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2023-2025年我國海底電纜(海纜)市場規模增長及預測分析

發布時間:2024-01-05  來源:立鼎產業研究網  點擊量: 321 

海纜全稱海底電纜,主要指敷設于水下環境,用于傳輸電能的線纜,廣泛應用于陸地與島嶼之間/島嶼與島嶼之間的電力傳輸、海洋油氣開采、海底觀測勘探、海洋科考、海上風電等海洋領域。由于長期運行于復雜的海底環境,除需滿足基本的電氣性能外,海纜對阻水性能、機械性能、防腐蝕和防咬合方面也具有更高的要求,整體對技術和性能的要求較高,在施工過程中還依賴專業的海工船。海纜按功能可以分為海底光纜,海底電纜和海底光電復合纜,其中海底光纜一般用于通信信號傳輸,海底電纜一般用于電力傳輸,海底電纜有直交流、動靜態,以及單多芯等多種細分產品,滿足不同應用場景需要。

按照功能分類,海底電纜大致可分為陣列海纜和送出海纜。海纜在海上風電的應用主要包括了海上風電風機間傳輸和海上升壓站與大陸之間傳輸,其中風機間傳輸電能的海纜稱為陣列海纜(也稱集電海纜),它能將各個風力發電機進行串聯,將風機發電傳輸到海上升壓站,再由送出海纜(也稱主海纜)將電力傳輸到岸上升壓站,實現海上風力發電傳輸功能。

風機大型化、風場規?;约吧钸h?;呛I巷L電發展的主要趨勢。1)風機大型化和風場規?;呛I巷L電降本的核心手段。風機大型化能夠降低風電機組、塔筒以及基礎等設備的用量,還能提高發電量。風場的規?;?,即單個海上風電場規模增大,可以有效攤薄前期開發、設備采購、施工以及運維等環節的單位成本,從而降低海風項目的總體成本。2)海上風電走向深遠海發展是大勢所趨。與近海相比,深遠海域的限制性因素少,風能資源豐富,海風開發的潛力更大。根據浮式風電技術龍頭廠商Principle Power的統計,全球有超過80% 的海風資源都分布在水深超過40m 的海域。

中國和歐洲的海上風電都呈現出風機大型化、風場規?;约吧钸h?;l展的趨勢


來源:IRENA

風機大型化、風場規?;约吧钸h?;苿雍@|向更高電壓等級的產品迭代。在陣列海纜方面,35kV海纜受到熱極限和通流能力的限制,單機容量的增大使得單根陣列海纜上可連接的風機數目減少,海纜回路數增加,施工難度增大。而66kV的集電海纜能夠連接的風機數量更多,能夠減少海纜的回路數,降低海上升壓站的接線復雜度,從而降低海纜施工的費用,節省電纜投資成本。在送出海纜方面,目前國內近海海上風電的常規送出方案為采用三芯結構的220kV交流海纜送出。但220KV海纜的載流量有限,當風場規模增大時,就需要增加回路數來滿足風電場對外傳輸的容量。一般而言,220kV交流單回三芯海纜的送電功率為300MW左右,500MW的海上風電場需要2回,700MW的海上風電場需要3回,而1GW的海上風電場則需要4回。業主為降低回路數,降低施工難度以及相關的費用,更傾向于使用更高電壓等級的交流海纜進行輸電。比如三峽陽江青洲六1GW的海上風電項目就采用了3回路的330KV交流海纜送出,而粵電青洲一、二、中廣核帆石一、帆石二均采用500KV的交流海纜送出,1GW的海上風電場僅需要2個回路。

單機容量增大時,66KV集電方案更具有經濟性


來源:CNKI

隨著單個風場規模的增加,業主更傾向于使用更高電壓等級的海纜來降低回路數量


來源:華能電子商務平臺等

當風電場的離岸距離達到70km以上時,柔性直流送出有望成為主流。當前我國近海的風電場大多采用交流輸電,但是隨著送出距離的增加,交流輸電會面臨電容效應明顯、無功電壓補償控制難度大、過電壓問題突出等問題。相比于交流,柔性直流輸電方式更適用于海上風電大規模、遠距離輸送。柔直輸送方式的優點主要包括長距離輸送容量更大、輸電線路數量更少、海域資源占用較少;匯集輸送具有靈活、可擴展性;便于施工和擴建等。從國外已并網和在建海上風電的經驗來看,輸電距離在70km以內全部采用交流輸電方式,100km以上的遠距離輸電采用柔直輸電方式,輸電距離在70-100km時綜合考慮經濟性和可靠性指標進行交直流方案比選分析。根據《海上風電場輸電方式研究》所得出的結論,對于容量400MW及以上的海上風電匯集外送,交直流輸電方案對應的造價曲線交叉點對應的輸送距離為60-70km左右。當輸電距離在70km以內時,采用交流輸電方案具有經濟性;當輸電距離超過70km,采用柔性直流輸電方案更優。因此,在海上風電項目的深遠海趨勢下,柔性直流輸電方式有望得到更多應用。

受益于遠?;厔?,海纜行業具有抗通縮屬性,預計2025年海纜市場規模達到224億。在風機大型化的趨勢下,由于機組臺數的減少,大多數的設備以及零部件環節的用量都會相應減少,單GW的用量被攤薄,具有通縮效應。海底電纜受益于遠?;厔?,隨著離岸距離的增加,送出纜的使用長度會提升。同時風機大型化和風場規?;€會促使海纜向更高電壓等級、更高價值量的產品迭代。因此海纜是風電行業中比較稀缺的抗通縮環節。根據測算,未來幾年隨著海風裝機量的快速增長,以及風場規?;?、深遠?;融厔莸陌l展,海纜市場規模將會快速擴容。2022-2025年,海纜市場規模從51億增長至224億,3CAGR44%,單GW的用量也從10.0億上升至14.0億。

海纜市場規模測算


來源:采招網、北極星風力發電網等


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