目前，國內(nèi)的海上風(fēng)電發(fā)展具有一定的優(yōu)勢和潛力，但也面臨著一些挑戰(zhàn)。對于海上風(fēng)電項目投資建設(shè)，需要綜合考慮多個因素，包括市場需求、政策環(huán)境、技術(shù)革新、環(huán)境影響以及經(jīng)濟(jì)效益等。相較于其他基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目，其復(fù)雜性更高，需要更為周密的規(guī)劃和更為精細(xì)的管理。

1、全球海上風(fēng)電發(fā)展形勢

根據(jù)全球風(fēng)能理事會發(fā)布的《2023年全球海上風(fēng)電報告》顯示，2022年，全球海上風(fēng)電新增裝機(jī)量達(dá)880萬千瓦，是有史以來海上風(fēng)電裝機(jī)增量第二高的年份。但全球海上風(fēng)電行業(yè)正面臨著增長停滯的風(fēng)險。

主要原因在于，2023年，雖然多國都提出了最新海上風(fēng)電發(fā)展目標(biāo)，但是項目投資收益率卻逐步走低，不少國家海上風(fēng)電裝機(jī)甚至趨于停滯。

《2023年全球海上風(fēng)電報告》數(shù)據(jù)顯示，全球海上風(fēng)電累計裝機(jī)量達(dá)到6430萬千瓦，同比增長16%。其中，中國、英國、法國等國海上風(fēng)電裝機(jī)增量尤為顯著。中國更是連續(xù)數(shù)年穩(wěn)居全球最大海上風(fēng)電市場，去年海上風(fēng)電新增裝機(jī)量超過500萬千瓦，成為推動全球海上風(fēng)電裝機(jī)量增長的絕對主力。

同期內(nèi)，英國海上風(fēng)電裝機(jī)量也維持高速增長。截至2022年底，歐洲海上風(fēng)電裝機(jī)總量為3000萬千瓦，其中約有46%都來自英國。另外，法國和意大利2022年也分別投運本土首座商業(yè)化運營海上風(fēng)電項目。

不過，盡管中國和歐洲國家海上風(fēng)電快速增長，但美國、越南等國的海上風(fēng)電裝機(jī)增長卻基本陷入停滯。統(tǒng)計顯示，越南因電價政策調(diào)整而導(dǎo)致2022年沒有新增海上風(fēng)電項目。美國也沒有新增任何商業(yè)化海上風(fēng)電場，截至去年底，北美地區(qū)海上風(fēng)電裝機(jī)量在全球總量的占比僅為0.1%。

另外，浮式海上風(fēng)電作為新興領(lǐng)域，雖然多國都在加速研發(fā)，但其累計裝機(jī)量占比仍相對較小。數(shù)據(jù)顯示，去年，全球浮式海上風(fēng)電累計裝機(jī)量為18.8萬千瓦，其中挪威投運裝機(jī)量為6萬千瓦，歐洲浮式海上風(fēng)電裝機(jī)量累計達(dá)到17.1萬千瓦，占全球總量的90%以上。

2、中國海上風(fēng)電發(fā)展形勢

目前，國內(nèi)的海上風(fēng)電發(fā)展確實具有顯著的優(yōu)勢和巨大的潛力。例如，中國東南沿海地區(qū)的海上風(fēng)能資源豐富，如江蘇、浙江和福建等地，這些地區(qū)的海上風(fēng)電項目已經(jīng)取得了顯著進(jìn)展。然而，同時也遭遇了一些挑戰(zhàn)。例如，海上風(fēng)電項目的投資成本較高，尤其是涉及到大型風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)施工、海底電纜鋪設(shè)等方面。此外，海上風(fēng)電項目對海洋生態(tài)環(huán)境的影響也是需要考慮的重要因素，如海洋生物的棲息地和遷徙路徑可能受到一定影響。

對于海上風(fēng)電項目的投資建設(shè)，必須全面權(quán)衡多個因素。市場需求方面，隨著國家對清潔能源的推動和碳排放減少的壓力，海上風(fēng)電的市場需求不斷增長。政策環(huán)境方面，政府提供了稅收優(yōu)惠和補(bǔ)貼等政策支持，但政策變化也可能對項目投資產(chǎn)生影響。技術(shù)進(jìn)步方面，風(fēng)機(jī)的大型化、智能化以及施工技術(shù)的提升都為海上風(fēng)電的發(fā)展提供了有力支持。然而，技術(shù)進(jìn)步同時也帶來了設(shè)備成本和維護(hù)成本的挑戰(zhàn)。

相較于其他基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目，海上風(fēng)電的復(fù)雜性更高。除了上述提到的投資成本和環(huán)境影響外，海上風(fēng)電項目還需要考慮電網(wǎng)接入和電力消納問題。由于海上風(fēng)電項目通常遠(yuǎn)離陸地，需要建設(shè)長距離的海底電纜，這增加了項目的投資成本和建設(shè)難度。同時，電力消納也是一個重要問題，需要確保風(fēng)電電力能夠順利接入電網(wǎng)并得到充分利用。

綜上所述，國內(nèi)的海上風(fēng)電發(fā)展具有優(yōu)勢和潛力，但也面臨著多方面的挑戰(zhàn)。在推動海上風(fēng)電發(fā)展的同時，需要充分考慮市場需求、政策環(huán)境、技術(shù)進(jìn)步、環(huán)境影響以及經(jīng)濟(jì)效益等因素，并采取相應(yīng)措施加以解決。

3、BIM等技術(shù)助攻海上風(fēng)電

為了應(yīng)對海上風(fēng)電面臨的挑戰(zhàn)，我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)必須不斷推動風(fēng)機(jī)技術(shù)的創(chuàng)新，提高風(fēng)機(jī)的效率和可靠性，降低運維成本。如利用海上海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計分析軟件 SACS，可以設(shè)計和分析承受波浪、風(fēng)力和機(jī)械載荷的的海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，并預(yù)測基礎(chǔ)支撐結(jié)構(gòu)以及非線性樁基的疲勞和極端載荷，實現(xiàn)海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)和風(fēng)電機(jī)組一體化設(shè)計，提高風(fēng)電工程的質(zhì)量和可靠性。

SACS軟件目前已被世界各地的海洋工程師使用超40年，是全球多家能源公司指定的海上結(jié)構(gòu)生命周期軟件。因其自動化的工作流程，強(qiáng)大的計算分析功能以及無與倫比的規(guī)范包容度，SACS已經(jīng)成為海工行業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)軟件。

SACS軟件功能

1.波浪載荷分析

波浪載荷可以使用時間歷程或以波譜形式表示?？梢允褂枚鄠€隨機(jī)種子，根據(jù)波浪高度波譜密度函數(shù)確定隨機(jī)波面剖面圖。有下列波譜可用：
• Pierson-Moskowitz
• JONSWAP
• Ochi-Hubble
• 用戶定義

2.風(fēng)力載荷分析
同樣，風(fēng)力載荷可以輸入為時間歷程或根據(jù)下列可用風(fēng)譜得出的隨機(jī)載荷：
• Von-Karman
• Harris
• Kaimal
• 用戶定義

3.完全耦合或半耦合分析
此軟件具有 GH Bladed 和 FAST* 軟件接口，可實現(xiàn)波浪、風(fēng)力和風(fēng)力引起的機(jī)械載荷之間的完全耦合，以進(jìn)行多模態(tài)響應(yīng)分析。GH Bladed 多核接口已完全自動化，使用戶可以處理典型疲勞分析所需的數(shù)百個時間歷程模擬?？蛇x多核功能可大大減少運行時間。

4.動態(tài)超單元 SACS
應(yīng)用程序包含基于 Craig Bampton 方法的動態(tài)超單元模塊。動態(tài)超單元完全符合 Siemens BHawC 氣動彈性規(guī)范。

5.疲勞分析
SACS 疲勞分析方法使用雨流計數(shù)法預(yù)測時間歷程分析產(chǎn)生的應(yīng)力循環(huán)—包括按順序累計不同風(fēng)速和海況下多個分析模擬的疲勞損傷的功能。


除了SACS軟件外，海上風(fēng)電項目還可以使用如下軟件：
1.OpenWindPower Fixed Foundation 海上固定式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)分析與設(shè)計軟件

OpenWindPower Fixed Foundation 軟件提供一整套功能，可用于設(shè)計和分析承受波浪、風(fēng)力和風(fēng)電機(jī)組機(jī)械荷載的海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。此分析方法能夠預(yù)測下 部支撐結(jié)構(gòu)和非線性土體樁基的疲勞和極端荷載。

軟件詳情：OpenWindPower Fixed Foundation 海上固定式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)分析與設(shè)計軟件

2.OpenWindPower Floating Platform海上漂浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)分析和設(shè)計

OpenWindPower Floating Platform 軟件提供一整套功能，僅使用單個產(chǎn)品就可完成海上浮式風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)所需的所有設(shè)計和分析流程?？梢允褂酶呒壗９δ芤匀S可視化方式創(chuàng)建浮體水動力和結(jié)構(gòu)模型；可以對這些模型執(zhí)行波浪、海流、風(fēng)和 風(fēng)機(jī)機(jī)械荷載作用下的分析，以預(yù)測運動響應(yīng)并計算浮式平臺的疲勞。

軟件詳情：OpenWindPower Floating Platform海上漂浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)分析和設(shè)計

3.PLAXIS Monopile Designer 海上風(fēng)電單樁基礎(chǔ)設(shè)計軟件

PLAXIS Monopile Designer 是一款海上風(fēng)電單樁基礎(chǔ)設(shè)計軟件，它將 PISA 聯(lián)合產(chǎn)業(yè)研究項目的研究成果轉(zhuǎn)化為日常工程實踐。PLAXIS Monopile Designer 能夠顯著減少每個單樁的鋼材量，從而降低風(fēng)力發(fā)電廠的總成本。它可以作為獨立工具用于基于規(guī)則的設(shè)計方法，也可以與 PLAXIS 3D 相結(jié)合用于 基于數(shù)值的設(shè)計方法。

軟件詳情：PLAXIS Monopile Designer 海上風(fēng)電單樁基礎(chǔ)設(shè)計軟件 | 高效的風(fēng)機(jī)單樁設(shè)計

4.MOSES 用于海上安裝和浮式平臺設(shè)計的靜水力和水動力分析軟件

MOSES 是一款高級靜水力和水動力軟件包，可以準(zhǔn)確計算和模擬海上浮式系統(tǒng)。無論是 FPSO 和浮式平臺的安裝問題還是在位分析，也無論是頻域模擬還是時域模擬，MOSES 的分析功能和腳本化語言都完全適用。三十多年來 MOSES 始終專注于這些特定需求，已成為全球大多數(shù)海上安裝項目的主要分析工具。

軟件詳情：MOSES 用于海上安裝和浮式平臺設(shè)計的靜水力和水動力分析軟件