2025年1月13日，“海洋与湿地”（OceanWetlands）小编注意到，韩国一家公司宣布了一项重磅创新——他们成功研发了一种新的，这项技术的推出，似乎人类离利用海上风能产生更多的清洁能源又近了一步。说到这，很多朋友可能会觉得，这是什么东西？为什么海上的风力发电会用到浮动式技术？它到底能为我们带来什么好处呢？

　　这是一个名为“WindFloat”的半潜式浮动海上风力发电机基础平台，在葡萄牙阿古卡杜拉（Agucadoura）海岸约5公里处以额定功率（2兆瓦）运行。该平台采用半潜式设计，能够在海上稳定浮动，适应恶劣的海洋环境，是浮动式海上风电技术的重要代表之一。这张图片由Untrakdrover拍摄于2012年3月9日。（CC BY-SA 3.0）

　　首先，我们需要了解一下“浮动式海上风电”到底是怎么回事。大家都知道，风力发电是一种绿色能源，它通过风力带动风机转动，进而发电。这种方式没有污染，还能节约资源，但问题是，风力发电并不是随便哪里都能建的。

　　一般来说，风力发电站需要在风力比较强、稳定的地方建设。过去，大部分风电场都建在陆地上，但随着需求的增加，风电厂的建设逐渐向海洋拓展。海上风电相比陆地风电有几个明显的优势：一是海上的风力更大更稳定，二是海面不受土地限制，可以利用的空间更广。但海上风电的建设也有很大的挑战，其中最主要的问题就是如何把风力发电机稳定地放在海里，特别是当海域比较深、建设起来更困难时。

　　在这方面，浮动式海上风电技术应运而生。简单来说，浮动式风电就是将风力发电机放置在漂浮在海面的平台上，这些平台能够承受风力发电机的重量，同时还能在海上稳定地“漂浮”。和传统的海上风电相比，浮动式风电能够在更深的海域中建造，甚至能够在距离海岸线非常远的地方安装，这样就能利用更多的风能资源。

　　浮动式海上风电是一种将风力发电机安装在漂浮平台上的新型发电技术。相较于传统固定在海床上的风电场，浮动式风电具有更广阔的应用前景。它不仅可以部署在水深超过60米的海域，而且能够利用深海区域更为稳定、强劲的风能资源，从而提高发电效率。此外，浮动式风电的施工安装更加便捷，可以在岸上完成风机组装后直接拖曳到海上，减少了海上作业的难度和风险。

　　浮动式风电平台主要分为张力腿平台、半潜式平台和柱状浮筒等类型，每种类型都有其独特的优势和适用范围。目前，浮动式风电技术仍处于发展阶段，但随着技术的不断成熟和成本的降低，这种新型发电方式将在全球范围内得到越来越广泛的应用。

　　这是全球首个全尺寸浮动式风力发电机“Hywind”的组装过程，拍摄于2009年5月15日，地点位于挪威斯塔万格附近的Åmøy峡湾。该风力发电机功率为2.3兆瓦，总重量138吨，塔身高度65米，风轮直径82.4米。浮动平台的设计能够适应海水深度在120至700米之间的环境，具有三个锚定线支撑系统。©Lars Christopher （CC BY-SA 2.0）

　　为什么会有“浮动式风电”这个概念呢？我们先来看看传统的海上风电是怎么建设的。

　　传统的海上风电机组，通常需要在海底安装一个固定的平台，然后把风力发电机放置在这个平台上。这种方式在海面较浅、海底地质比较稳定的地方是可行的，但是，随着人类对海上风能的需求增加，越来越多的风电场开始向深海地区延伸。而在深海地区，固定式平台就不太适用了。

　　浮动海上风电的原理其实很简单。每个浮动平台上都有风力涡轮机，当风吹动风机的叶片时，风力涡轮机就会把风的动能转化为电能。这些电力通过海底电缆传输到海上的变电站，再由变电站把电送到陆地上的电力分配站，最后到达家庭和工厂。

　　为了让风机尽可能多地产电，浮动平台的稳定性非常重要。平台必须足够稳固，避免因海浪或大风造成晃动，确保风机能在最佳状态下工作。为了达到这个目标，不同的浮动平台设计应运而生，每种设计都根据海域的深度、风速，以及建造和安装的成本等因素进行调整。

　　浮动式平台不像固定平台那样需要扎根海底，它们可以漂浮在水面上，依靠浮力支撑风机的重量，这样就能适应更深的海域。而且，浮动式平台不仅能够支持大型的风力发电机，还能够在更远离海岸的地方安装，利用更多的风能资源。简单来说，浮动式风电拓宽了海上风电的应用范围，解决了固定式风电在深海地区应用受限的问题。

　　这是由Blue H Technologies公司设计的全球首个浮动式风力发电机。该风力发电机采用浮动平台设计，可以在海上漂浮并稳定运行，被认为是海上风电技术的一个“重要突破”。此图片拍摄于2008年9月18日，标志着浮动式海上风电技术的首个成功应用。©Green Storm 7（CC BY-SA 4.0）

　　一是可以在更深的海域使用。我们前面提到，传统的固定式海上风电只能在相对较浅的海域使用，因为它需要在海底打桩来固定平台。如果海域太深，成本就会大大增加，甚至不适合建设。而浮动式风电平台的出现，恰恰解决了这个问题。它可以在更深的海域上使用，甚至可以把风力发电机建造在距海岸线很远的地方，充分利用深海的风能资源。

　　二则可以减少对海岸的影响。我们知道，浮动式风电通常能够建造在离岸较远的地方，这样就能避免影响海岸周围的生态环境和渔业资源，同时也不容易影响航运和旅游等行业。更重要的是，它还能够减少对海岸景观的影响，这对于那些注重环境保护和景观美观的地区来说，是一个很大的优势。

　　三是能提高能源的利用效率。由于浮动式风电能够在海上更广阔的范围内运行，它可以利用更多的风能资源，提供更稳定的能源供应。而且，随着技术的不断成熟，浮动式风电的建设成本也会逐渐下降，未来可能会变得更加经济高效。

　　四是，能支持大型风电机组。浮动式平台不仅适用于中小型风力发电机，它还能够支持大功率的风电机组。“海洋与湿地”（OceanWetlands）小编注意到，根据韩国媒体在2025年1月12日发布的一篇报道，Hanwha Ocean的“WindHIVE 15-H3”平台就能够承载最大15兆瓦的风电机组，这意味，着它可以用于比较大型的海上风电项目。

　　中国中车“启航号”20MW漂浮式海上风电机组。2025年1月11日，全球最大功率等级漂浮式风电机组——中国中车“启航号”在山东东营风电装备测试认证创新基地成功吊装，标志着中车在海上超大型风机的探索迈出重要一步。据报道，“启航号”是中国中车自主研发的20MW漂浮式海上风电机组，功率突破到20MW量级，风轮直径达到260米，相当于7个标准足球场，叶尖速度与高铁速度“同行”，轮毂高度达到151米，在设计风速下年满发小时数约为3500小时，设计使用寿命25年。机组每转动一圈能满足一个家庭2至4天的用电需求，年节约燃煤消耗约2.5万吨，减少二氧化碳排放约6.2万吨。图源：中国中车

　　当然了，虽然浮动式风电有很多优点，但它也并非完美无缺，仍然面临一些挑战。

　　首先，就是成本问题。浮动式风电的建设成本目前相对是较高的，尤其是涉及到平台设计、材料选择以及海上安装等方面。虽然随着技术进步，这些成本有望逐步降低，但短期内可能还需要更多的资金投入。

　　二是技术尚在发展中、不是很成熟。虽然浮动式风电已经取得了一定的技术突破，但它仍然处于不断研发和完善的阶段。比如，如何提高平台的稳定性，如何应对海洋环境中的风浪变化？……都是技术人员需要不断攻克的难题。

　　第三，是环境和安全问题。浮动式风电虽然可以减少对海岸的影响，但在海上安装时，OB视讯登录可能仍然会对海洋生态系统带来一定的影响。而且，海上风电的建设和运维也需要应对海上环境带来的各种安全挑战，如风暴、海浪等自然灾害的影响。

　　VolturnUS 1:8风力发电机的首次测试画面。该风力机在美国缅因州由缅因大学（UMaine）设计并建造。2013年6月13日，这台风机成功从Brewer运输至Castine海岸，水深约27米的海域进行测试，并成功将电力输送至中央缅因电力公司的电网，成为美国第一台并网运行的海上风力发电机。©Jplourde umaine（CC BY-SA 4.0）

　　如前所讲，深海有着丰富的风能资源，而且往往，这些区域的风力通常比近海和陆地更为强劲、也更稳定。由于深海远离陆地，受到的地形干扰较少，风速通常较高，特别是在较高的海面和较远的海域。此外，深海地区的风力受季节变化的影响较小，能够提供更加持续和可靠的能源。这些特点使得深海成为开发海上风电的理想场所，也为全球能源的可持续发展提供了很大的潜力。所以，随着技术的进步，深海风电的开发正在逐步成为实现绿色能源目标的重要途径。

　　但由于水深，深海区域又让传统的固定式风电很难一展身手，因此浮动式风电应运而生。不过，深海的海底条件复杂，建设固定式风电的成本很高，技术难度也非常大。浮动式风电平台则可以灵活地部署在深海，根本不受海底地质的限制。

　　可以说，浮动式风电是开发深海风能的最佳选择，也是未来海上风电的主要发展方向。随着沿海地区的浅海风能资源逐渐用尽，许多国家开始关注深海风电。2024年，中国的海上风电发展迅速，但沿海地区发展不均，部分地方还没有达到预期目标。通过发展深海风电，可以帮助解决这个问题，提升整体的风电发展水平。而且随着技术进步和成本降低，浮动式风电将变得更加有竞争力，未来可能成为海上风电的主流技术。

　　此外，开发深海风电还能促进海洋能源产业的全面发展。由于没有固定的桩子，对于海洋生物多样性的负面影响会小许多。不但能提供清洁的能源，深海风电还会带动海上工程、海洋装备制造、海洋监测等相关产业的发展，同时也有助于合理利用海洋空间，实现海洋经济的可持续发展。

　　【盘点：全球比较著名的浮动海上风电场】你看完，有没有感觉这块的探索，有点像“摸着石头过河”——

　　全球首个商业化的浮动海上风电场——苏格兰Hywind风电场于2017年投入使用。该风电场采用了五台每台6兆瓦的西门子风机，总装机容量为30兆瓦，位于距彼得黑德约18英里的海域。Hywind风电场还配备了一个1兆瓦时的锂离子电池系统（称为Batwind），用于平衡风能波动和存储多余电力。项目投产后的前五年，该风电场的平均利用率达到54%，在10米高的海浪中也能稳定运行，也让全球看到了浮动风电技术的巨大潜力。

　　另一重要的浮动海上风电项目是位于葡萄牙维亚纳·多·卡斯特洛附近约20公里处的WindFloat Atlantic风电场。该风电场自2020年7月起投入运营，拥有25兆瓦的装机容量，并且在2022年实现了78吉瓦时（GWh）的发电量，技术可用性达93%。WindFloat Atlantic的成功运营，再次证明了浮动风电技术的可行性，并为未来更多类似项目的实施提供了宝贵的经验。

　　位于英国的Kincardine Offshore Wind Farm是该国第二个商业化浮动海上风电场。该项目于2021年8月完成建设，并在同年10月全面投入运营，总装机容量为48兆瓦。Kincardine风电场位于苏格兰阿伯丁郡海岸15公里处，水深为60~80米之间。虽然该项目中的两台风机曾因维修被拖回港口，但它的成功运营，无疑还为浮动海上风电技术的进一步发展奠定了基础。

　　挪威的Hywind Tampen项目是全球最大的浮动海上风电项目之一。该项目位于挪威海域，旨在为斯诺尔（Snorre）和古尔法克斯（Gullfaks）油田提供35%的年度电力供应。Hywind Tampen项目的建设总投资高达80亿挪威克朗，2019年获得Enova的23亿挪威克朗资金支持，旨在降低技术成本。该项目于2021年开始建设，2022年完成风机组装，2022年11月首次向古尔法克斯A油田供应电力，并于2023年8月正式完成所有建设任务。Hywind Tampen项目的成功运行，被认为是标志着浮动海上风电技术在商业化应用中的突破。

　　自上世纪90年代末以来，海上风电的技术已经有了很大进展，特别是在浅水区，风电的安装成本和可行性也逐步明确。根据世界能源理事会的数据，2009年浅水风电的安装成本大约是每兆瓦240~300万美元。相比之下，深海浮动式风电的成本和经济性仍处于探索阶段，尚未完全确定。不过，随着近年来相关项目的不断推进，深海风电的经济性有望随着技术进步而逐步改善。

　　比如在2017年，全球第一个商业化的浮动海上风电场——苏格兰的Hywind风电场正式投入使用。这个项目的建设费用大约是2.64亿英镑，每兆瓦造价达到880万英镑，是传统固定式海上风电场的三倍，而它的运营成本也比固定风电场高。这些高成本主要是由于浮动平台的建设和特殊设备的使用。不过，Hywind风电场为以后类似的深海浮动风电项目积累了宝贵的经验。

　　再比如，2023年Hywind Tampen风电项目的建设成本估算为80亿挪威克朗，尽管成本仍然较高，但随着技术的不断进步，未来这些成本有望逐渐降低，深海风电的经济性将逐渐接近可接受的范围。

　　不过总体来讲，跟石油平台大规模部署不一样，浮动式风力发电机组的经济性还没有完全被证明。

　　根据现有的研究，深海浮动式风电机组的风机成本，跟浅水区的海上风电机组差不多，真正的关键成本在浮动平台和电力传输系统上。虽然这些额外的成本比较高，但它们可以通过更强的海上风力资源和靠近大型电网（比如城市电网）的地理优势来弥补。电力传输距离短，也能有效降低传输成本，从而提高整体经济性。

　　为了让深海风电更加经济可行，其实，研究人员和企业一直在寻找创新的解决办法。“海洋与湿地”（OceanWetlands）小编注意到，从Wikipedia介绍的情况来看，一是可以选择风能资源更丰富的区域，这样能够提高发电效率，从而弥补建设初期的高成本。二是使用更先进的浮动平台技术，来减少对大型起吊船的依赖，并优化电力传输系统，都会有效地降低成本。此外，有人提出了一项名为Tugdock的技术，它可以帮助在没有合适港口的地方进行风电项目建设，据说，通过减少对昂贵起重设备的依赖，这项技术有望把传统建造方法的成本降低约10%。

　　上图是海上风电（包括浮动风电）的发电容量与国际能源署（IEA）为实现“2050净零排放目标”所预测的年度新增风电容量的对比。目前，海上风电在全球总风电发电容量中占据的份额较小，但这个比例正逐渐增加。为了实现IEA的目标，海上风电的发电能力需要大幅提升。因此不难看出，为了达成2050年净零排放的目标，未来几年海上风电的建设和发展将变得尤为重要。图源：RCraig09（CC BY-SA 4.0）

　　从未来的能源之路来看，尽管浮动式海上风电技术面临一些挑战，但它无疑是未来绿色能源的重要组成部分。随着技术的不断进步和创新，或许，浮动式风电将会在未来的能源格局中扮演越来越重要的角色。正如上图所示，它不仅能帮助人类更有效地利用海上风能资源，还能为全球的绿色能源转型做出贡献。

　　对于普通百姓来说，可能你并不需要直接接触这些高大上的技术，但可以看到的是，浮动式海上风电的普及将为我们带来更加清洁、可持续的能源，减少对化石能源的依赖，从而减少污染，改善环境。未来的能源可能不仅仅来自陆地，而是会越来越多地来源于广阔的海洋。浮动式风电正是这一转型中的重要一环，在确保生物多样性与气候变化的协同增效的情况下，的确值得我们共同期待。

　　（注：本文仅代表资讯或者作者个人观点。不代表平台观点。欢迎留言、讨论。）

　　【作者简介】王海诗（Amphitrite Wong）是一名热爱海洋的环境观察青年，求知、好学和热爱探索。关心海洋生物、环境健康以及人类健康。长期关注全球海洋治理、海洋生物多样性保护、海洋污染问题、可持续渔业、以及社区粮食安全等议题，并努力通过分享知识和实际行动让更多人了解海洋保护的重要性。

　　21世纪经济报道：风从海上来：风电向深远海布局，2025年交付大年可期（2025年01月10日）

　　中国中车“启航号”20MW漂浮式海上风电机组成功吊装（2025年01月12日）