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实现由0到1跨越,国内漂浮式海上光伏电站或将迎来高速发展期

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概述

2022年11月02日发布

事件:2022年10月31日下午,国家电投山东半岛3号海上风电场20兆瓦深远海漂浮式光伏500千瓦实证项目成功发电,成为全球首个投用的深远海风光同场漂浮式光伏实证项目。

点评:

漂浮式海上光伏电站的发展是突破沿海省市土地约束与新能源发展的关键:“双碳”背景下,受国家政策驱动,我国各沿海省份积极响应党中央实现“双碳”的目标,陆续着手重点发展海上光伏产业,主要原因在于:1)沿海地区电力消耗较大,新能源发展受限于土地资源约束(集中式电站涉及土地征用,分布式光伏贡献不足);2)沿海省市海洋资源丰富,海洋光伏和海洋风电协同发展能够有效优化投资成本(海缆、变电设施等);3)海洋光伏还可以与水产养殖结合,可提高整体投资收益;4)海洋光伏的发电效率在相同光照条件下,较地面光伏有一定增益。

海上光伏电站分为桩基式和漂浮式两种,现阶段以桩基式为主(滩涂地、潮间带);中长期视角看,漂浮式海上光伏电站较桩基式更具经济性、应用场景更广泛且环保问题较小,或是未来主流。

500千瓦实证项目成功落地,山东省领跑漂浮式海上光伏发展:今年7月,山东省出台了《山东省海上光伏建设工程行动方案》,指出山东省将积极稳妥推动漂浮式海上光伏发展,重点结合海上风电规划建设,创新打造“风光同场”一体化开发模式,逐步扩大漂浮式光伏建设规模,并推动其向深远海海域发展;同时《方案》明确指出海上光伏建设基地总规模达42GW,其中海上光伏场址装机规模为23.6GW,其余为风光同场。

此500千瓦实证项目位于山东省烟台市下属海阳市的南侧海域,其由两个环形浮体单位组成,每个浮体单元装机容量为250千瓦,由环形抗风浪浮体、耐海洋环境的高强度薄膜、光伏系统等组成,是山东省首个重点支持的“风光同场”一体化项目。该项目的成功发电,标志着山东省领跑漂浮式海上光伏发展,实现了深远海风光同场漂浮式光伏项目研究的重大突破。

全球首个“双30”项目,成功验证风光同场并网的技术可行性:不同于滩涂地和近海区域的海上光伏,该项目是全球首个在离岸距离30公里、水深30米、极端浪高10米的“双30”海洋环境下研究和建设的漂浮式海上光伏工程实证项目。其环形浮体上共安装了770块光伏组件,发出的清洁电能汇流到逆变器后送至同场运行的半岛南3号风机平台,再通过海上升压站送出至电网。该实证项目验证了浮体、锚固、发电组件抗风浪能力和海洋环境耐候性,成功验证了风光同场并网的技术可行性。

新加坡已有规模化商业项目落地,投资回报率或将逐步提升:海上漂浮式电站在海上浪大风大及微生物等问题均有成熟的解决方案,新加坡已有规模化商业项目落地;当前大规模应用的核心制约因素之一是投资回报率问题。今年山东省给予海上漂浮式光伏电站1元/瓦补贴(每年有退坡)以鼓励其发展。在不考虑补贴情境下,业内测算某海上漂浮式电站全投资IRR可达7%,未来随着相关材料和安装成本的下降,回报率仍有提升空间。

实现由0到1跨越,国内漂浮式海上光伏电站或将迎来高速发展期:一般情况下,漂浮式海上光伏项目的施工安装周期较短,100MW项目的施工可在2个月左右完成;但由于之前我国国内漂浮式海上光伏电站处于从0到1的探索发展阶段,没有具体项目落地,缺乏相应的实践经验(如海上恶劣环境下对抗风浪及微生物附着等问题),因此推进速度较为缓慢。此次山东省实证项目的成功落地,实现了国内该领域由0到1的跨越,提供了较多的经验和启发,预计后续项目的审批和建设将大幅提速,漂浮式海上光伏电站建设或将迎来高速发展期。

漂浮式海上光伏电站的组件主要涉及浮体、锚固系统等:该海上光伏电站的单个浮体单元直径53米,主要由环形抗风浪浮体系统、锚固系统、光伏系统等组成:其中环形抗风浪浮体由高密度聚乙烯(HDPE)管件预制而成,高度约为0.6米至0.8米;锚固系统由4个系泊点和12条缆索构成,将浮体锚固于海床,使其与风机保持60米以上的安全距离;浮体中间的光伏系统采用定制化的光伏发电组件,以适应海域情况,减少波浪对光伏面板的冲击;同时该光伏组件采用预制滑轨与弹性薄膜连接,通过薄膜直接与海水接触实现对光伏设备的冷却,进而提高10%以上的发电效率。

浮体及锚固环节将最为受益,建议关注纳川股份&阳光电源(浮体系统)、巨力索具&亚星锚链(锚固系统):

纳川股份在HDPE材料方面具有丰富的研发和生产经验;2021年4月,三峡集团成为公司最大股东,国资背书为市场注入更强信心。2022年6月,公司与中集来福士签订海洋漂浮系统战略合作协议,负责为其提供海上光伏浮体新材料的配套,打开新的增长空间。

阳光电源主要从事太阳能、风能等新能源设备的研发、生产、销售等,依托于其多年的陆上光伏研发经验,公司的内陆水面光伏产品具有显著优势。截至2021年12月,公司内陆水面光伏系统全球累计应用超过1.7GW,市占率连续四年保持全球第一。

巨力索具专业从事索具的研发、制造和销售,是国内索具行业领导者,一直积极参与海洋项目,打造高质量海洋装备。2022年6月,公司与中集来福士签订了协议,未来将为其提供海上光伏锚固系统配套产品。

亚星锚链是专业生产锚链和海洋系泊链及附件的企业,产品广泛应用于海洋石油平台、海上电厂等领域。公司的系泊链技术世界领先,有望受益于海上光伏电站建设。

风险提示:后续政策落地进展不及预期,相关公司技术研发进度不及预期,疫情反复拖累项目进度风险。

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