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揭秘海上风电技术最新趋势
2023-11-13 来源:蓝水LAB
由于其巨大的能源潜力和成本竞争力,海上风电行业受到了能源界的极大关注。
 
根据国际可再生能源署(IRENA)的统计数据,截至2022年,全球累计安装了63GW的海上风电容量。
 
2010-2022年期间,海上风电发电的平准化成本下降了59%。
 
“尽管取得了这些积极进展,但国际社会仍需要进一步创新和行动,以确保到2030年和2050年,全球海上风电容量分别达到494GW和2465 GW,符合国际可再生能源机构气温升幅限制1.5℃之内的目标。
 
“到2050年,风电(陆上和海上)将从目前的900GW大幅增加到10000 GW以上,几乎占可再生能源总装机容量的三分之一。”
 
IRENA表示,就海上风电而言,到2050年,全球装机容量将达到近2500GW。
 
“这需要比目前的水平(到2022年达到63GW)增加40倍,使海上风电成为未来三十年内实现全球气候目标的领先技术之一。”
 
专利申请数量大幅上升
 
IRENA最近发布了一份关于海上风电供应链创新趋势的专利洞察报告。它是由欧洲专利局(EPO)联合编写的。
 
专利数据显示,从2006年到2012年,全球专利申请量激增,随后一直停滞不前,直到2017年专利活动死灰复燃。
 
浮式基础、运输和机械传动在海上风电领域的专利数量最多。
 
“从2002年到2022年,约有17000个与海上风能相关的专利家族被公布,平均每年增长18%。2014年至2017年间,申请量停滞不前,但随后急剧增加。申请量最大的国家是中国(占专利家族总数的52%),其次是韩国(6%)、德国(5%)、日本(5%),美国(4%)和丹麦(4%)。”
 
对海上风电行业的关键政策见解
 
海上风电的发明增加,在欧洲、亚洲和美国占据主导地位,成为未来市场。在申请国际专利家族(IPF)前10名国家的排名中,有7个国家是欧洲国家,其中德国和丹麦领先。
 
浮动基础、运输和绿氢吸引了发明活动。大多数海上风电的发明集中在三个领域:浮式基础、运输设备以及涡轮机的安装。
 
市场趋势表明,鉴于浮式基础有潜力将涡轮机安置在风力发电潜力丰富的深水中,人们对开发浮式基础的兴趣越来越大。专利数据证实了这一点,表明行业参与者正在这一技术领域进行创新。
 
塔筒和叶片设计以减少钢铁需求并提高可持续性:海上风电行业的参与者也在寻找塔筒的替代设计(即混凝土和网格结构),这可能会减少对钢铁的需求。
 
稀土材料在传动系中的使用增加。在这里,由于直接驱动系统的有效成本重量功率密度比,该趋势显示出对其的持续兴趣;然而,这一趋势意味着永磁同步发电机的利用率将有所提高。
 
现场储能和制氢,以平衡电力系统并创造额外价值。人们越来越关注灵活的能源系统,以应对可再生技术的可变性。海上风能技术的专利数据也表明,人们对储能选择越来越感兴趣,尤其是海上风电场和氢气生产的结合,这为帮助脱碳活动提供了额外的好处。
 
占用海底电力基础设施。对传输基础设施的需求也在推动创新活动,专利数据显示,在海底电缆方面有许多相应的创新,可以经济高效地连接供需。
 
对将海上风电与其他能源发电相结合的适度兴趣。为了扩大海上风电解决方案的潜力,人们越来越努力将海上能源发电与光伏或海洋能源等其他技术相结合。
 
IRENA表示:“总的来说,海上风电领域不断增长的专利申请活动表明,未来几年技术部署将持续增长。快速推出海上风电生产的需求需要不断开发创新解决方案,使该技术更具成本竞争力。”
 
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