浮风的未来

随着更多的示威者在水中，更多的实体玩家对浮动海上风电感兴趣。

一段时间以来，浮动的海上风力已成为一个利基市场，但现在全面的示威者正在进行中，而更大的参与者 - 包括石油和天然气公司 - 正在注意。

位于总部位于休斯顿的Quest Floating Wind Energy公司市场开发与战略总监Erik Rijkers表示，“毫无疑问，石油和天然气公司作为浮动海上风电项目的开发商/合作伙伴的进入，已经开启了一些加速这个行业。 Equinor现在成功运营Hywind Scotland风力发电场，并计划应用这一概念来减少其在挪威的石油和天然气业务的碳足迹，看起来Aker BP将紧随其后。“

Equinor的Hywind Tampen项目设想使用11台浮式风力涡轮机为挪威北海地区的Snorre和Gullfaks石油和天然气生产设施提供电力。

“意大利石油公司Repsol和挪威承包商Aker Solutions也加入了美国的Principle Power Inc.（PPI），而壳牌已加入丹麦的Stiesdal Offshore Technologies和瑞典的Hexicon AB，”Rijkers补充道。

Equinor的Hywind Tampen项目设想使用11台浮动式风力涡轮机为Snorre和Gullfaks石油和天然气生产设施提供动力。 （图片：Equinor）

浮子设计
许多设计已在水中出现超过一年。最早的标志是Equinor，其Hywind spar概念。在Equinor于2017年在苏格兰彼得黑德开设一个30兆瓦的浮动风电场Hywind Scotland之前，在挪威海上测试了一个比例原型。

PPI的WindFloat semisub也在葡萄牙海上服务，目前正在苏格兰阿伯丁附近的Kincardine Offshore Windfarm Limited使用。该公司由西班牙建筑公司Cobra Wind International持有多数股权，该公司已计划同意在PPI的WindFloat设计中使用8MW涡轮机将该场地扩建至50MW农场。

去年，Ideol在法国（Floatgen - 混凝土）和日本（Hibiki - 钢）之外的水中安装了阻尼池示范器，而Toda Corporation在日本海上设有GOTO项目，计划使用多达10台涡轮机。对于这个和未来的浮动海上风电项目，Toda公司已经建造了一个专用的110米长的半潜式海上风电安装船，名为Float Riser（Hatayashi）。

另外两个设计将于2021年进入法国水域.EDF Energies Nouvelles的试验性海上项目Provence Grand Large将包括三台西门子Gamesa 8.4MW涡轮机，安装在由SBM Offshore和IFP Energies Nouvelles设计的浮式结构上，基于张力腿平台概念。

Eolfi的Groix和Belle-île浮动涡轮机试点项目预计将使用法国海军能源公司设计的基础安装4台6MW涡轮机，该基础可以采用混凝土，钢或钢/混凝土混合组合。根据海军能源公司的说法，这将通过控制其运动的锚固系统固定在海床上。

Stiesdal的Tetrafloat和双涡轮机Hexicon将在Rijkers预计将在2022年至2025年间占据市场主导地位的第一代概念上排名靠前。一系列替代浮子也处于不同的发展阶段（法国的Eolink，单点停泊，四柱浮子;西班牙Saitec海上技术的SATH技术，包括两个连接的圆柱形和水平船体;瑞典的SeaTwirl，带有垂直轴涡轮机;和意大利公司Saipem的Hexafloat，在浮动子结构下方使用配重）。这些系统的重量范围从钢制半成品的每兆瓦（T / MW）410公吨到混凝土半成品的1,110T / MW。

Rijkers援引EDPR，Eolfi，Copenhagen Investment Partners和Macquarie的话说，随着水资源项目的开展，更大的开发商和金融家正在全球范围内开展业务。 “Equinor和PPI（与各种发展合作伙伴）现在是美国西海岸项目以及夏威夷的主要参与者，”他说。 “虽然所有开发商和设计师都在亚洲寻找机会（Eolfi / Cobra是台湾的主要候选人），以及最近在韩国宣布的1.7千兆瓦（GW）项目。欧洲也是如此，苏格兰正在开发包括浮风在内的新一轮，以及现在适度的法国，但Quadran Energies Marines（EolMed项目背后）和Eolfi已宣布开发前期他们的法国示威者的全面商业跟进。例如，Eolfi正在考虑在Lion of Gulf和1.5GW近海布列塔尼的3GW产能项目。“

展望未来
Rijkers表示，虽然海上风电的前景通常以总MW容量表示，但目前认为浮动装置的数量更具相关性，以显示市场机会。 “到目前为止，全球有20个浮动单位正在开发至2022年，但到2025年这个数字将增加到300个浮动风力涡轮机，到2030年可能会超过1,500个，增加5倍，”他说。 “此外，涡轮机容量正在不断变化; MHI Vestas现在拥有高达9.5 MW的涡轮机，GE拥有12 MW的设计。“

关键是成本。 Rijkers表示，浮动涡轮机组的平均资本支出将从2022年的约4,000万美元逐渐减少到2030年的3300万美元，但一旦整个浮动市场平稳，这种成本降低的潜力就会大大增加。他预计最终将远低于2500万美元，具体取决于涡轮机和电缆的成本。

这并不意味着没有逆风。在过去的18个月里，Quest FWE不得不删除或取消其追踪的20％项目的日期，其中大多数是证明难以融资的示威者。 “然而，金融界对此有相当大的兴趣，”他补充道，“并且相信每个项目成功上线，并且收到的运营反馈越多，浮动项目的风险和融资门槛就会减轻。 ”

固定底风和浮风
Rijkers说，虽然固定的底部风力项目正在达到水深，一些漂浮系统可以从30米的水中部署，超过60米的漂浮将具有明显的优势。 “在美国东北海岸，由于环境的限制，普遍存在的海床和土壤条件可能并不总是适用于固定的底部概念，并且打桩会落入昂贵的”操作“窗口，”Rijkers说。 “浮风解决方案可能在这种水域中具有技术和经济优势。

“新的解决方案，如单声道铲斗，附带吸附装置的单桩，也正在开发中，但是，直到这些解决方案已被证明可以处理大型巨石的存在，开发人员可能有兴趣在其概念工程中考虑浮动替代品，前端工程和设计。“

共同努力创建浮动变电站设计（图片：Ideol）

浮动变电站设计初具规模
电力和自动化集团ABB不仅在寻找浮动海上风电的机会，还加入了法国浮动风基础设计师Ideol和STX Europe Offshore Energy，共同开发浮动变电站设计。

该想法正在一个名为OPTIFLOT的研发项目下开发，该项目还涉及法国工业流程公司SNEF，并基于Ideol的阻尼池概念。

Renewables市场开发经理ABB电网部门的Alfredo Parres表示，“我们认为对扩大浮动海上风电的兴趣增长非常快。” “我们知道漂浮的海上风力已经在绘图板上，并且有一些飞行员。主要关注的是涡轮机浮子的设计。这是第一步，证明您可以在浮动结构上安装涡轮机并且它可以工作。现在我们有一些这样的操作，这促使开发人员看看如果你全面扩展到500MW-1GW会发生什么。当你到达那里时，你必须考虑变电站。“

Parres预计从2030年开始建设大型项目。到那时，有一些关键要素需要解决。他说，一个是工业化和标准化，另一个是使机械结构在浮动海上环境中运行。 “一旦解决了这些问题，第二大挑战就是电缆（必须连接到浮动变电站并承受它将承受的动态负载）。我们看到很多工作正在进行中。“

例如，在英国，Carbon Trust有一个项目正在研究动态海上电缆。 “动态电缆现在已经在海上工业中使用，但这需要更高的电压，而且更具挑战性，”Parres说。 “开发水平低于其他方面，但您仍需确保设备设计，规格和标准。标准尚未完全设计。标准对于简化行业非常重要。“这将削减电网设备，从变压器到断路器。

“然后我们研究足迹，尺寸和重量，”Parres补充道。 “重量和尺寸都是肯定的，它们如何以智能方式组合在一起，以便所有系统设计都是最有效的。数字化将发挥其作用。我们已经开始使用数字技术了，但还有更多工作要做。数字化变电站的概念可以减少将信号传输到控制室所需的铜量，可以在可维护性方面提供帮助，并减少变电站的占地面积。

Parres相信这个解决方案是可行的。他表示，“海上平台不会成为这里的噱头。” “最大的部分是涡轮机的开发，电缆必须加强。但是，转向全规模变电站，我认为不会是主要的挑战。“