国际可再生能源署对海上可再生能源发展作出预测

海上可再生能源

国际可再生能源署（IRENA）于2021年7月发布《海上可再生能源：部署行动议程》报告（Offshore Renewables: AN Action Agenda for Deployment) ，研究全球海上可再生能源情况和部署行动。

据IRENA预测，未来几十年海上风电、海洋能和漂浮式光伏将得到大规模增长。例如，海上风电将从目前的 34GW增加到 2030 年的 380GW，到 2050 年将超过 2000GW。到 2050 年，海洋能也将额外增加 350GW的海上可再生能源发电容量。

报告导读

海上可再生能源，如海上风电、漂浮式光伏和各种海洋能技术，有助于电力行业脱碳。海上可再生能源带来的好处不局限于电力行业：从海洋收集到的能源可大力推动全球蓝色经济发展，促进各种终端应用——包括航运，制冷和海水淡化。海上可再生能源有望带来巨大的社会经济好处，改善岛屿情况，尤其是通过提供就业机会、提升本地价值链和加强协同效应来改善小岛屿发展中国家和最不发达国家情况。

海上可再生能源虽然有巨大潜力和好处，但其技术尚未成熟，将面对一系列挑战，难以实现商业化。其中，海上风电技术最成熟，已投入商业运行；海洋能技术仍处于研发和示范阶段。大部分海上可再生能源所处环境恶劣，当地几乎没有电网，造成资本成本和电价高昂。

二十国集团已准备好运用自身领导力量和经济实力，推动全球能源转型，促进可再生能源技术发展。二十国集团占全球能源消费的四分之三，占全球碳排放的79%。二十国集团拥有全球81% 的可再生能源发电装机和全球75% 的可再生能源部署潜力（从2010到2030年），在全球能源转型中发挥关键作用。二十国集团轮值主席国意大利还肯定了可再生能源在能源转型中的重要作用。

内容概要

01 海上风电

海上风电每平方米产能高，能迅速建成吉瓦级风电场，为人口密集地区供电的具有成本效益的绝佳选择。涡轮机技术和系统整合的发展有助于海上风电发展到更深水域和更远海岸，从而发掘出更多能源潜力。过去5到10年，海上风电已经成熟，成为海上可再生能源最先进的技术。经过不断研发，风力涡轮机的尺寸和额定容量已增加，从而降低了基座和电缆成本和增加了每兆瓦铭牌容量，进而降低了风机成本。

2002年，全球第一台海上风力发电场于丹麦投入运营，装机容量为160 MW。从此，全球海上风电装机迅速增加。截止2020年末，全球海上风电总装机接近34 GW， 是2010年装机的十倍以上。现在全球最大风厂是英国的Hornsea 1 , 装机容量达1.12 GW。

2000-2020年全球累计海上风电装机容量

全球海上风电加权平准化成本已总体下降，从2010年的0.162美元/kWh升至2020年的0.084美元/kWh。但2010到2014年项目转移到更深水域，导致成本上升，2011年达到最高价格0.171美元/kWh，之后2020年成本大幅下降。领先国家的海上风电加权平准化成本已大幅下降：2020年中国的成本最低，为0.084美元/kWh，德国和英国紧随其后。

2010-2020年海上风电加权平准化成本

02 海洋能

海洋能技术属于利基和新兴技术，有潜力推动沿海社区和蓝色经济的发展。全球40%人口（约24亿人）居住的地方离海岸100公里之内。这些社区需要各种经济活动和可靠电源，后者可由可预测的海洋能技术提供。海洋能技术还可促进各种可再生能源整合，包括光伏和风能。

海洋能拥有巨大的未开发潜力来满足全球今后电力需求。IRENA分析显示，每年全球海洋能累计潜力为45000 TWh 和 130000 TWh 之间。目前大部分海洋能技术尚未实现商业化，仍在开发阶段，主要处于原型开发阶段；只有少数实现了早期商业化。虽然海洋能行业发展速度落后于预期，但过去十年潮汐能和波浪能发展迅猛。目前全球海洋能技术累计装机容量超过了515 MW。

海洋能潜力

全球有31个国家正在研发海洋能技术，其中几个国家处于领先地位，即芬兰、法国、爱尔兰、意大利、瑞典、英国、澳大利亚、加拿大和美国。越来越多公司、研究机构、大学和投资者对海洋能技术表现出兴趣，正分配更多资源来发展技术和增加装机容量。目前全球已规划海洋能项目累计装机（不包括潮汐堰坝项目）约3GW 。

按应用技术类型划分，海洋能技术市场明显不同。法国、韩国、加拿大和英国为潮汐能尤其是潮汐堰坝发展的领先国家。在所有海洋能部署技术中，潮汐堰坝装机份额最高，潮汐流第二。至于波浪能，全球已部署9个总装机达2.3 MW波浪能项目，遍布3大洲8个国家，主要是在欧洲水域。其他海洋能技术，如海洋热能转换和盐差能技术远未成熟，仍在概念和研发阶段。因此，这些技术的市场参与者不是企业，而是研究机构和大学。

未来海洋能技术有望成为多国——尤其是小岛屿发展中国家——的电力结构关键部分。2020年后，超过12个国家将进行海洋能项目，大部分是潮汐能和波浪能。

全球已规划海洋能项目分布

由于海洋能技术仍处于生命周期早期阶段，它们的加权平准化能源成本尚不确定，难以准确估计。目前潮汐能用电加权平准化成本估计为0.20美元/kWh和0.45美元/kWh之间，波浪能用电加权平准化成本为0.30美元/kWh 和0.55美元/kWh之间。虽然目前海洋能估计成本与传统能源和成熟可再生能源相比不具竞争优势，但近来开发商估计成本会下降。例如，从2022年到2030年左右，潮汐能用电加权平准化成本预计会降至0.11美元/kWh。

海洋能加权平准化能源成本估计

03漂浮式光伏

漂浮式光伏技术正迅猛发展。2008年，第一个漂浮式光伏电站开始于美国加州投入运营，装机达175 kW。从此，漂浮式光伏装机容量迅速增加。全球超过60个国家计划在未来部署电站，其中35个国家已修建338个电站。

配置漂浮式光伏电站国家列表

截止2020年8月，全球超过35个国家运行了约2.6 GW的装机容量。亚太地区，尤其是中国、韩国和日本，是漂浮式光伏电站龙头市场，拥有世界前十大电站。其他亚洲国家，如印度、印度尼西亚、新加坡、泰国和越南正积极发展和配置漂浮式光伏电站。在非洲，加纳于2020年安装了第一个装机为5 MW的漂浮式光伏电站，未来容量计划增加至250 MW。

目前中国是漂浮式光伏电站的最大市场，位于安徽省的150 MW漂浮式光伏电站为世上最大的漂浮式光伏电站之一。

由于潜力巨大，亚洲对漂浮式光伏电站的需求有望激增，预计占全球漂浮式光伏电站总需求的三分之二。受宏伟政策和太阳能应用有利监管的支持，西方发达国家，如美国、加拿大和众多欧洲国家可能发展漂浮式光伏电站市场。欧洲拥有巨大的漂浮式光伏电站潜力：几个欧洲国家正开展示范项目，法国、意大利和荷兰正在应用电站。世界银行研究显示，南美洲拥有36 GW的漂浮式光伏电站潜力，有望成为电站市场的关键参与者，其中巴西有足够潜力成为该地区最大市场。

全球已规划漂浮式光伏电站列表

漂浮式光伏电站的发展降低了其加权平准化成本，目前估计降至0.354美元/kWh。一些国家的能源成本已降至历史新低，如马来西亚的13 MW漂浮式光伏电站加权平准化成本仅为0.051美元/kWh。

04 贡献与挑战

通过与其他可再生能源技术整合，海上可再生能源有助于电力系统脱碳，促进全球蓝色经济发展。海上可再生能源发展与联合国2030年可持续发展议程紧密相连，有助于实现可持续发展目标7（确保人人获得负担得起的、可靠和可持续的现代能源）和目标14（保护和可持续利用海洋和海洋资源以促进可持续发展）。新冠疫情期间，海上可再生能源为岛屿和沿海社区提供气候安全的恢复方案。未来它有望为多国提供可靠稳定的电力，支持海水淡化和水产养殖。

海上可再生能源技术虽然已不同程度上成熟，但面临着政治、政策监管、基础设施、经济金融、环境等方面挑战，其中最关键的是实现商业化。一旦这些挑战得到解决，海上可再生能源技术可通过技术发展、提高项目提倡者收入等方法实现商业化。