2022年,国家对海上风电的补贴将全部取消,后补贴时代对企业的R&D和创新能力提出了更高的要求。作为与风力涡轮机、基础和塔架并列的三大硬件设备之一,海底电缆约占海上风力发电总成本的10%。这部分的成本降低空间在哪里,有多大?
全球海上风力发电的成本和价格仍在下降。2019年,法国和英国新公布的海上风电项目最低投标价格分别达到0.39元/千瓦时(2026年并网)和0.35元/千瓦时(2023/25年并网)。与中国0.75元/千瓦时(2020年)的上网电价相比,这一数字仍有很大的下降空间。
海底电缆的高技术含量决定了其高成本。水利部综合研究所的一组数据显示,35kV海底电缆的价格在60万至150万元/公里之间,220kV海底电缆的价格在400万至500万元/公里之间。
与陆上风力发电不同,海上风力发电项目需要通过35kV海底电缆将分散在现场的风力发电机组产生的电能收集到海上升压站,然后通过220kV海底电缆送至陆上集控中心。从这个过程来看,海上风电的输送成本远远高于陆上风电,项目离岸越远,海底电缆的投资成本就越大。
可以说,海底电缆成本的降低取决于很多因素,如——材料、技术、组网方式、离岸距离等。但非常重要的一点是,单位成本相应于施工数量的增加而减少。
业内人士普遍预测,在“十四五”期间,随着海上风电政策的实施和装机容量的逐步增加,我国海上风电的单位千瓦成本将从目前的1.6万元降低到1.3万元左右,约有20%的降低成本空间。
无独有偶,中国电力建设集团华东勘测设计研究院副总工程师赵指出,目前中国100万千瓦海上风电场送出系统的电力成本在0.15元/千瓦时以上。如果装机容量达到200-300万千瓦,送出系统的电力成本将降至0.1元/千瓦时以下。
他还指出,在海底电缆方面,随着铝芯取代铜芯和中国制造的绝缘材料,海底电缆的成本也将有12%-18%的下降空间。这意味着在我国海上风电大规模建设的过程中,海上风电各环节的成本可以在“量”的支撑下逐步降低到行业能够承受的水平。
另一方面,技术创新也被认为是降低行业成本的方法之一。
根据华东院计算,“十四五”期间海上风电电价水平应在0.5-0.55元/千瓦时之间。在集电线路和海底电缆领域,应通过优化现场和220千伏集电线路布局、采用66千伏集电线路、绝缘材料国产化和减少铝芯线路投资来实现。上述措施可使项目总单位千瓦成本降低400~500元。
随着未来海上风电向深海发展,浮式动力电缆、330千伏海底电缆、高压DC海底电缆等技术领域将是创新方向。