光伏的未來在大海？

光伏市場依舊延續(xù)火熱之勢。一方面計劃裝機(jī)量持續(xù)飆升，另一方面隨著當(dāng)下主導(dǎo)技術(shù)PERC的光電轉(zhuǎn)換效率逼近理論極限，光伏技術(shù)來到迭代的關(guān)鍵時刻。

一年之內(nèi)，鈣鈦礦電池、HJT電池、TOPCon電池等等，各種各樣的技術(shù)方案橫空出世，表現(xiàn)強(qiáng)勢，給市場帶來不小期待。

但在不同流派爭論誰會稱霸下一代光伏電池時，不少沿海省市、證券機(jī)構(gòu)、上游材料以及下游設(shè)備企業(yè)，逐漸將目光放到了另一個相對細(xì)分的領(lǐng)域——海上光伏。

(相關(guān)資料圖)

今年以來，山東、浙江等沿海省份正在大力推動海上光伏的發(fā)展，并出臺了具體細(xì)則。尤其是風(fēng)電成為確定性發(fā)展趨勢后，“海上風(fēng)光”的組合也成了拓寬能源綠色發(fā)展的創(chuàng)新思路。

如果不出意外，2023年除了分布式、大基地外，海上成為光伏應(yīng)用另一重要場景和爭奪重點的概率很大。

不算新的新概念

近些年，隨著陸上光伏裝機(jī)量的持續(xù)增長，土地資源正在成為制約光伏規(guī)模化發(fā)展的關(guān)鍵因素。相反，海域面積寬廣、日照充足且無遮擋，開發(fā)的空間相當(dāng)可觀，迅速進(jìn)入人們的視野。

樁基固定式和漂浮式是當(dāng)下實現(xiàn)海上光伏的兩個主要方式。

其中，樁基固定式光伏電站，也稱架高式水面光伏電站，常適用于水位較淺、無場地沉陷等地質(zhì)災(zāi)害、水位變化較小的場地，如灘涂、潮間帶等水深小于5m的水域。

漂浮式光伏電站，則是指借助水上浮體、浮臺使光伏組件、逆變器等發(fā)電設(shè)備漂浮在水面上進(jìn)行發(fā)電，適用于水深大于5m的中遠(yuǎn)海水域。基礎(chǔ)的形式主要有浮管+ 支架、浮箱+ 支架兩種結(jié)構(gòu)類型。

其實早在光伏行業(yè)發(fā)展初期，國外就有一種“池塘水面光伏”模式，并且國內(nèi)包括通威股份、陽光電源等多家企業(yè)，還借鑒打造出了“漁光一體”的模式。

不過與海上光伏不同的是，“漁光一體”模式大多是在內(nèi)地的湖泊、水庫中建設(shè)光伏電站，可以理解為“水面光伏”或者“湖泊光伏”。這種模式下，企業(yè)在建設(shè)過程中的違規(guī)，很可能會對河道行洪、防洪安全、河勢穩(wěn)定、航運安全等造成很大影響。

也是基于此，今年5月水利部官網(wǎng)發(fā)布了《水利部關(guān)于加強(qiáng)河湖水域岸線空間管控的指導(dǎo)意見》指出，“光伏電站、風(fēng)力發(fā)電等項目不得在河道、湖泊、水庫內(nèi)建設(shè)。在湖泊周邊、水庫庫汊建設(shè)光伏、風(fēng)電項目的，要科學(xué)論證，嚴(yán)格管控?！?/p>

政策以及土地上的限制，“水面光伏”一直處于不溫不火的狀態(tài)，相反更有利于突破土地約束、空間約束以及航運約束的“海上光伏”，自然成了關(guān)注對象。只是海浪、地形、自然災(zāi)害等因素使其對技術(shù)、成本要求更高，所以業(yè)內(nèi)大多還是呈觀望態(tài)度。

但在「科技新知」看來，海上光伏的前景還是十分值得期待的。

“入?！辈⒉槐^

業(yè)內(nèi)外對海上光伏的擔(dān)心無非來自三個方面，一是政策的不支持，二是市場的不景氣，三是發(fā)電效率的不達(dá)標(biāo)。

首先政策方面，與內(nèi)陸湖泊、水庫建設(shè)光伏電站的“一刀切”式嚴(yán)格管控不同，沿海城市對海上光伏的包容性更強(qiáng)。

截至今年上半年，我國確權(quán)海上光伏用海項目近30個，涉及江蘇、山東、浙江、遼寧、廣東等地。在鼓勵海上光伏發(fā)展的省份中，對于相應(yīng)海域使用的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)有了初步嘗試。

今年7月15日，山東省發(fā)布了《海上光伏建設(shè)工程行動》方案，明確表示將打造“環(huán)渤海、沿黃?！彪p千萬千瓦級海上光伏基地，其中“環(huán)渤?！被夭季趾Ｉ瞎夥鼒鲋?1個，總裝機(jī)規(guī)模1930萬千瓦；“沿黃?！被?，布局海上光伏場址26個，總裝機(jī)規(guī)模2270萬千瓦。

9月，山東和浙江兩省先后發(fā)布光伏項目用海規(guī)范，對用海選址、用海方式與用海范圍、海域使用論證、規(guī)劃布局等眾多光伏用海問題做出詳細(xì)規(guī)定。

政策方面的向好，無疑成了打開市場空間的一把鑰匙，不少證券機(jī)構(gòu)對海上光伏也做出了積極評估。

東莞證券表示，隨著省級能源建設(shè)相關(guān)政策的落地，將進(jìn)一步保障“十四五”期間新能源裝機(jī)規(guī)模增長，并推動海上光伏的規(guī)?；l(fā)展。

光大證券也指出，土地資源限制沿海地區(qū)光伏發(fā)展，山東省在海上光伏開發(fā)和建設(shè)方面走在全國前列，若山東省的推進(jìn)效果較好，預(yù)計其他沿海省份或?qū)⒏M(jìn)，政策推動下，海上光伏迎來高光時刻。

據(jù)光大證券測算，樂觀假設(shè)下山東省海洋光伏電站浮體及錨固系統(tǒng)的市場空間分別為272億元和19億元；若后續(xù)其他沿海省市跟進(jìn)漂浮式光伏建設(shè)，則相應(yīng)的市場空間將進(jìn)一步擴(kuò)展。

國家海洋技術(shù)中心海洋能發(fā)展中心副主任崔琳也表示，全球海上光伏潛在容量約4000GW，我國海岸線漫長，海上光伏理論可安裝量超70GW。

事實上，海上光伏已經(jīng)成為全球普遍認(rèn)可的應(yīng)用形式。不管是樁基式還是漂浮式的利用形式，都能與養(yǎng)殖業(yè)相結(jié)合，可以有效提高資源利用率和單位面積土地經(jīng)濟(jì)價值，同時也規(guī)避了陸上光伏面臨的土地資源緊張問題。

另外，在國際上有不少企業(yè)早已介入這片藍(lán)海市場。

歐盟“地平線歐洲”（Horizon Europe）在2021年9月啟動了1000萬歐元的項目資助計劃，用于海洋能和海上漂浮式光伏技術(shù)集成創(chuàng)新性研究，以降低海洋能系統(tǒng)均化發(fā)電成本，降低投資風(fēng)險。

在新加坡，當(dāng)?shù)靥柲芄維unseap在柔佛海峽建造的海上光伏項目，是目前全球規(guī)模最大的海上浮動式光伏系統(tǒng)之一。該系統(tǒng)設(shè)有超過3萬個浮動模塊，用來支撐1萬3312個太陽能板和40個逆變器。這個系統(tǒng)預(yù)計每年可以生產(chǎn)約602萬千瓦時的電力，約等于1380個四房式組屋一年的用電量，而且能減少4258噸的碳排放。

海上光伏與海上風(fēng)電的優(yōu)劣，在發(fā)電效率上有一個更為細(xì)致的對比（5~70m水深帶漂浮式光伏與海上風(fēng)電的裝機(jī)規(guī)模和發(fā)電量）：

目前該水深帶風(fēng)電進(jìn)入6MW單機(jī)以上時代，一般風(fēng)電機(jī)組布置行距1000m、列距800m，也就是說一個風(fēng)電組所占用的矩形面積大概為0.8km2，考慮各類通道需求和安全距離需求，按僅僅布置50%面積光伏電池板計算，以最基礎(chǔ)的每平米100W的技術(shù)指標(biāo)設(shè)計，則光伏裝機(jī)應(yīng)為40MW；

假定每基風(fēng)電塔周邊行列矩陣光伏指標(biāo)各向同性，則光伏裝機(jī)容量是風(fēng)電裝機(jī)容量的6.68倍；即便以風(fēng)電利用時間為光伏利用時間的4倍假定，光伏發(fā)電量仍舊是風(fēng)電發(fā)電量的1.67倍。

雖然單機(jī)容量和風(fēng)機(jī)布置矩陣幾何距離是多樣性的，但是從定性角度來講，海上光伏在相同空間下的裝機(jī)規(guī)模和發(fā)電量規(guī)模都是大于海上風(fēng)電的。

毋庸置疑，海上光伏在市場空間、發(fā)電量等方面已經(jīng)得到認(rèn)可。但發(fā)展前景向好的同時，也要注意未來所面臨的一系列問題。

未來幾多愁？

「科技新知」認(rèn)為，海上光伏未來必須關(guān)注的點有三個：一是技術(shù)發(fā)展的方向，二是衍生出的發(fā)展模式，三是成本問題。

首先不能否認(rèn)的是，即便海上光伏給外界一片欣欣向榮之勢，但產(chǎn)業(yè)內(nèi)部的探索經(jīng)驗還是比較有限的。

樁基式項目可以參考一些水面或地面光伏項目的數(shù)據(jù)，這種方式建設(shè)難度、成本并不算高，搭建也相對容易。因此，現(xiàn)階段海上光伏以樁基式為主（灘涂、潮間帶）。

但樁基式能利用的場地實在有限，很難解決土地制約的根本問題。并且站在中長期視角看，漂浮式更具經(jīng)濟(jì)性、應(yīng)用場景更廣泛且環(huán)保問題較小。所以，業(yè)內(nèi)一致認(rèn)為漂浮式將成為未來海洋光伏電站的主流形式。

不過，中遠(yuǎn)海光伏電站的建設(shè)，和陸上光伏以及近海光伏最大的不同，在于需要考慮風(fēng)浪條件的變化。海域不同，風(fēng)浪條件不同，所需技術(shù)方案不同，陣列設(shè)計、錨固方案設(shè)計、消浪設(shè)施的選擇、原材料的防腐蝕性等等都要根據(jù)實地情況確定。

目前包括萬華化學(xué)、東方日升在內(nèi)的眾多上游原材料，以及通威股份、隆基綠能等中下游供應(yīng)商，都在積極布局相關(guān)產(chǎn)品，而誰能率先在抗風(fēng)浪、抗腐蝕方面取得創(chuàng)新突破，誰就能占得先機(jī)。

再看海上光伏所衍生出的發(fā)展模式，除了“漁光一體”外，“風(fēng)光同場”“光伏+抽水儲能”更值得關(guān)注。

海上光伏與風(fēng)電并非競爭，更多是互補(bǔ)。風(fēng)機(jī)規(guī)模越大，風(fēng)區(qū)面積也會增大，參考內(nèi)陸地區(qū)風(fēng)光電場的經(jīng)驗，海洋光伏可圍繞風(fēng)電塔筒布局。

另外海上光伏可與風(fēng)電系統(tǒng)共用海底電纜、匯流箱、變壓器、升壓站及儲能相關(guān)設(shè)施，能夠有效降低海洋新能源項目的投資成本及維護(hù)成本，從而帶來投資回報率的提升。

隨著海上光伏、風(fēng)電裝機(jī)容量的提升，大規(guī)模、不穩(wěn)定的發(fā)電量直接接入電網(wǎng)，勢必會對其可靠性和穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。

海水儲能的加入可讓光伏發(fā)電穩(wěn)定可控，在必要時進(jìn)行調(diào)節(jié)，使輸出功率保持穩(wěn)定，解決大規(guī)模并網(wǎng)的難題。由此，“海上風(fēng)電+抽水儲能”將是最佳選擇和大勢所趨，值得長期關(guān)注。

當(dāng)然，能夠決定項目是否能夠真正實行的還是成本問題。

雖沒有較為精確的數(shù)值，但目前海上漂浮式光伏造價較高已是共識。一位業(yè)內(nèi)人士透露，“海上光伏的原材料成本大約比常規(guī)光伏高10%-30%，浮體環(huán)節(jié)的成本約1元/瓦，錨固系統(tǒng)約1-2毛/瓦，不過當(dāng)前較高的海工成本，未來存在一定降本空間?！?/p>

從降本曲線來看，2016-2017年“水面漂浮電站”漂浮系統(tǒng)的成本在1.3-1.4元/瓦左右，現(xiàn)在基本上已經(jīng)降到6毛/瓦，核心原因是組件效率提升以及漂浮系統(tǒng)的迭代，以及施工工藝得到優(yōu)化。所以未來持續(xù)的技術(shù)迭代創(chuàng)新以及大規(guī)模應(yīng)用后，海上光伏成本有望得到顯著下降。

總的來說，隨著宏觀不利因素減少，行業(yè)需求在加速疊加，結(jié)合技術(shù)上的提高和成本端的下降，海上光伏平穩(wěn)落地的難度并不算大。預(yù)計明年開始，將有一部分上游原材料提供商和零部件供應(yīng)商釋放一定出貨量，中下游建設(shè)也會逐漸跟上，行業(yè)環(huán)境得到改善基本確定。

關(guān)鍵詞： 海上風(fēng)電 裝機(jī)容量