Research on Key Technologies and Industrial Chain Cooperation Paths of Floating Offshore Wind Power Between China and Europe

doi:10.12096/j.2096-4528.pgt.23096

Abstract

Abstract:

China’s equipment manufacturing system and Europe’s experience in project complement each other. Firstly, this paper focused on the industrial chain and key technologies of floating offshore such as wind turbines, floating foundations, mooring and anchoring system, dynamic submarine cables, survey and design, construction, transportation and installation, operation and maintenance, etc. An evaluation system for the industrial chain with deep vertical analysis and horizontal expansion and comparison was established. Then, combined with the results of China-Europe comparison in different segments, 18 key cooperation areas were proposed. Finally, the study also explored the 4 stages of cooperation paths: exchange & sharing, cooperative construction, scale application and global promotion. It is expected to solve the problems of sole form of demonstration prototype foundation, high cost and immature industry chain,and provide certain ideas and inspiration between China and Europe floating offshore wind power cooperation.

Key words: floating offshore wind power, industry chain, key technology, cooperation area, cooperation path, China and Europe cooperation

CLC Number:

TK 83

Shuai XU, Yufei YANG, Ao GANG, Yuetao XIE, Xiaoming ZHANG, Gongpeng LIU. Research on Key Technologies and Industrial Chain Cooperation Paths of Floating Offshore Wind Power Between China and Europe[J]. Power Generation Technology, 2024, 45(1): 13-23.

Figures/Tables 6

References 24

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一级指标	二级指标	评分办法
一级指标	二级指标	0~4分	5~7分	8~10分
技术	技术先进性	技术存在缺陷	技术较先进	技术处于领先地位
	技术成熟度	基本原理被发现和阐述	技术正处于推广阶段	技术已在项目中应用并效果良好
	创新能力	知识产权、科技成果转化能力、研究开发组织管理水平、科技奖项、创新投入等5个方面，每个方面各2分，其中处于平均水平中下为1分，处于平均水平中上可给2分
制造	制造工艺水平	处于所在国家中下水平，制造工艺落后，采用外部技术或专利	处于所在国家中等水平，制造工艺采用部分外部专利	处于所在国家领先水平，制造工艺完全自主或极少非关键设备采用外部专利
	制造产能	较低制造水平，制造业增加值低于全球平均水平	制造业增加值约等于全球平均水平	世界先进行列，制造业增加值大于全球平均水平
	产业链完备程度	高度依赖外部技术或关键基础材料零部件，无“链主”企业，自主可控性较低，无产业资源配置能力	部分技术或产品、零件依赖外部进口，“链主”企业较少，具有一般的自主可控性，产业资源配置能力不足	掌握上下游全环节关键技术和基础材料、零部件。“链主”企业较多，具有较高的自主可控性和产业资源配置能力
产品	产品价格水平	产品价格明显高于中欧双方平均价格	产品价格与中欧双方平均价差距不大	产品价格明显低于中欧双方平均价格
	市场占有率	市场占有率较低，产品利润率较低，可替代性高，占同类产品出口总额比例较低	中等市场占有率，有同类竞争对手，利润率中等，占同类产品出口总额的比例一般	高度占据全球市场，具有高度专利性，利润率较高，占同类产品出口总额的比例高
	产品可靠性	有重大的技术或装备缺陷(事故)	有一般性的技术或装备缺陷，损失控制在250 000元/MW	有轻微技术或装备缺陷

一级指标	二级指标	评分办法
一级指标	二级指标	0~4分	5~7分	8~10分
技术	技术先进性	技术存在缺陷	技术较先进	技术处于领先地位
	技术成熟度	基本原理被发现和阐述	技术正处于推广阶段	技术已在项目中应用并效果良好
	创新能力	知识产权、科技成果转化能力、研究开发组织管理水平、科技奖项、创新投入等5个方面，每个方面各2分，其中处于平均水平中下为1分，处于平均水平中上可给2分
制造	制造工艺水平	处于所在国家中下水平，制造工艺落后，采用外部技术或专利	处于所在国家中等水平，制造工艺采用部分外部专利	处于所在国家领先水平，制造工艺完全自主或极少非关键设备采用外部专利
	制造产能	较低制造水平，制造业增加值低于全球平均水平	制造业增加值约等于全球平均水平	世界先进行列，制造业增加值大于全球平均水平
	产业链完备程度	高度依赖外部技术或关键基础材料零部件，无“链主”企业，自主可控性较低，无产业资源配置能力	部分技术或产品、零件依赖外部进口，“链主”企业较少，具有一般的自主可控性，产业资源配置能力不足	掌握上下游全环节关键技术和基础材料、零部件。“链主”企业较多，具有较高的自主可控性和产业资源配置能力
产品	产品价格水平	产品价格明显高于中欧双方平均价格	产品价格与中欧双方平均价差距不大	产品价格明显低于中欧双方平均价格
	市场占有率	市场占有率较低，产品利润率较低，可替代性高，占同类产品出口总额比例较低	中等市场占有率，有同类竞争对手，利润率中等，占同类产品出口总额的比例一般	高度占据全球市场，具有高度专利性，利润率较高，占同类产品出口总额的比例高
	产品可靠性	有重大的技术或装备缺陷(事故)	有一般性的技术或装备缺陷，损失控制在250 000元/MW	有轻微技术或装备缺陷

关键环节	子系统名称	权重
漂浮式海上风电机组	叶片	0.2
	主轴承	0.2
	齿轮箱	0.2
	发电机	0.2
	控制策略	0.1
	控制装备	0.05
	塔筒	0.05
浮式基础	浮体结构	0.8
浮式基础	调载系统	0.2
系泊及锚固系统	系泊链	0.4
	系泊系统配件	0.2
	锚固基础	0.4
动态海缆	动态海缆本体	0.6
动态海缆	动态海缆附件	0.4
勘察设计	勘察技术	0.2
	一体化设计	0.3
	计算分析软件	0.1
	模型试验	0.2
	技术标准	0.2
施工运输与安装	锚固系统施工	0.25
	风机安装施工	0.3
	运输物流技术	0.2
	整机就位技术	0.25
运维维护	运维保障体系	0.2
	运维船机	0.3
	运维港口	0.2
	数字化运维系统	0.3

关键环节	子系统名称	权重
漂浮式海上风电机组	叶片	0.2
	主轴承	0.2
	齿轮箱	0.2
	发电机	0.2
	控制策略	0.1
	控制装备	0.05
	塔筒	0.05
浮式基础	浮体结构	0.8
浮式基础	调载系统	0.2
系泊及锚固系统	系泊链	0.4
	系泊系统配件	0.2
	锚固基础	0.4
动态海缆	动态海缆本体	0.6
动态海缆	动态海缆附件	0.4
勘察设计	勘察技术	0.2
	一体化设计	0.3
	计算分析软件	0.1
	模型试验	0.2
	技术标准	0.2
施工运输与安装	锚固系统施工	0.25
	风机安装施工	0.3
	运输物流技术	0.2
	整机就位技术	0.25
运维维护	运维保障体系	0.2
	运维船机	0.3
	运维港口	0.2
	数字化运维系统	0.3

序号	时间	国家	项目	总容量/MW	单机容量/MW	开发商	概念类型	风机供应商
1	2009	挪威	Hywind Demo	2.3	2.3	Eqiunor	Hywind	Siemens
2	2011	葡萄牙	WindFloat Atlantic Phase 1	2	2	EDPR，Repsol	WindFloat	Vestas
3	2016	日本	Fukushima Forward-Phase 3	5	5	Marubeni Corporation	Advanced Spar	Hitachi
4	2017	英国	Hywind Pilot Plant	30	6	Eqiunor	Hywind	Siemens
5	2018	法国	Floatgen	2	2	IDEOL	Damping Pool	Vestas
6	2019	葡萄牙	WinFloat Atlantic 2	25	8.3	EDPR，ENGIE，Repsol，PPI	WindFloat	MHI-Vestas
7	2020	韩国	Ulsan Demo	0.75	0.75	Unison，KETEP	Semi-Sub	UNISON
8	2021	英国	Kincardine Phase 2	48	9.5	Pilot Offshore，Cobra	WindFloat	MHI-Vestas
9	2021	挪威	Tetrapar Demonstration	3.6	3.6	Innogy SE，Shell	Tetraspar	Siemens
10	2021	中国	三峡引领号	5.5	5.5	三峡集团	Semi-Sub	明阳智能
11	2022	中国	扶摇号	6.2	6.2	海装风电	Semi-Sub	海装风电
12	2023	中国	海油观澜号	7	7	海油融风	Semi-Sub	明阳智能
13	2023	中国	国能共享号	4	4	龙源电力	Semi-Sub	上海电气