浮式風電 

浮式風機可在深水區域獲得豐富的風力資源，其海面空間至少是固定式風電的?四倍。這增加了選址的靈活性，包括可以利用風速較大的區域以及社會和環境影響較小的區域。預計在接下來的五年內，我們將看到浮式風電的重大技術發展，以降低成本、擴大規模并提高適用性。

增長潛力

DNV 預測，到 2050 年，浮式風電的發電量將為 250 GW，?約占全球發電量的 2%1。這差不多是目前挪威在建的世界最大浮式海上風電場 Hywind Tampen 的 3,000 多倍。

浮式風電可為以前沒有風力發電服務的沿海社區帶來清潔能源，例如亞太地區的一些特大城市。但也有其他方面引起了?人們對浮式風電的興趣，例如石油和天然氣以及海事企業有機會將他們的技能、船只和船廠轉移到這個全新的高成長性的行業，并有機會利用浮式風電為石油和天然氣平臺供電，從而減少 CO2 足跡。

目前狀況和成本

兩大歐洲浮式風電場，蘇格蘭的 Hywind Scotland 和葡萄牙的 WindFloat Atlantic 現已建成投產，證明了浮式風電在技術上是可行的。Hywind Scotland 自 2017 年開始運營，其在英國的所有海上風電場中平均容量系數最高，這表明浮式風電在效能上與固定式海上風電相當，甚至更好。

但浮式風電的主要問題是成本。固定式風電當前項目的平準化度電成本 (LCOE) 低于每兆瓦時 50 美元，而第一批浮式風電場的 LCOE 已超過每兆瓦時 200 美元。這在很大程度上是由于第一批浮式風電場的規模較小，以及技術和供應鏈不成熟。但浮式風電有一些獨有的特征會影響成本，需要注意。8 MW 風機的固定式風電場所用的基礎鋼材重量通常約為 1,000 噸，但對于相同規模的風機，浮式風電基礎結構可能需要超過 2,000 噸鋼材。錨和系泊系統也需要更多的材料。除了可能需要兩倍以上的鋼材外，結構本身的設計和制造也更為復雜，尤其是與單樁相比。其他導致成本較高的方面包括動態電纜以及?浮式結構物和系泊系統的額外維護。

全新和改進的設計

全新和改進的浮式風電設計將有助于降低成本。到 2025 年，?Hywind 單立柱式結構將受益于之前的三次迭代，包括一個原型機和兩個試點風電場，而 WindFloat 半潛式結構將完成第四次迭代，包括一個原型機和三個試點風電場。在法國，Ideol 的阻尼池駁船式 - SBM 的張力腿式和 Naval Energies 的半潛式浮體結構，預計將首次在風電場配置中進行試用。在此期間，我們還將看到一些額外的概念作為全尺寸原型機進行測試，?例如由于模塊化和組裝簡單而不同于其他概念的 TetraSpar，以及將靈活的半潛式概念與混凝土建造相結合的 OO Star。

擁有已部署資產的技術提??供商顯然在經驗方面占得先機，但我們也預計許多技術開發者會提出新的概念與之競爭。目前正在開發的浮式風電概念有 40 多個，新概念也在頻繁公布。其中一些基于與領先概念類似的設計，但在質量和制造方法等因素上對其提出了挑戰，而其他概念則有更徹底的變化，例如轉塔系泊系統、多風機浮體概念或將浮式風電與波浪能裝置或氫能生產裝置相結合。

所有概念的共同點是系泊系統，預計這一領域將有重大發展。這主要體現在優化目前采用的技術以及引進浮式風電的新技術、材料和方法，比如合成纜索、降載系統、集成的張力監測系統、快速連接系統和共享系泊。

拓展應用

將浮式風電的應用拓展到新的市場和環境也需要技術發展。?更大規模的浮式風電場，離岸距離更遠的深水區域，需要安裝浮式變電站，并開發電壓和功率水平比目前可用的電纜更高的動態電纜以及適應典型浮式裝置運動的變壓器和開關裝置等電氣設備。浮式風電的全球部署還需要增加其水深適用范圍，以便在深達 1,000 米的場地以及低至 40 米的淺水場地應用?浮式風電。某些市場還需要考慮特殊天氣條件，例如颶風和臺風。混凝土浮體將起到重要作用，因為它可以更多在當地建造。

完整版下載：http://statics.nengyuanjie.net/2021/1229/20211229053230511.pdf