海上風(fēng)電場多指水深10米左右的近海風(fēng)電。
在瑞典1990年安裝了第一臺海上風(fēng)電機(jī)組之后，世界范圍內(nèi)的海上風(fēng)電場的風(fēng)電技術(shù)發(fā)展就步入了快車道。2021年全球新增海上風(fēng)電并網(wǎng)容量為21.1GW，為2020年的三倍多。截至2021年年底，全球累計(jì)海上風(fēng)電容量達(dá)到56GW，比2020年增長了58%，海上風(fēng)電在全球風(fēng)電總裝機(jī)中的占比為7%。
2007年11月8日，中國首座安裝有1臺金風(fēng)科技1.5 MW風(fēng)電機(jī)組的海上風(fēng)電項(xiàng)目在渤海綏中油田建成發(fā)電。2021年中國連續(xù)第4年保持海上風(fēng)電裝機(jī)量首位，年新增裝機(jī)容量近17 GW，累計(jì)海上風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到27.7 GW，與歐洲近30年發(fā)展水平相當(dāng)。2024年10月26日，中國最大的平價(jià)海上風(fēng)電項(xiàng)目——山東半島南“海上風(fēng)電U場址項(xiàng)目”實(shí)現(xiàn)全容量并網(wǎng)發(fā)電。截至2025年9月底，中國海上風(fēng)電累計(jì)并網(wǎng)容量達(dá)4461萬千瓦，其中，海上風(fēng)電新增并網(wǎng)容量為350萬千瓦，連續(xù)五年居全球首位。2026年1月13日，全球首臺20兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組在福建省海域完成吊裝，這是中國20兆瓦級海上風(fēng)電機(jī)組首次在海上完成吊裝，標(biāo)志著中國超大容量機(jī)組研發(fā)制造和海上施工領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重要突破。
優(yōu)化近海海上風(fēng)電布局，開展深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電規(guī)劃，推動(dòng)近海規(guī)模化開發(fā)和深遠(yuǎn)海示范化開發(fā)，重點(diǎn)建設(shè)山東半島、長三角、閩南地區(qū)、粵東、北部灣五大海上風(fēng)電基地集群，是《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》要求。“十四五”期間，中國各地出臺的海上風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃規(guī)模已達(dá)8000萬千瓦，到2030年累計(jì)裝機(jī)將超過2億千瓦。未來，中國將應(yīng)用更大的風(fēng)電機(jī)組，能夠有效提高風(fēng)能利用效率，并大幅降低初始投資、安裝施工成本、運(yùn)維成本等；智能化、互聯(lián)化成為海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的重要特征；攜手推進(jìn)相關(guān)技術(shù)的研發(fā)、先進(jìn)裝備的設(shè)計(jì)與制造。
概述
定義
海上風(fēng)電場多指水深10米左右的近海風(fēng)電。海上風(fēng)電和普通風(fēng)力發(fā)電的原理一樣，是利用海上的風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，將海風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成機(jī)械動(dòng)能，再透過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電力動(dòng)能，促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。
工作原理
一個(gè)完整的海上風(fēng)電場一般由一定規(guī)模數(shù)量的風(fēng)電機(jī)組和輸電系統(tǒng)構(gòu)成。風(fēng)電機(jī)組將風(fēng)能轉(zhuǎn)化成電能，輸電系統(tǒng)將電輸送到變電站。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是風(fēng)電場的發(fā)電裝置，單個(gè)的風(fēng)電機(jī)組包括葉片、風(fēng)機(jī)、塔身和基礎(chǔ)部分。風(fēng)機(jī)的工作原理是空氣動(dòng)力學(xué)原理，利用風(fēng)吹過葉片形成葉片正反面的壓差產(chǎn)生的升力，令風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)并經(jīng)過齒輪箱，進(jìn)而帶動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的動(dòng)能，然后再將轉(zhuǎn)子的動(dòng)能又轉(zhuǎn)化成電能輸出。
風(fēng)電機(jī)組的固定有四種基本形式：陸地基礎(chǔ)、單樁基礎(chǔ)、基腳架基礎(chǔ)和浮式基礎(chǔ)，其具體結(jié)構(gòu)如下圖（風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)四種基本形式）所示。這四種基本形式分別運(yùn)用在路地、淺水（水深＜30m）、中等水深（水深30～60m）、深水（水深>60m）。
安裝方式
海上風(fēng)電機(jī)組的安裝方式主要有三種：千斤頂安裝，半沉式安裝和漂浮式安裝（取決海水深度、起吊機(jī)的能力和駁船的載重量）。
輸電系統(tǒng)
截至目前，已建成海上風(fēng)電場大部分采用高壓交流輸電系統(tǒng)（HVAC），其由以下幾部分組成：交流集電線路，海上升壓站和無功補(bǔ)償設(shè)備，海底電纜，陸上變電站和無功補(bǔ)償設(shè)備。通過交流集電線路將各個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的電收集起來，再通過海上升壓站將電壓升高，然后通過海底電纜將電輸送到岸上變電站。
選址
海上風(fēng)電的選址、建設(shè)、運(yùn)維應(yīng)當(dāng)遵守相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章，充分考慮相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)指南，保障海上交通安全、有序、暢通，保護(hù)海洋環(huán)境。
經(jīng)濟(jì)效益
與陸上風(fēng)電場相比，海上風(fēng)電場的優(yōu)點(diǎn)主要是不占用土地資源，基本不受地形地貌影響，風(fēng)速更高，風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量更大（3～5兆瓦），年利用小時(shí)數(shù)更高（如東海大橋風(fēng)電場年有效風(fēng)時(shí)超過8000小時(shí)）。在選址的當(dāng)，風(fēng)能資源較好、風(fēng)速較高，且處于IECⅢ等級較好的條件下：裝機(jī)規(guī)模不低于20——30萬千瓦；離岸距離適中，30km以內(nèi)較適宜； 水深適宜；對外條件較好：接入點(diǎn)、拼裝場地、轉(zhuǎn)運(yùn)碼頭； 投產(chǎn)后滿負(fù)荷小時(shí)數(shù)可達(dá)到2600小時(shí)、控制造價(jià)在15000——18000元/kW,上網(wǎng)電價(jià)0.8—— 0.9元/kW.h（目前已經(jīng)核準(zhǔn)和批復(fù)前期工作約600萬千瓦的近海風(fēng)電項(xiàng)目總體情況：發(fā)電2500—— 2600小時(shí)、造價(jià)17000——18000元/kW,上網(wǎng)電價(jià)0.9元/kW.h），是能達(dá)到一定經(jīng)濟(jì)效益的，發(fā)電效益高于陸上風(fēng)電場30%以上。
風(fēng)險(xiǎn)
海上風(fēng)電環(huán)境艱苦，條件惡劣，技術(shù)復(fù)雜，工程難度高，協(xié)調(diào)難度大，建設(shè)成本一般是陸上風(fēng)電場的2～3倍，也給海上風(fēng)電場建設(shè)增加了風(fēng)險(xiǎn)。
具體表現(xiàn)在：
1.海上風(fēng)力資源及建設(shè)條件調(diào)查不詳，風(fēng)電場建設(shè)規(guī)劃協(xié)調(diào)有誤，主發(fā)電機(jī)組設(shè)備選擇不當(dāng)，工程經(jīng)驗(yàn)不足導(dǎo)致工程成本過大，運(yùn)維管理不到位,利用小時(shí)數(shù)低于預(yù)期，氣候?yàn)?zāi)害等不可預(yù)見因素影響評估不夠。
2.規(guī)劃風(fēng)險(xiǎn)：用海(海域使用論證、用海預(yù)審)， 海洋環(huán)評(鳥類影， 通航(安全影響論證、安全評估），軍事、文物、城鄉(xiāng)建設(shè)主管等部門對風(fēng)電場規(guī)劃選址及建設(shè)的意見，海纜路由(海纜穿越海堤)。
此外還要防范意外風(fēng)險(xiǎn)（海纜損失情況）和臺風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。
全球發(fā)展情況
自1990年瑞典出于實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑谒?m，離岸350m的海上安裝了第一臺海上風(fēng)電機(jī)組之后，世界范圍內(nèi)的風(fēng)電技術(shù)發(fā)展就步入了快車道。丹麥于1991年在洛蘭島西北沿海建成并投入使用全球首個(gè)海上風(fēng)電場，該電場包含11臺450 kW的風(fēng)電機(jī)組，可滿足2 000～3 000戶居民的用電需求。2000年，海上風(fēng)電項(xiàng)目開始加入兆瓦級發(fā)電機(jī)組，使海上風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目開始具有商業(yè)化應(yīng)用價(jià)值。丹麥在2002年建成第一座擁有80臺2 MW風(fēng)電機(jī)組的大型海上風(fēng)電場，裝機(jī)容量達(dá)到160 MW。隨后歐洲各國也相繼加入投資建設(shè)海上風(fēng)電項(xiàng)目的陣營中，世界范圍內(nèi)風(fēng)電裝機(jī)容量穩(wěn)步增長。全球風(fēng)能協(xié)會(global wind 能量 council，GWEC)發(fā)布的《全球風(fēng)能報(bào)告2022》的數(shù)據(jù)顯示：2021年全球新增風(fēng)電容量為93.6 GW，僅比2020年的記錄低1.8%；總裝機(jī)容量達(dá)到837 GW，比2020年增長12.4%；同時(shí)，2021年海上風(fēng)電并網(wǎng)量達(dá)到21.1 GW，是2020年的3倍，創(chuàng)下海上風(fēng)電并網(wǎng)總?cè)萘?7.2 GW的新記錄。
2022年9月，由丹麥風(fēng)電巨頭沃旭能源公司開發(fā)的英國Hornsea?Two海上風(fēng)電場全容量投產(chǎn)發(fā)電。該海上風(fēng)電場占海面積462平方公里，總裝機(jī)容量1320兆瓦，共安裝了165臺風(fēng)機(jī)；場內(nèi)集電線路總長373公里，送出海纜（含海上無功補(bǔ)償站連接電纜、登陸后的陸纜）總長為390公里，是全球最大的海上風(fēng)電場。
中國發(fā)展情況
優(yōu)勢
海上風(fēng)電是中國新時(shí)期能源轉(zhuǎn)型的重要支撐，也是中國沿海省份發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)的重要力量。中國海岸線全長18 萬km，有200多萬平方公里的大陸架和6500多個(gè)島嶼，離岸200km范圍內(nèi)，近海和深遠(yuǎn)海風(fēng)能資源技術(shù)開發(fā)潛力約22.5億千瓦，擁有豐富的海上風(fēng)能資源。
快速發(fā)展
2007年11月8日，中國首座安裝有1臺金風(fēng)科技1.5 MW風(fēng)電機(jī)組的海上風(fēng)電項(xiàng)目在渤海綏中油田建成發(fā)電。該項(xiàng)目從立項(xiàng)到建成投產(chǎn)僅耗時(shí)7個(gè)月，實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)自主創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新，它標(biāo)志著中國海上風(fēng)電探索取得實(shí)質(zhì)性突破，也拉開了中國海上風(fēng)電開發(fā)的序幕。
近年來，中國海上風(fēng)能利用加速。2018年12月18日，國家電投濱海北區(qū)二期400兆瓦海上風(fēng)力發(fā)電廠100臺機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行。2019年3月29日，浙江省首個(gè)海上風(fēng)電場——舟山六橫海上風(fēng)電場海底電纜敷設(shè)工程完成，全部63臺風(fēng)機(jī)機(jī)組實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)發(fā)電，整個(gè)風(fēng)電場規(guī)劃海域面積約為50平方公里；2021年12月，在距離山東省海陽海岸線30公里的海面上，隨著山東半島南4號海上風(fēng)電項(xiàng)目第10回路5臺風(fēng)機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，山東首座海上風(fēng)電場成功并網(wǎng)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)海上風(fēng)電“零突破”。該海上風(fēng)電場總裝機(jī)容量301.6兆瓦，風(fēng)電場配套建設(shè)220千伏海上升壓站和陸上集控中心各1座，風(fēng)場內(nèi)各風(fēng)機(jī)之間、風(fēng)機(jī)與海上升壓站之間通過敷設(shè)35千伏海底電纜連接，海纜總長度達(dá)90千米；還是在2021年12月25日，國內(nèi)首個(gè)百萬千瓦級海上風(fēng)電項(xiàng)目——三峽陽江沙扒170萬千瓦海上風(fēng)電場項(xiàng)目，當(dāng)日上午實(shí)現(xiàn)全容量并網(wǎng)發(fā)電。該項(xiàng)目年發(fā)電量約47億千瓦時(shí)，能滿足約200萬戶家庭一年的用電量。
2021年中國連續(xù)第4年保持海上風(fēng)電裝機(jī)量世界首位，年新增裝機(jī)容量近17 GW，累計(jì)海上風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到27.7 GW，與歐洲近30年發(fā)展水平相當(dāng)。
2024年10月26日，中國最大的平價(jià)海上風(fēng)電項(xiàng)目——山東半島南“海上風(fēng)電U場址項(xiàng)目”實(shí)現(xiàn)全容量并網(wǎng)發(fā)電?？傃b機(jī)容量150萬千瓦，在中國首次全場采用了66千伏的集電系統(tǒng)，投運(yùn)后年發(fā)電量達(dá)45億千瓦時(shí)，年可節(jié)約標(biāo)煤140萬噸，減少灰渣、一氧化碳等廢氣排放約425萬噸。
2024年，中國海上風(fēng)電裝機(jī)容量有望突破4500萬千瓦，將連續(xù)四年位居全球首位。2024年前三季度，海上風(fēng)電新增并網(wǎng)容量247萬千瓦，累計(jì)并網(wǎng)容量達(dá)到3910萬千瓦。截至2024年三季度，中國海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)已連續(xù)三年穩(wěn)居全球第一位，超過第2至5名國家海上風(fēng)電并網(wǎng)總和。
2025年，《全球海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展報(bào)告2025》正式發(fā)布，截至2025年9月底，中國海上風(fēng)電累計(jì)并網(wǎng)容量達(dá)4461萬千瓦，其中，海上風(fēng)電新增并網(wǎng)容量為350萬千瓦，連續(xù)五年居全球首位。
2026年1月13日，全球首臺20兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組在福建省海域完成吊裝，這是中國20兆瓦級海上風(fēng)電機(jī)組首次在海上完成吊裝，標(biāo)志著中國超大容量機(jī)組研發(fā)制造和海上施工領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重要突破。此次吊裝的機(jī)組位于離岸超過30公里、水深超40米的海域，機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電后，單臺年發(fā)電量預(yù)計(jì)超8000萬千瓦時(shí)，可滿足約4.4萬戶家庭1年的用電需求，相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約2.4萬噸、減少二氧化碳排放約6.4萬噸。
未來展望
全球首臺16兆瓦超大容量海上風(fēng)電機(jī)組，2023年7月19日在福建海上風(fēng)電場成功并網(wǎng)發(fā)電，標(biāo)志著中國海上風(fēng)電大容量機(jī)組研發(fā)制造及運(yùn)營能力再上新臺階，達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
目前，中國基本具備了大規(guī)模開發(fā)海上風(fēng)能資源的能力，未來幾年是技術(shù)創(chuàng)新和變革的關(guān)鍵期，未來海上風(fēng)電技術(shù)將圍繞以下幾條主線演進(jìn)：應(yīng)用更大的風(fēng)電機(jī)組，能夠有效提高風(fēng)能利用效率，并大幅降低初始投資、安裝施工成本、運(yùn)維成本等；智能化、互聯(lián)化成為海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的重要特征；攜手推進(jìn)相關(guān)技術(shù)的研發(fā)、先進(jìn)裝備的設(shè)計(jì)與制造。
未來，優(yōu)化近海海上風(fēng)電布局，開展深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電規(guī)劃，推動(dòng)近海規(guī)?；_發(fā)和深遠(yuǎn)海示范化開發(fā)，重點(diǎn)建設(shè)山東半島、長三角、閩南地區(qū)、粵東、北部灣五大海上風(fēng)電基地集群，是《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》要求。“十四五”期間，中國各地出臺的海上風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃規(guī)模已達(dá)8000萬千瓦，到2030年累計(jì)裝機(jī)將超過2億千瓦。
參考資料 >
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視頻丨首臺、首次、首飛!本周，我國科技接連實(shí)現(xiàn)硬核突破.騰訊網(wǎng).2026-01-16
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【科普一分鐘】：海上風(fēng)電.今日頭條.2023-08-07
【走進(jìn)風(fēng)電】你了解海上風(fēng)電場的構(gòu)成和發(fā)電原理嗎？.微信.2023-08-07
山東省海事局《海上風(fēng)電通航安全管理辦法（暫行）》公布！.北極星風(fēng)力發(fā)電網(wǎng).2023-08-07
分析丨海上風(fēng)電的經(jīng)濟(jì)性和主要風(fēng)險(xiǎn).東方風(fēng)力發(fā)電網(wǎng).2023-08-07
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不斷探索！我國海上風(fēng)電向深遠(yuǎn)海挺進(jìn).今日頭條.2023-08-07
海上風(fēng)電場.今日頭條.2023-08-03
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山東首座海上風(fēng)電場并網(wǎng)發(fā)電.蕪湖新聞網(wǎng) 數(shù)字報(bào).2023-08-03
南方日報(bào)頭版報(bào)道丨國內(nèi)首個(gè)百萬千瓦級海上風(fēng)電陽江并網(wǎng)發(fā)電.網(wǎng)易.2023-08-07
超20萬億元！“風(fēng)電+多產(chǎn)業(yè)”融合發(fā)展 挺近海上風(fēng)電新藍(lán)海.環(huán)球網(wǎng)-今日頭條.2024-11-17
電從海上來！全球首臺！這個(gè)“海上大風(fēng)車”并網(wǎng)發(fā)電.今日頭條.2023-08-07