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1、海上光伏发展现状及注意要点一、海上光伏用海现状我国大陆海岸线长1.8万公里，按照理论研究，可安装海上光伏的海域面积约为71万平方公里。按照1/1000的比例估算，可安装海上光伏装机规模超过70GW1。截至2022年5月，我国确权海上光伏用海项目共28个，累计确权面积共1658.33公顷。其中，江苏18个，山东4个，浙江3个，辽宁2个，广东1个。浙江省确权面积最大，为770.89公顷2。图1.1-1沿海省份海上光伏项目数量及面积占比海上光伏电站建设需要遵守的主要法律法规如下表所示：表1.1-1海上光伏电站主要法律法规法律法规颁发部门及时间妾政策国家中华人民共和国海域使用管理法第九届全国人大常务委
2、员会，2002年1月I日施行。是我国海域管理的基本法律依据，确立了海域使用权属管理制度、海洋功能区划制度和海域有偿使用制度等三项我国海域使用的基本制度。中华人民共和国海洋环境保护法全国人民代表大会常务委员会，2017年11月第三次修订。海洋工程建设项目单位应当对海洋环境进行科学调查，编报海洋环境影响报告书，由海洋行政主管部门核准。海洋行政主管部门在核准海洋环境影响报告书之前，必须征求海事、渔业行政主管部门和军队环境保护部门的意见。中华人民共和国海岛保护法第十一届全国人民代表大会，2010年3月1日施行。从事中华人民共和国所属海岛的保护、开发利用及相关管理活动，适用本法。浙江关于推进海域使用权立
3、体分层设权的通知2022年4月，浙江省自然资源厅印发明确将光伏用海列入立体分层设权适用范围，要求海上光伏项目提出生态建设方案并明确实施主体，采取必要的生态修复措施，切实改善海洋生态功能。天津关于支持能源结构调整规范光伏发电产业规划用地管理意见的通知2022年1月，天津市规划和自然资源局联合天津市发展和改革委员会印发提出合理规划光伏发电项目、严格光伏发电项目用地（海）准入、严格执行光伏发电项目用地控制指标。加强光伏发电项目用地（海）监管等要求。辽宁关于明确渔光互补用海管理有关事项的通知（征求意见稿）2021年辽宁省自然资源厅发布针对渔光互补用海规划和项目选址、用海审批、用海确权、有偿使用和监督管
4、理等进行了规定。山东关于推进光伏发电海域立体使用管理的指导意见（征求意见稿）2021年山东省海洋局发布针对渔光互补用海规划和项目选址、用海审批、用海确权、有偿使用和监督管理等进行了规定。海南关于进一步保障和规范光伏发电产业项目用地管理的通知2020年海南省自然资源和规划厅、海南省发展和改革委员会等部门联合发布针对光伏复合项目、光伏扶贫项目和其他光伏发电站项目，提出实施光伏发电项目分类管理。二、海上光伏影响的自然因素建设海上光伏，至少要考虑三个自然因素：地形、海浪与自然灾害。从地形来看，渤海、黄海海岸高差较小，大陆架比较平缓，可开发的沿海滩涂面积更广。东南部海岸、渤海湾部分区域的海岸地形存在较多
5、山地及小礁岛,整体高差较大,可开发的沿海滩涂面积会受限，但是山地和礁岛的存在，有利于海浪的削弱，可以关注此类区域。我国主要沿海海域的海况情况如下：渤海（辽东湾、渤海湾、莱州湾）：冬季波高0.8-0.9米，周期多半小于5秒。1月平均波高为1.1-1.7米,寒潮侵袭时可达3.5-6.0米。夏秋之间，偶有大于6.0米的台风浪。黄海：秋冬两季浪高常有2.06.0米；寒潮过境时浪高达3.58.5米；台风过境时浪高则可达6.18.5米；受台风侵袭时，可出现2.06.0米的涌浪。东海：台风过境或登陆时，最大风力10级，有效波高最高可达8米。南海：最大有效波高达到9.5米（9级狂涛），浪向与季风风向一致。从全
6、国近海海浪的数据分析，我国近海海域浪高多在3m以内，东南沿海的海浪要比江苏以北海域高，黄海、渤海附近的海域更适合建设大型海上光伏项目。关于自然灾害，根据2021中国海洋灾害公报（自然资源部海洋预警检测司，2022年4月），2021年,我国海洋灾害以风暴潮、海浪和海冰灾害为主，这三类灾害同样对海上光伏建设影响巨大。通过对我国风暴潮、海浪、海冰三类主要海洋灾害的统计分析可知，我国沿海各省，台风造成的经济损失最大，其中浙江省作为台风登陆多发区，受影响最大；山东省因海浪造成的损失最大，东海、黄海区域受海浪影响较大；海冰灾害主要影响渤海和黄海海域。对于海上光伏电站建设来说，支架桩计算需要充分风暴潮的影响
7、；需要论证防浪堤的必要性和规模；需要考虑除海冰措施。另外，对于海上漂浮式光伏电站，还要注意海洋附着生物的影响。三、海上光伏技术方案海上光伏电站的建设形式包括固定式和漂浮式。从目前已建成和在建的海上光伏电站可知，规模化的海上光伏电站主要为沿海滩涂固定式，偶尔有个别厂家涉及所谓的海上漂浮案例，主要都是近海接近岸边,其风、浪、流与内陆湖泊接近，与真正的海域上的漂浮项目差别较大。真正的近海海域漂浮项目仍在实验和探索阶段，可以推广的成熟案例尚未出现。1、固定式海上光伏根据海上光伏与内陆水上光伏的对比可知，海上光伏建设风险因素多，海风、海浪、海冰、海水及盐雾腐蚀等因素需要重点考虑。通常在高盐度的海边,盐度
8、的浓度均值可达12.4mgm3到60mgm3o而在陆地上大气中氯化钠含量均值在0.8mgm3.在如此高浓度的盐雾环境下,金属被腐蚀的速度由于电化学的作用也将大幅提高（约为内陆大气环境的45倍），暴露在外的海上光伏设备各组件均会遭到不同程度的腐蚀损坏:对于海上光伏电站，设备需要按照C5标准进行设计,并通过按照如下标准进行测试：GB/T10125-1997人造气氛腐蚀试验，盐雾试验ISO12944-1999色漆和清漆,钢结构防腐涂层保护体系GB/T2423.18-2012环境试验第2部分：试验方法试验Kb:盐雾，交变GBT20854-2007金属和合金的腐蚀循环暴露在盐雾、干和湿条件下的加速试验通
9、常来说，消浪措施主要有斜坡堤，透空堤和浮式堤。斜坡堤适合水深浅、地质差的情况；透空堤适合水深大，地质好的情况。实际应用中，透空堤由于对环境更为友好，更容易取得海洋部门批准。浮式防波堤是由浮体锚固系统组成，通过浮体与波浪的相互作用进行消浪，具有建造成本低、建造和拆迁便捷等优点。目前浮式防波堤对短波的掩护效果良好，但对长波的透过率较高。为增强对长波的消浪效果，需要对浮体进行改进，比如板阻式防波堤方案，利用结构上部的浮箱反射波浪，下部的阻尼结构破碎波浪，通过波浪反射、谐振和波浪破碎来减小透射波。防浪堤的造价也是及其昂贵的，其单米造价与浪高有关，当浪高不超过3米时,其造价在2-3万/米，当浪高超过3米
10、,造价可能翻番,因此如果项目体量不大,其动辄数千万的消浪成本实属代价太大。因此消浪成本将严重影响项目的经济性。在渤海、黄海海域的海上光伏项目，海域冬季会出现较为明显的海冰，同时，由于近海光伏工程海域离岸较近，存在重叠冰以及海冰堆积等问题。在进行结构物基础设计时，应当进行抗冰验算，并进行结构抗冰设计，提出抗冰防冰措施。从技术角度来看，海上光伏电站对于防腐要求更高，电气设备防腐要求C5等级；近海光伏防浪设施基本都是需要的，防浪设施方案各有不同，在设计阶段要详细论证；在黄海和渤海区域，要注意海冰影响，考虑防冰和破冰措施；海上光伏电站结构设计，需要详细论证风暴潮的影响。从投资收益来看，根据山东东营某1
11、00MW海上光伏项目测算,该项目为固定式海上光伏,装机100MW,IlOkV并网,常水位水深约35米，50年一遇1%波高约13米,考虑防浪措施，不考虑配套储能，项目投资约5.8元/W,投资收益率较差。当然，由于不同海域的环境差异巨大，单体项目经验的可复制性低。目前，大规模建设的海上光伏项目大多在离岸较近的滩涂或潮间带区域，以固定桩基式为主。但是，离岸后随着水深加深，固定式的桩长必然迅速增加，海上的施工难度和桩基成本都将迅速增加，同时，后期运行维护难的问题也更突出。长远来看,固定桩基式海上光伏应用范围有限，如果想大面积推广海上光伏，漂浮式或许是最终的解决途径。2、漂浮式海上光伏传统水上漂浮式电站
12、主要受水域内流速、洪峰、水位变幅及风力作用的影响。T殳情况下，水上漂浮式光伏电站的安全使用条件基于以下几个条件：L水面浪高：不超过Im2、水流速度：不超过lms3x风力载荷：10级（24.5ms-28.4ms）4温度：-25CSJ90oC5x雪载荷:至70DaNm22022年3月，国家科学技术部发布十四五”国家重点研发计划可再生能源技术”重点专项，其中明确了近海漂浮式光伏发电关键技术及核心部件列为十四五重点研发计划，具体考核指标：正常运行适用海况：浪高不大于2.5米，流速不大于1米每秒，水深不大于25米；锚固系统极限抗风浪能力（设计值）：浪高不大于5米，风速不大于30米每秒（约12级台风）。尽
13、管从2015年发展至今，我国水上漂浮项目已经积累了相当丰富的经验，浮体系统经过多次升级迭代,漂浮和锚固系统造价也从当年的1.57E/W,降低到0.67L/W左右，但是目前的水上漂浮系统主要还是应用在内陆湖泊,其主要原因在于内陆水域的波浪较小且相对运动也较少，漂浮系统受外荷载的影响不大，而近海漂浮系统面对的风浪流和风速远大于内陆湖泊，叠加潮位影响更大，所以海上漂浮系统更偏向于综合性的海洋工程。OceanSun海上漂浮式光伏案例挪威OCeanSun公司海上漂浮方案目前被国内公司应用在烟台海域,装机容量IMW,目前已开工建设。OCeanSun的浮式光伏系统由一套由系泊系统固定在海床上的浮力环组成,光
14、伏组件安装于由浮力环支撑的蓝色塑胶膜上;塑胶模能够随波浪上下起伏，可大幅降低风阻并对波浪有缓冲作用，使光伏系统能够更容易在风、浪和海流环境下稳定运行，并抵御更强的台风。OceanSun技术方案如下：1.单元尺寸有50m、68m、72m三种直径。2、适用组件需定制。尺寸为1700*100Om,组件功率335Wp,单元装机容量分别为30OkWp、500kWpx640kWpo3、组件长边装配导轨,膜配置对应柔性紧固装置,组件间距70mm。4、设计条件浪高最大IOm,有效浪高5m;设计抵抗台风275kmh,约17级台风；洋流无特殊限制；水深无特殊要求，水位变化无特殊要求，水底地形不能有尖锐物品或石块等
15、。5、据了解,目前在山东烟台的合作示范项目装机容量IMWP,核算EPC成本约10元/W。四、海上光伏开发要点根据前面分析可知,海上光伏电站的建设与常规水面光伏电站建设有很大不同。因此，对于海上光伏电站的开发也提出了更高的要求。主要包含以下几点：1.海洋项目必须遵守三大涉海法律：中华人民共和国海域使用管理法、中华人民共和国海洋环境保护法、中华人民共和国海岛保护法。同时遵守各省地方涉海法律。2、需要协调的部门除了和常规项目需要沟通的部门之外，还需要沟通海洋行政主管部门、海事部门、渔业行政主管部门、军队环境保护部门等。海洋管理权限隶属海洋局，各省要求不一，需提前向当地海洋局咨询。3、需要了解海洋生态
16、红线；自然保护区里面的海洋保护区；国土空间规划里面的用海属性；当地海洋旅游规划、候鸟栖息地等。4、需要了解项目地自然条件：水深、地质条件等；并且收集海洋水文资料，其中包含潮汐、波浪、海流、海冰、泥沙、风暴潮、海水温度、海水盐度等。5、海上光伏开发工作内容主要包括以下内容：资料收集与补充调查；现场踏勘；项目用海必要性及政策；规划符合性分析；资源环境影响分析；开发利用协调分析；用海合理性及可行性分析；用海风险分析；海域使用对策措施；生态用海方案；用海报批路径研究；领艮踪监测和海洋生态影响两古等。五、建议随着水利部水利部关于加强河湖水域岸线空间管控的指导意见的发布，未来中东部地区水上光伏电站建设将受到很大制约,海上光伏尤其是近海滩涂、潮间带固定式海上光伏电站建设将迎来较快发展。山东示范性海上光伏项目申报拉开了海上光伏规模化建设的序幕。对于海上光伏电站建设来说，支架桩计算需要充分风暴潮的影响，需要论证防浪堤的必要性和规模，针对海上光伏建设的各种风险因素，需要重点关注防腐方案、消浪措施、抗海冰等措施。海上漂浮式光伏电站目前不满足大规模开发条件,但是国家与行业有研发布局,未来发展可期，可提前进行布局和技术储备。
