欧洲海上风电的标准节拍尺寸

及时和负担得起的推出取决于涡轮机标准化 管理总结 O海上风电（OW）是欧洲能源转型的关键支柱。它对于实现气候目标、实现能源独立以及创造该地区未来经济的收益能力至关重要。欧洲雄心勃勃的海上风电部署计划需要供应链能力提升三倍。然而，通货膨胀、利率上调和供应链瓶颈的完美风暴已使成本自2022年以来上升了40%。以及时且负担得起的方式实现部署目标对欧洲海上风电行业来说是一项艰巨的任务，这需要开发一个强大且完全工业化的供应链体系。今天，OW供应链围绕规模竞赛组织：谁能开发出最高的、最大的、容量最大的风力涡轮机。过去，较大的 涡轮机显著降低了成本。但是，更大的涡轮机的成本效益正在减弱。实际上，如今追求不断增大的涡轮机导致成本上升，并且由于产品生命周期越来越短以及对未来涡轮机尺寸的不确定性，阻碍了产能的推出。 这种“ rat race ”是由该行业的恶性循环推动的：1. 政府试图降低成本，在某些国家通过竞争性拍卖实现，这只会对供应链造成短期、局部的成本压力，而不是长期、结构性的成本削减；2. 项目开发商急于成为首批使用最新、最大涡轮机型号以赢得投标并保持其盈利能力；3. 涡轮机OEM厂商期望通过价值定价获得更大的市场份额和/或更高的利润率，因此缩短了产品生命周期以加速新产品上市，但这也导致了性能问题；4. 零部件和基础制造商、安装商和港口需要可靠的未来数量和规格预测来投资研发、产能扩展和工业化，但由于不确定性使这些投资变得过于风险。 政府必须在一定时期内强制执行统一的涡轮机尺寸标准，以打破供应链的循环。当前统一尺寸将为投资和工业化提供确定性，并支持我们所需的能力提升。从长远来看，标准化路线图将为更大或更智能的涡轮机铺平道路。只有通过统一的涡轮机尺寸，欧洲海上风电产业才能真正实现未来proof。 快速事实 Contents 41能源转型的关键支柱42艰巨的任务73强大的供应链来控制成本84越来越大的涡轮机的激烈竞争105大型涡轮机的收益递减136设置标准尺寸167标准化路线图218现在采取行动 Page 120 GWOstende 宣言中北海国家的雄心 ： 2030 年 120 GW 海上风电容量 5,600（ 15 兆瓦) 涡轮机将安装到 2030 年 能源转型的关键支柱 欧洲的能源转型在大规模推进海上风电（OW）方面具有重大利益。不仅对于实现欧洲的气候目标至关重要，而且也是该地区未来能源独立和收益能力的关键支柱。 特别是在欧洲，到2040年减少温室气体排放90%、到2050年实现净零排放的目标将高度依赖于可再生能源（OW）。以荷兰为例，其目标是供应约46%1到 2050 年 ， 该国的总能源需求为 OW ， 并将产能定为 72 吉瓦。 持续的地缘政治担忧，如俄罗斯联邦对乌克兰的战争和中东地区的冲突，也突显了欧洲能源系统脱离境外供应源的重要性。OW是一种充足的能源资源，该地区可以通过自身手段加以利用。 欧盟希望在脱碳技术方面加强其工业2以便产生大量国内需求，并且在地区以外拥有较大的市场份额。进一步强化欧洲OW行业在全球的领先地位将创造可持续的国内盈利能力。 艰巨的任务 在未来七年里，如果要推动该地区的转型进程，欧洲的海上风电行业必须将其供应链能力提高三倍——这是一项艰巨的任务。 这并不意味着无法实现这一目标。过去20年里，欧洲海上风电（OW）产业已经取得了重大进展，率先开发了新技术，并在2023年底实现了装机容量达到36吉瓦的增长。这些努力不仅必须继续，还必须加速。 为了达到欧洲的温室气体目标，围绕北海的各国元首以及欧洲可再生能源行业于2023年共同发布了《北海能源合作（NSEC）奥斯坦德宣言》，设定了一个非常雄心勃勃的目标：到2030年达到约120吉瓦，到2050年至少达到300吉瓦。在《离岸可再生能源行业宣言》中，行业承诺将新增产能从2023年的每年7吉瓦提升至本十年结束时的每年20吉瓦。 从36吉瓦增至120吉瓦的下个七年中，总共需要向电网增加5600台15兆瓦的风力涡轮机。这意味着需要新增15艘安装船只。为了凸显这一壮举的规模：单台风力涡轮机及其安装船只的尺寸与埃菲尔铁塔相当。建造埃菲尔铁塔耗时2.2年。确实，自1889年以来我们在技术、工程和工业化方面取得了巨大的进步，但要在七年内制造和安装5600台风力涡轮机仍是一项艰巨的任务。A 另一种说法是，NSEC目标要求欧洲的海上风电供应链能力几乎增加三倍，从2023年的每年7吉瓦新增产能提升至2030年的20吉瓦。这意味著钢铁、集结场、安装船只和人员都需要大幅增加。B 强大的供应链来控制成本 启动海上风电（OW）项目是必要的，但规模庞大。在这一启动阶段控制成本的唯一可持续方法是在海上风电及其相邻行业建立一个强大且完全工业化的供应链。供应链越强，就越能抵御内在的成本压力。对于欧洲消费者而言，进一步降低成本是他们支持能源转型的前提条件。对于欧洲能源密集型产业而言，进一步降低成本是生存的关键。在过去十年中，我们见证了海上风电项目的中标价格（CfDs和FiTs）大幅下降，运营中的风场成本显著降低。但由于通货膨胀导致原材料价格上升、利率上调以及供应链瓶颈，成本在2022年开始再次上升。目前，欧洲海上风电的平准化电力成本（LCOE）已从约50欧元/兆瓦时上升到约70欧元/兆瓦时。3， 海上电网连接成本预计也将增加 (例如 ， 从 14 欧元 / 兆瓦时增加到 38 欧元 / 兆瓦时4在荷兰）。这一成本逆转已经导致诺福克博瑞斯风电场的推迟，并导致英国第五轮合同前照（CfD）分配-round）失败。C 在未来的几年里，OW 农场将进一步远离海岸并进入更深的水域。这不可避免地会增加基础建设、安装和电网连接的成本。一旦OW成为国家电力生成的主要来源之一，还需要额外的成本来平衡其间歇性，例如通过储能解决方案（如电池和绿色氢气）等。因此，如果我们要保持能源系统的可负担性，OW 的成本必须得到控制。为了做到这一点，我们需要一个强大且完全工业化的供应链体系，并且各个环节要协调一致。 4基于TenneT在2023年关于五个已运营电网连接的公告，每个连接的费用为14欧元/兆瓦时，以及到2057年所有电网连接的平均成本预计为38欧元/兆瓦时（涵盖2032年至2057年间），以达到荷兰的目标即到2032年实现21吉瓦的可再生能源目标。 注：转换为欧元后的敲出价格。未对例如通货膨胀、项目范围（例如包含或排除电网连接）、水深和距岸距离等因素进行修正。此幻灯片展示了荷兰、比利时、英国、德国、波兰和法国所有至少装机容量为100 MW且水深超过10米的海上风电农场，并以 feed-in tariff (FiT) 或 contract for difference (CfD) 方式招标。 越来越大的涡轮机的激烈竞争 海上风电行业长期致力于追求更大更好的技术，尤其是在涡轮机方面。迄今为止，规模一直是关键因素。塔筒越高，叶轮越大，产生的能源就越多。而规模也是制造商能够区分自己并争夺市场份额的方式。 今天，商业风电农场安装了功率为14-15 MW的风力涡轮机。目前最大的运行原型是明阳的16 MW和东方电气的18 MW。据报道，西门子不久将在丹麦奥斯特胡尔德测试中心完成一台21 MW的原型机。几家中国风机制造商最近在其产品开发管道中宣布了更大功率的机型，叶片直径超过310米，扫风面积相当于10.5个足球场大小。D 这种“ rat race”是由该领域的恶性循环推动的。各国政府当然希望加快海上风电（OW）产能的部署，以达到其气候目标，并降低工业和消费者的能源成本。因此，一些国家组织了非常激烈的拍卖，在这些拍卖中，项目开发商必须为获得建设风场的许可权进行财务投标——所谓的“负投标”。这只会导致短期内供应链的本地成本压力，而不会带来长期的结构性成本减少。E 1最小风电容量来自符合以下标准的项目：底部固定式、风场规模超过30MW、部分并网或全部投运 来源 ： 4C 离岸 ， 公司网站 ， 新闻稿 ， 行业新闻文章 项目开发人员希望通过使用最新的最大风力涡轮机模型来降低水平化电力成本（LCOE），以保持其盈利能力，并在新的招标中通过较低的成本击败竞争对手从而赢得投标。因此，项目开发人员期待这些最新机型能够带来的潜在成本节约。 涡轮机原始设备制造商（OEMs）正在推出越来越大的涡轮机以跟上竞争对手的步伐，因为更大的涡轮机可能意味着更多的市场份额或通过价值定价获得更高的利润率。因此，随着OEMs加快新产品的推出速度，产品生命周期正在迅速缩短，导致风场早期阶段出现性能问题。产品生命周期不断缩短还导致已安装基底的统一性降低，这增加了OEM和项目开发者的维护成本。 所有这些因素都为零部件和基础结构制造商、安装商以及港口带来了巨大的不确定性。为了进行投资，他们需要可靠的未来数量和规格预测。例如，零部件和基础结构制造商在研发、产能扩展及其工业化；安装商在新的安装船只；以及港口在新的码头和集散区。不仅“规模竞赛”使得无法预知下一台涡轮机的具体尺寸——它们会有多大——甚至何时会推出也变得难以预料。因此，这些参与者开始认为投资过于风险重重，并且我们已经看到许多公司推迟了他们的计划。这已经开始导致供应链瓶颈，甚至减缓了创新和工业化的步伐，从而阻碍了产能的扩张并推高了LCOE。 白热化的竞争局势已出现不利转变。这在涡轮机制造商身上表现得尤为明显，他们不仅难以保持盈利，还因招聘速度慢于预期、生产延误以及组件质量不足而难以扩大产能。这些挑战近期导致了新涡轮机型号的推迟和取消，进而引发了新的风力发电厂项目的推迟和取消。必须打破这种恶性循环。 大型涡轮机的收益递减 在过去，大型涡轮机的发展不仅促进了该领域的发展，还显著降低了LCOE。但现在很明显，这些好处正在减弱。 我们正接近一个转折点，进一步增加涡轮机大小不再能带来正向回报。到目前为止，通过使用更大直径的叶片和更高的兆瓦级涡轮容量，可以减少达到特定容量所需的涡轮机数量从而降低成本。然而，显然，更大的涡轮机在兆瓦级容量方面更加昂贵，甚至在某些情况下最大的组件也未能体现出规模经济效应。F 即使每单位成本更高，由于安装和运维成本的节省，较少的涡轮机仍意味着较低的资本支出（CAPEX）和运营支出（OPEX）。然而，这些好处已经开始减弱。由于当前涡轮机的规模巨大，涡轮容量的进一步增量相比于过去相对较低，从而导致对于给定容量的风电场而言，必要涡轮机的数量减少幅度相对较小。因此，大型涡轮机的成本效益逐渐降低。G 油气行业必须将其产能提高三倍。现在是时候为一个坚实且未来导向的供应链奠定基础，以确保欧洲的竞争力电价和持续的工业活动。 G 甚至更大的涡轮机的收益递减 设置标准尺寸 为了遏制日益徒劳的大型涡轮机竞赛，我们需要设定一个涡轮机尺寸的标准，并且要持续足够长的时间，使欧洲海上风电行业能够打破恶性循环并建立其所需的稳健和工业化的供应链。该标准应设定为当前用于商业风力发电场的14-15 MW级涡轮机的尺寸，这样原始设备制造商（OEMs）可以进一步优化现有型号，且在未来很长一段时间内不会有对未来的涡轮机的不确定性。标准化将导致产品生命周期延长，这将带来以下结果： •更强的学习效果， 因此效率更高 ， 产品质量更好 ， 整个供应链的确定性更强 ； •容量推广的可预测性更高 ，为研发、产能扩展及其产业化投资带来更多确定性 图 H 详细介绍了固定涡轮机尺寸的好处 - 因此产品寿命周期更长。H 一个固定规模仍然会在供应链中留下充足的空间用于差异化和竞争，尤其是在涡轮性能、安装技术、循环经济效益、网络安全和生态保护等方面。实际上，标准尺寸将在整个供应链中产生的广泛成本削减，结合行业在风电场项目和长期创新方面 proven 的合作能力，将显著提升欧洲行业的竞争力，不仅在国内市场，在国际海上风电行业中也是如此。 为了遏制向更大风轮日益徒劳的竞争，我们需要设定一个风轮大小的标准，并且要持续足够长的时间，以便欧洲海上风电行业能够建立其所需的稳健且工业