时的样子，那时候的机舱小得像个火柴盒，现在站在16兆瓦的机舱里，都能开个篮球赛了。

这不是想象,这是正在发生的事。

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