转逆风为顺风:如何建立澳大利亚的海上风能产业以取得成功

在全球范围内，海上风电市场已经蓬勃发展了十多年，开发和投资的步伐几乎没有放缓的迹象。

从英国和欧洲，到中国、日本和美国，海上风力发电正在创造清洁、可靠和廉价的可再生能源，促进就业机会，并看到快速的投资回报。

随着海上风能在国际上的蓬勃发展，澳大利亚还没有“将其涡轮机”投入到海上风能水域——根据蓝色经济合作研究中心的一份报告，到2030年，这一前景将创造多达8000个工作岗位，可能为澳大利亚带来数十亿美元的投资，并使海上风能成为最具影响力的可再生能源在这个国家^[1]．

联邦政府最近的政策变化-海上电力基础设施法案，2021年11月^[２]-已经为海上风力发电场的实现铺平了道路，在一份具有里程碑意义的声明中，维多利亚州政府公布了一系列澳大利亚第一的海上风力目标，包括到2032年至少2GW，并于2028年开始发电;到2035年达到4千兆瓦，到2040年达到9千兆瓦^[3]．这向投资者和那些将建设和运营的人发出了一个明确而强烈的信号。

澳大利亚的发展势头日益强劲，人们普遍认为，在创建具有成本效益的海上风能企业方面，澳大利亚前景令人振奋。

即将出台的新的监管框架将进一步明确投资者和开发商进入澳大利亚房地产市场需要什么他们现在把注意力转向了新兴的澳大利亚市场．监管变化与涡轮技术的快速发展、供应链成本的下降、现有网络的限制减缓了陆上发电、清洁能源需求的增长以及能量跃迁的加速，都助长了一股活动浪潮——在澳大利亚有超过20个已知项目(总计超过32GW)。

最终收获?更多的可再生能源发电的速度和规模，以降低澳大利亚和其他国家的经济和工业的碳排放。

建立海上风电部门的优势

在海上，涡轮机捕捉更强的风，更频繁，导致更高的容量系数^[4]．

此外，还有可能建设更大规模的项目，其输出更高的涡轮机可以部署在不受地形限制的最佳网格中。这使得模块化和可重复的过程成为可能，这也使得构建时间大大缩短。风力涡轮机本身的建造速度也快得多，可以在不到18小时内将涡轮机安装到地基上，并在第二天将其发电并网。

实现成本竞争力

目前，海上风能比陆上风能和其他发电类型更昂贵，预计在澳大利亚的资本支出成本大约是陆上风能的两倍(根据CSIRO的GenCost 2021-22报告，数据由Aurecon提供，由澳大利亚能源市场运营商委托)。然而，与其他类型的可再生能源发电一样，随着行业及其供应链的发展，随着安装量的增长、规模经济和技术的进步，成本将继续下降。

海上风能的竞争力进一步得到了以下方面的支持:大规模部署的潜力、在一天中其他可再生能源无法使用或生产力不高的时候(如陆上风能和太阳能)获得繁荣的风能资源、位于高需求地区附近的替代电网连接机会以及可能减少的社区对噪音和视觉舒适性的担忧。

但要实现这些回报，并帮助该行业实现其作为澳大利亚领先可再生能源的潜力，投资者和开发商如何对待新项目将是至关重要的。

观察和学习全球经验

在快速发展和竞争的背景下，人们很容易进入深水区，冒着犯国际海上风电市场常见错误的风险——这可能会导致项目进度放缓，风险增加，并导致成本大幅下降。澳大利亚在避免或最小化这些陷阱方面处于完美的位置，并且有能力参与全球市场，从已经建设和委托的项目中吸取经验教训，并确保这些经验教训在澳大利亚的新项目中得到发扬。

通过与那些“已经完成”的人合作，它可以让澳大利亚的工业更好地了解共同的挑战，在哪里发现了效率低下，在设计阶段可以进行哪些更改。这有助于更快速地解决问题，保持项目的进展，并导致从建设到调试、操作和维护更有效、更快、更平稳的过渡。

澳大利亚海上风电项目要想取得成功需要克服的6个挑战

虽然每个项目可能有很大的不同，但海上风电项目面临的挑战有许多共同点——从项目规划和设计(尤其是变电站)的低效和风险评估差，到设备供应问题和项目阶段之间的过渡缺乏适当技能的工人。以下是一些最重要的挑战，以及克服这些挑战所需的关键见解，以便在澳大利亚海上风力发电方面取得成功:

1.优先考虑有效的设计:

全球海上风电项目面临的最大挑战之一是低效设计，尤其是变电站的低效设计。从电缆安装，到暖通空调，辅助系统，设备选择(和位置)和新技术的集成，有无数的设计元素，如果不从一开始就考虑，可能会导致设备故障，减少资产的生命周期，并在建设过程中产生巨大的影响。

在项目的早期阶段，通过更智能、更实用、更高效的设计，可以最大限度地减少海上施工期间的人机交互和操作，更无缝地从施工到调试，再到准备操作和维护。这降低了成本，提高了投资价值，加快了建设速度，降低了风险。

图1:通过创新和高效的设计和施工顺序来降低成本和风险。

对于海上风电项目，变电站电缆安装是项目早期最重要的活动之一

图2:变电站电缆安装是项目早期最重要的活动之一。在海上施工过程中，要尽量减少影响并最大化优势，需要考虑的关键因素包括:传输线的分配、电缆框架的布置、钩点的认证、电缆拉入设备的可用性以及电力。

2.投资领导项目计划、管理和交付:

世界各地的许多项目都面临着在规定时间内完成的挑战。造成这种情况的原因各不相同，但总是取决于一个首要的原因:糟糕的项目计划、管理和交付——特别是在计划中缺乏适应失败的灵活性。一些常见的例子包括:重要设备在需要时不在现场;变电所过早启航(会影响到雇用千斤顶船所需的时间、海上工作人员的数量、这些工作人员的能力，并增加风险);建设支持涡轮机的基础设施时不同步交付(这对交付项目有巨大的连锁影响)。

在任何项目中，总是会有不可预见的挑战和变更，而将这些影响最小化的关键是将灵活性纳入计划以适应变更。与专家合作，他们将为失败做计划，为失败的发生建立时间，当问题出现时开放沟通渠道并调整交付——特别是针对供应链和传输问题。如果你希望在海上风力发电项目的资本支出和运营支出两阶段都取得成功，为失败做准备是一个关键要求。

3.Upskilling /培训:

在CAPEX和OPEX之间往往没有分配培训员工的预算，导致从施工移交到运营和维护，员工没有得到充分的培训，或没有足够的现场经验，无法胜任和自信地使用设备的调试工作。最成功的项目会将培训纳入资本支出和运营支出预算，并确保框架协议到位，从而实现远程支持。当这种情况发生时，人们会接受培训，提高技能，以适应不断变化的条件，并可以转移到操作和维护，有效地服务现场，从承包商无缝接管。

4.招募合适的员工，吸引人才:

具有风能背景的人将是海上风能项目成功的关键，然而，具有海上石油和天然气背景的工人通常会被使用，因为他们的技能可以直接转移到风能部门(在较小程度上从火力发电厂)。然而，尽管这些背景可能非常有价值，但在执行项目进度方面，两个行业之间存在许多差异，特别是与海上风力发电场的资产数量和必须覆盖的区域有关。转变思维方式至关重要，确保员工在转移时能够接受足够的培训，并能够应用海上风力发电特有的方法和解决方案。

5.采用数字和新兴技术:

技术发展迅速，每一个新项目都会改变一代人。跟上变化，采用正确的技术，并培训员工使用这些相互连接的数字涡轮机和变电站，有助于更快地解决问题，并减少海上所需的工人数量。新兴技术开辟了新的可能性，例如使用增强现实耳机将现场团队与工程师和主题专家联系起来，这些工程师和专家可以位于世界任何地方，并通过现场技术人员的眼睛提供建议。

海上风力技术的发展速度很快:2011年的风力涡轮机通常是3.6兆瓦的，带有齿轮箱。到2022年，它们将是15MW的直接驱动涡轮机。

图3:发展速度很快:2011年的涡轮机通常是3.6兆瓦的齿轮箱。到2022年，它们将是15MW的直接驱动涡轮机，减少了现场维护和昂贵的主要变速箱部件维修。

6.将当地的挑战转化为机遇:

了解当地情况和跳出固有思维模式是应对澳大利亚一些独特挑战的关键。例如，新南威尔士州的深大陆架为浮式地基提供了机会，而不是固定地基(可以位于深度超过60米的深海)。许多计划中的项目在澳大利亚将需要浮动的基础，但目前主要的限制是我们拥挤，浅的港口。为了使浮式风力发电场可行，并成为世界领先的国家，澳大利亚需要深水港来建造、储存和运输浮式涡轮机，这些涡轮机的组件长度超过450米，还不包括地基和过渡部件。

我们需要解决方案来应对这一挑战，Aurecon公司已经在考虑船舶在哪里作业、卸载，以及在哪里有放置区域的空间，以及可以使用的最新技术和方法。有意义的社区参与也很重要。将需要对海洋生物和栖息地进行新的环境影响研究，将有新的社区与之合作，例如捕鱼业的社区，以及与娱乐水上运动有关的社区成员和企业，尽管通常较少关注视觉和噪音对环境的影响。

为了使浮式海上风力发电场可行，澳大利亚需要深水港来建造、储存和运输浮式涡轮机。