一、海上光伏開發前景廣闊
近年來，持續的高速增長使得陸上可再生能源利用空間已變得十分有限，陸上面積趨于飽和，過度過量開發也會造成土地占用、自然資源過度消耗和環境壓力等問題。同時，近兩年的生態紅線問題也使得陸上電站開發存在諸多變數，眾多電站開發企業便將目光轉向了海洋清潔能源。
海上光伏是一種全新的海洋能源利用和資源開發方式。海上環境不同于陸地，在同等光照條件下，海面開闊，無遮擋物，日照時間長、輻射量高等優勢使得海上光伏項目的光照利用效率更高，海上光伏電站發電量顯著提升。我國海岸線綿長，近海海域遼闊，沿海地區太陽能資源豐富，日照時間較長，太陽能可被更充分的利用。有專家指出，我國大陸海岸線總長度超過1.8萬公里，理論上可開發海上光伏項目的海洋面積能達到約71萬平方公里，可安裝海上光伏超百GW。大力發展海洋新能源將成為我國能源結構轉型的重要戰略支撐。同時，海上光伏的消納市場也是經濟體量大、發展速度快、用能需求高的東南部沿海地帶，海上光伏項目的規模化開發或將為沿海地區的能源供給提供新的發展思路與路徑。
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可以說，海上光伏既符合節能減排、能源機構轉型的需求，又與海洋資源的合理開發利用理念相契合，并且資源儲量和技術發展都使得海上光伏具備規模化開發的潛力，商業化前景廣闊。海上光伏市場潛力巨大，有專家認為海上光伏市場是繼地面電站、工商業分布式光伏電站及戶用光伏電站之后的未來第四大光伏市場支柱。
二、海上光伏開發現狀
（一）政策支持力度較大
近兩年，我國對于海洋能源發展十分重視，相關部委也表示海洋能源將在新型能源體系構建中扮演更加重要的角色，圍繞海洋能源完善建立海洋產業體系，可以推動將新型能源體系有機整合到全產業鏈的轉型中，培育經濟發展新動能，服務經濟社會可持續發展。2023年，自然資源部辦公廳發布《關于推進海域立體設權工作的通知（征求意見稿）》，其中指出明確可以立體設權的用海類型海域是包括水面、水體、海床和底土在內的立體空間。在不影響國防安全、海上交通安全、工程安全及防災減災等前提下，鼓勵對海上光伏、海上風電、跨海橋梁、養殖、溫（冷）排水、浴場、游樂場、海底電纜管道、海底隧道、海底場館等用海進行立體設權。
對于我國東部沿海的山東省、河北省、浙江省、江蘇省、廣東省、福建省等分布式光伏大省而言，在非耕地空間充分開發以后，最大的潛力市場就是海上光伏市場，這幾個省份也陸續出臺了海上光伏的支持政策，涉及立體確權、發展規模及補貼方案等。2021年12月，山東省海洋局發布《關于推進光伏發電海域使用立體確權的指導意見（征求意見稿）》，文件中明確提出鼓勵各市因地制宜探索利用已確權的養殖用海、鹽田用海區域，科學布局光伏發電項目。2022年7月，山東省提出了《山東省海上光伏建設工程行動方案》，其中提到“十四五”期間共規劃海上光伏容量4260萬千瓦，其中漂浮式光伏容量接近3000萬千瓦。2022年4月，山東省在《山東省2022年“穩中求進”高質量發展政策清單（第二批）》中明確提出，對2022-2025年建成并網的“十四五”漂浮式海上光伏項目，分別按照每千瓦1000元、800元、600元、400元的標準給予財政補貼，補貼規模分別不超過10萬千瓦、20萬千瓦、30萬千瓦、40萬千瓦。浙江省也在《關于促進浙江省新能源高質量發展的實施意見（修改稿）》中提出“鼓勵利用圍海養殖區、近海灘涂區、圍而未填海域等海域空間建設灘涂光伏項目”。據不完全統計，近兩年各省份出臺的政策中，有6個省市的16條政策中均提到了海上光伏項目建設的促進辦法與激勵手段。
（二）光伏+水面為海上光伏提供了一定技術基礎
近幾年，水上光伏技術已在湖泊、水庫等多種場景下應用，在發電量、安全性等方面得到了業界認可，隨著我國光伏行業全產業鏈發展的不斷成熟及完善，適用于海洋環境的光伏技術正在取得突破，海上光伏電站的建設已具備技術可行性。可以看出，我國目前已經具備海上光伏項目規模化發展的初步條件。
（三）部分企業已開始針對性進行技術與產品儲備
在產品方面，已有多家企業針對海上光伏項目推出了海上用組件。2022年下半年，阿特斯就已完成固定樁基式海上光伏應用組件的開發，并已進入第二代海上光伏組件“漂浮式”應用產品的開發。2023年2月，晶科憑借強大的研發實力以及大量的實驗驗證，成功開發出全新適用于海洋環境的n型高效組件產品。為滿足海上光伏場景的特殊要求，隆基專門開發了海上光伏產品方案，并已大規模投入商用，憑借其產品優異的可靠性，2023年5月隆基成為首批獲得光伏組件差異化耐候性“國品優選”-深藍海洋環境檢測證書的企業。同月，華晟針對性研發并推出了喜馬拉雅系列V-ocean海光組件以適配海上光伏電站，為海上光伏市場帶來更高效、更可靠、更低碳的產品。
（四）全球范圍內已經有相關成功案例
目前在全球范圍內有60多個國家和地區正在積極推進漂浮式光伏電站發展進程，其中超過35個國家和地區擁有超過350個漂浮式光伏電站。有數據顯示，截至2020年8月底，全球漂浮式光伏電站的累計裝機量已達到2.6GW。未來隨著近海淺水區域資源陸續開發完成，未來將有更多沿海城市加大對漂浮式海上光伏的支持力度。但目前我國已建成的海上光伏電站均為規模較小實證電站，尚無單體規模較大（超過10萬kw）的集中式海上電站，已建成的多為灘涂光伏電站，并且國內已建成的成功應用案例大多為固定式樁式近海光伏項目。
三、面臨的挑戰
（一）海上環境對項目提出新的要求
海上光伏項目面臨著復雜惡劣的服役環境，例如南方海域的大風浪、臺風，北方海域的海冰，高鹽霧、高濕、溫度變化頻繁等都意味著海上光伏的前期工作相比地面電站更為嚴苛。與此同時，海上工況帶來的建設、運維、設備機械鏈接穩定性、設備安全等挑戰也不一而足。
從設備技術角度來看，海洋風暴、海冰、鳥糞+其他生物附著、鹽霧腐蝕等給組件帶來了與陸地上完全不同的威脅。海上電站的防腐蝕要求高，邊框和支架腐蝕主要受到海上微生物及強鹽霧腐蝕，而常規金屬邊框不具備海上環境抗鹽霧腐蝕能力。除邊框、支架容易被海水腐蝕外，玻璃腐蝕也是影響組件安全性的關鍵原因之一。玻璃腐蝕主要是水汽侵蝕到玻璃基體使其水解，導致鍍層剝落，影響組件發電及發電性能。另外，接線盒和連接器密封性不好也容易導致水汽進入其內部造成絕緣體失效及導體腐蝕后發熱燒毀等問題。組件整體需要針對海上環境進行抗腐蝕性和密封性的改進。
從電站設計和建設角度來看，海上光伏項目的設計方案受環境條件影響較大，如臺風、海冰、潮汐等，并且工程地質條件與陸上相比更為復雜，光伏組件及逆變器設備選型需要綜合考慮海洋環境、發電效率、施工難度、成本經濟性等因素，此時使用高效組件可以減少用海面積，減少海上作業工作量。電站支架單元的設計需要綜合考慮地址條件、樁型、支架、施工船只。海上光伏項目發電設計傾角受海域使用成本、支架成本、風荷載、施工工期等因素影響，應綜合成本經濟性等各項因素，確定最佳傾角。海上光伏項目工程建設條件較難，項目安全性要求更高，工程建設時也需要考慮到太陽能資源、氣象水文條件、工程地質條件、景觀設計和立體化開發等難點。同時，海上光伏的建設還需要關注到資源環境的影響，比如大面積覆蓋海域對溶解氧、海洋植物光合作用、鳥類、漁業資源、電磁輻射等資源環境會產生一定影響。
（二）海上項目成本仍未找到合理下降路徑
海上光伏項目建設過程中涉及的成本包含海域使用金、漁業養殖賠償、樁基礎費用等。目前我國的海上光伏項目建設仍處于初級階段，建設成本依舊較高，很難從商業化角度看待海上光伏電站的建設成本。
海上光伏電站目前主要分為樁基固定式和漂浮式兩種，樁基固定式適合水位較淺、無場地沉陷等地質災害、水位變化較小的場地，如灘涂、潮間帶等水深小于五米的水域灘涂環境，也是目前主流的海上光伏項目設計方案。2022年，按照直流側50萬千瓦項目為例，陸上固定式電站與海上樁基固定式電站[1]的成本差距依舊較大，陸上集中地面電站的建設初始投資約4.13元/W，而海上樁基固定式電站初始投資則超過6元/W。導致海上光伏電站成本較高的因素很多，海上樁基固定式電站建設過程中，海底泥深，且為了避浪使得樁頂高程高，樁基長度達到20米以上，還需要配備海上升壓站，同時送出線路涉及到海纜送出的征地、征海問題。海上施工的打樁、吊裝、海纜鋪設受到海上施工窗口期影響，后期海上運維如清洗、更換、巡視等難度也較大。以上原因都導致了海上光伏項目成本整體高于陸上地面電站。
另一種建設方案為漂浮式海上光伏電站，適合深海區域，以浮體、錨固等取代地樁和支架，方案靈活度更高。通常情況下，漂浮式水面電站組件需要依靠浮體漂浮在水面上，在適應水位變化方面具有天然的優勢。這種方式比較適合面積較大、水位較深等不適宜打樁作業的深水區域。但目前海上漂浮式電站建設還處于0到1的過程當中，無法從商業化角度看待其盈利能力。2022年，有企業在山東下水的海上漂浮式光伏實證項目發電成功，成為了全球首個深遠海風光同場漂浮式光伏實證項目。
（三）海上項目審批流程繁瑣
由于海上光伏項目的特殊性，項目開發影響因素眾多。其開發時需要與能源局、海洋、國土及電網等相關部門進行統一的整體規劃、統籌協調及審批。光伏項目的用海選址需要與國土空間規劃、海洋生態紅線、養殖、旅游等周邊用海活動相符合，與航道等海上交通安全兼容，并且還要注意到項目對海洋生態環境敏感目標、環境敏感區、軍用設施的影響，以及與其他行業性規劃的銜接性。此外，海上光伏海上環境高濕度、高鹽霧，灘涂土質松軟，防腐蝕要求高，建設條件復雜，受到波、流、海水、潮汐等自然環境影響較大，也給海上光伏項目的選址增加了一定難度。
光伏項目用海準備包含海洋環境調查、電纜管道鋪設許可、工程可行性研究、用海申請、環境影響評價報告、電纜管道鋪設施工許可等工作。當海上光伏項目拿到海域使用申請、海洋環境影響評價核準以及電纜管道許可后，方可進行下一步工作。并網電纜建設、岸上建筑用地（儲能、升壓站等）審批、電網消納、配儲等難題也都在制約著海上光伏的進展。
另外，根據現行法律規定，項目用海、用地、施工等審批實行海上和陸上平行管理，需分別向海上與陸上主要部門辦理相應的手續，這也增加了備案工作量。
（四）參考標準及成功案例較少
目前行業內關于海上光伏方面的標準仍較少，中國光伏行業協會曾經在2019年發布并實施了《水上光伏發電系統用浮體》《水上光伏發電系統設計規范》和《漂浮式光伏發電系統驗收規范》等3項標準，2019年10月1日起正式實施了《水上光伏系統用浮體技術要求和測試方法》(NB/T10187—2019)。但海上環境與普通水上環境相差甚遠，目前行業協會也正在編制《漂浮式水上光伏發電錨固系統設計規范》過程中。此外，由水電總院、西勘院、華勘院共同立項的國家標準有《海上光伏發電工程技術導則》《海上光伏發電工程可行性研究報告編制規程》《海上光伏發電工程規劃報告編制規程》《海上光伏組件支承結構設計規范》《海上光伏電站工程勘察規范》《海上光伏發電工程勘測規范》《漂浮式光伏支撐系統技術規程》等。
目前國際范圍內的海上光伏電站仍處于示范或預商業化階段，雖然已有多個國家開展了相關探索并針對性的進行了技術研發，但目前仍在突破瓶頸階段。從我國角度來看，海上光伏產業正迎來跨越發展的關鍵期，但當前海上光伏產業還處于起步階段，面臨著無建設運營行業標準、無成熟可借鑒監管經驗等實際困難。
四、未來推進思路
（一）加大研發力度，帶動裝備制造產業發展
通過引進高端裝備制造產業和配套企業、加大科技研發力度、設立相關獎項和獎金等激勵制度針對性的進行技術研發，延伸到產業與市場上下游產業鏈，推動全產業協同發展，打造海上光伏制造產業集群，助推區域經濟高質量發展。與其他海上建造行業借鑒施工經驗，跨行業聯動進行海上光伏施工用船等安裝設備研發。
（二）多角度、多維度嘗試降低成本的手段
海上光伏項目是光伏產業中的一個新興分支，還處于發展的初級階段，電站使用的各類產品及設備還未找到一種更優的適配手段以降低成本。未來是否可以通過使用更高效的組件、優化設計方案、本地化采購等方式降低建設成本值得探討，此外，復合材料也或許是降低成本的一條有效途徑。有專家認為，未來海上光伏電站將根據需求進行逐步調整，供應商的增多也會導致成本下降。據《海上漂浮式光伏系統兆瓦級海試方陣總體設計方案技術規格說明書》（一道新能，2022年）分析，隨著海上漂浮式光伏技術的不斷進步以及裝機量增加帶來的規模效應，相應電站的單瓦造價將會逐漸下降至合理范圍。
（三）完善頂層設計，各部門聯手推進海上能源發展
建議相關部門推出國家層面的海洋能源發展規劃，鼓勵海上能源綜合發展，包括但不限于風電、光伏、儲能、海洋牧場等形式，加強統籌協調推進工作。能源主管部門與海事部門、自然資源部門、電網公司等相關部門形成合力，共同研究制定海洋能源項目整體審批程序樣板，指導開發企業整體推進。完善標準、認證體系建設，推動海上光伏產品等高質量發展。
（四）鼓勵示范項目建設，結合其他海洋能源共同策劃
建議有關部門在用海補償金、立體化開發模式、電力接入、科技研發、裝備制造等方面出臺相關支持政策。加強科學規劃指導，全盤考慮，整體布局，搶抓市場先機，爭取多做一些我國乃至全球的海上光伏示范電站，并且將優秀案例整理后，總結成功經驗，打造樣板，在行業內進行分享與推介。
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