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OGF-S-008·S 级报告·新能源与能源转型

海上风电与油气平台融合(油气电气化/海上能源岛)技术与经济性研究

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SOG-F新能源与能源转型风电油气与新能源
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海上风电与油气平台融合(油气电气化 / 海上能源岛)技术与经济性研究

报告编号:OGF-S-008 出品方:北京经纬智汇信息咨询有限公司 报告日期:2026年6月 保密级别:对外交付(客户报告 / 咨询交付物) 报告级别:S 级旗舰报告 所属赛道:OG-F 新能源与能源转型 · 风电集群 版本:V1.0

执行摘要

海上风电与油气平台融合,正在从一个被环保叙事包裹的概念,演化为一条具备真实工程基础与可测算经济边界的产业路径。本报告以"技术—项目—经济—政策—竞争—中国路径"六维框架,对这一交叉领域进行系统性深度调研,意在为油气企业的战略立项、投资方的项目筛选、技术服务商的市场切入,提供一份可直接支撑决策的依据。

需要首先厘清的是,"融合"并非单一技术,而是三类成熟度差异显著的场景叠加。第一类是油气平台电气化,即以绿电(岸电或海上风电)替代平台上的燃气轮机与柴油发电机,实现生产用电的"甩油甩气"减排,这是当前最成熟、商业逻辑最清晰的场景。第二类是油气平台改造为风电基础设施或制氢枢纽,将退役/在用平台改造为海上变电站、运维基地或海上电解制氢装置,这一场景在北海退役潮的存量市场驱动下进入中试。第三类是海上能源岛,即"风电+制氢+储能+油气"的海上综合能源体系,目前仍以丹麦Bornholm、北海能源岛等规划项目为主,处于工程化前夜。

本次调研得到的最核心判断是:海上风电为油气平台供电在技术上已被多个旗舰项目验证可行,但其商业可行性当前高度依赖碳价与减排合规约束,而非与平台自发电相比的纯电力成本优势。 挪威Equinor的Hywind Tampen(系统容量94.6兆瓦,全球首个为油气平台供电的浮式风电场)与中国海油的"海油观澜号"(7.25兆瓦,全球首个为海上油气田供电的半潜式浮式风电平台)的相继并网,证明了工程闭环的成立;但浮式海上风电度电成本仍处于90—140美元/兆瓦时的高位,使得这类项目的盈利逻辑建立在碳税、碳价与企业ESG承诺之上,一旦碳价信号弱化或建设成本超支,项目便面临搁置风险——挪威Trollvind项目的无限期搁置与CNOOC放弃Buzzard平台电气化,正是这一脆弱性的明证。

中国在这一领域走出了一条独特的双轨路径。在渤海,依托"岸电入海"工程(规模化输电能力达980兆瓦,覆盖7个油田群150余座平台),以大电网调峰为支撑实现高比例绿电替代;在南海与深远海,则以浮式风电直供为突破口,"海油观澜号"已投运,16兆瓦级张力腿(TLP)浮式风电的陆丰示范项目在建并计划2027年投运。这条路径由《加快油气勘探开发与新能源融合发展行动方案(2023—2025年)》明确背书,与北海以碳价驱动的市场化路径形成鲜明对照。

本报告将在完整铺陈技术体系、全球旗舰项目、市场空间、经济性测算、政策环境、竞争格局与技术瓶颈之后,于末章给出结论与分阶段行动建议。简要预告核心结论指向:油气企业应优先在已具备岸电条件的区域推进确定性高的绿电替代,在深远海以浮式示范积累工程经验;投资方应以"是否存在强碳价约束、是否依托存量平台电网、离岸距离与水深"为三大筛选维度;而当浮式风电度电成本降至60美元/兆瓦时以下、或碳价稳定突破100美元/吨时,无补贴的规模化商业项目方才真正具备起飞条件。

需要向读者预先强调的,是本报告贯穿始终的一个核心判断框架:融合产业的发展,由"技术可行性—经济可行性—商业可行性"三个递进的门槛所决定。技术可行性门槛已经跨越——Hywind Tampen与海油观澜号证明了工程闭环成立;经济可行性门槛正在逼近——浮式成本下降与碳价上升的双重趋势,正使融合项目的经济账逐步好转;而商业可行性门槛——即无补贴、可持续、可规模复制的商业模式——则尚未完全跨越,这正是Trollvind搁置、CNOOC退出等案例所揭示的现实约束。本报告的全部分析,都可置于这一"三重门槛"框架下理解:当前的产业,正处于第二重门槛(经济可行性)的跨越期,距离第三重门槛(商业可行性)的全面跨越尚有距离,但方向明确、趋势向好。把握这一阶段定位,是制定一切战略与投资决策的认知前提。

图0-1 海上风电与油气平台融合三大场景全景图

*图0-1 海上风电与油气平台融合三大场景全景图*

第一章 · 调研背景与目标

1.1 调研缘起:两条曲线的交汇

理解海上风电与油气平台融合的产业意义,需要将其置于两条长期曲线的交汇点上观察。

第一条曲线,是全球海上油气生产的脱碳压力曲线。海上油气平台是典型的"用能孤岛"——平台自身的钻采、注水、增压、原油处理等工艺需要持续、稳定、大功率的电力与热力供应,传统上这些能量由平台自带的燃气轮机或柴油发电机就地提供。这种自发电模式在过去半个世纪被视为理所当然,但在全球碳中和议程下,它成为油气行业碳排放中一块醒目而集中的"靶心"。以挪威为例,油气生产约占该国温室气体排放总量的四分之一,其中平台动力系统的燃料燃烧是主要来源。当碳税与碳交易价格被推升至每吨二氧化碳两百美元以上的量级,平台自发电的隐性成本骤然显性化,脱碳从"环保选项"变为"经济刚需"。

这条脱碳压力曲线的陡峭程度,因区域而异,却普遍呈上升态势。在欧洲,碳税与碳排放交易体系(EU ETS)的双重作用,使油气企业的碳成本持续攀升,挪威油气企业的碳成本已达每吨二氧化碳一千余挪威克朗的量级,构成强力的减排经济压力。在全球范围,随着越来越多国家承诺碳中和、建立碳定价机制、收紧排放监管,油气生产的碳约束总体趋紧。即便在碳价相对较低的区域(如中国),双碳目标、能耗双控、ESG评价等政策与市场力量,也在以非价格的方式施加减排压力。可以说,无论以何种形式,油气生产的脱碳压力在全球范围内都呈不可逆的上升趋势,这是融合产业最根本的需求驱动力。理解这条压力曲线的方向性与不可逆性,是把握融合产业长期价值的认知起点——因为只要脱碳压力持续上升,以绿电替代平台自发电的融合需求就将长期存在并不断增强。

第二条曲线,是海上风电的成本下降曲线。过去十余年,全球海上风电的平准化度电成本(LCOE)经历了一轮陡峭下降,固定式海上风电在北欧成熟市场已降至每兆瓦时六十至八十美元区间;与此同时,浮式海上风电技术从苏格兰Hywind Scotland的首座商业示范,迭代到Hywind Tampen的规模化应用,单位兆瓦投资显著下降,使深远海风能资源的开发首次具备了经济想象空间。

当脱碳压力曲线向上、风电成本曲线向下,两条曲线的交汇便催生了一个朴素而有力的命题:能否用就近的海上风电,为油气平台提供绿色电力,从而在不放弃油气生产的前提下,大幅削减其碳足迹? 这一命题进一步延伸,便引出了平台改造、海上制氢、海上能源岛等更具想象力的综合能源形态。本报告正是围绕这一命题及其延伸展开的系统性调研。

这一命题的战略意义,远不止于减排技术本身。对油气企业而言,它提供了一条"软着陆"式的能源转型路径——无需在油气主业与新能源之间作非此即彼的取舍,而是通过将海上风电能力嫁接到既有油气资产上,实现存量资产的低碳化与新能源能力的内生培育。油气企业数十年积累的海洋工程能力(深水作业、平台建造、海底铺管、海上施工)与海上风电(尤其是深远海浮式风电)的技术需求高度同源,这种能力的同源性,使油气企业成为深远海风电开发的天然主力,融合因而不仅是减排手段,更是油气企业向海上综合能源服务商转型的能力跳板。

对国家能源战略而言,融合的意义在于以最小的资源冲突,同时推进油气保供与能源转型两大目标。海上风电与油气平台的空间叠加,意味着同一片海域可以同时服务于油气生产与绿电供应,提升了海洋空间的能源产出密度;而油气基础设施(管道、平台、电网)的复用,则降低了海上风电开发的边际成本。在中国"既要保障能源安全、又要推进双碳目标"的双重约束下,融合提供了一条兼顾两端的务实路径。

正是这种"减排手段、转型跳板、战略协同"的多重价值叠加,使海上风电与油气平台融合从一个边缘的技术尝试,上升为全球主要油气国家与油气企业竞相布局的战略方向。理解这一多重价值,是把握融合产业投资逻辑与战略机遇的前提。

1.2 核心调研问题

本次调研聚焦以下五组核心问题,构成全报告的分析主线:

其一,技术层面,海上风电与油气平台融合究竟包含哪些技术场景?各场景的技术原理、关键工程难点、成熟度如何?三类场景之间是替代关系还是递进关系?

其二,实践层面,全球范围内哪些旗舰项目已经落地或在建?它们的规模、技术路线、投资强度、减排效果与经济指标各自如何?从这些项目中能提炼出哪些可复用的经验与必须警惕的教训?

其三,经济层面,融合项目的经济性究竟由哪些变量决定?在何种碳价、何种风电成本、何种平台条件下,项目才能跨越盈亏平衡?纯电力成本逻辑与碳价合规逻辑在项目决策中各占多大权重?

其四,环境层面,全球主要油气产区(挪威、英国、欧盟、中国)在政策法规与监管机制上为融合发展提供了怎样的制度环境?政策驱动与市场驱动在不同区域如何分野?

其五,中国层面,中国近海与深远海的资源禀赋、产业基础、政策导向,决定了一条怎样的发展路径?中国企业的机遇、挑战与可行的战略选择是什么?

1.3 调研范围界定

场景范围:本报告覆盖前述三大融合场景,即油气平台电气化、油气平台改造为风电基础设施/制氢枢纽、海上能源岛综合体系。其中以平台电气化(尤其是海上风电直供)为重点,因其当前商业化程度最高、案例最丰富;对平台改造制氢与海上能源岛,则侧重于趋势研判与关键观测指标的提示。

地域范围:采取全球视野,重点覆盖北海地区(挪威、英国、荷兰、丹麦、德国)、中国近海与深远海(渤海、东海、南海)、以及巴西、墨西哥湾等具有代表性的油气区域。地域选择的逻辑是:北海代表政策与市场双驱动下的全球技术高地,中国代表政策驱动下的快速追赶者,两者构成本报告对照分析的两极。

时间范围:采取全时间轴视角,向前追溯油气平台电气化的技术起点(如挪威Troll A平台1996年实现岸电供电),重点聚焦2023—2026年的最新工程动态与商业进展,并对未来五至十年的技术演进与市场拐点作出前瞻判断。

1.4 调研方法说明

本报告采用多源信息交叉验证的研究方法。信息来源涵盖国际能源署(IEA)、国际可再生能源署(IRENA)等权威机构的行业报告,Equinor、中国海油等核心参与方的官方披露与技术白皮书,挪威石油局、中国国家能源局与发改委的政策文件,以及Wind Europe、专业行业媒体的市场动态。对所有关键数据,本报告均尽力标注其口径与时点;对市场规模等存在多种估算口径的数据,明确区分"已确认数据""估算数据""待核实信息"三个可信度层级,相关分级汇总于附录。

需要特别说明的是,融合领域是一个快速演变的产业,部分数据(尤其是中国海上风电装机规模、深远海规划装机量)在不同时点、不同口径下差异较大,本报告在引用时已尽量注明边界,读者在使用具体数字时仍应回溯其原始语境。

图1-1 脱碳压力曲线与风电成本曲线交汇示意图

*图1-1 脱碳压力曲线与风电成本曲线交汇示意图*

第二章 · 技术体系全景:三大融合场景

海上风电与油气平台融合并非一项单一技术,而是一组围绕"绿电就近供应"与"海上能力复用"两条主线展开的技术族群。本章按场景成熟度由高到低,系统剖析三大融合场景的技术原理、工程路径与关键难点,为后续项目分析与经济测算建立技术坐标系。

2.1 场景A:油气平台电气化——绿电替代自发电

油气平台电气化,是指以外部绿色电力替代平台原有的燃气轮机或柴油发电机,从而削减平台动力系统碳排放的技术路线。这是三大场景中工程基础最扎实、商业逻辑最清晰的一类,也是当前全球融合项目的绝对主流。其技术实现又可细分为两条路径。

#### 2.1.1 路径一:岸电供电(Power from Shore)

岸电供电是指通过海底电缆从陆上电网向海上平台输送电力,以替代平台自发电。这是电气化中最成熟的路径,挪威Troll A平台早在1996年便实现了岸电供电,为后续大规模电气化奠定了工程范式。

从技术构成看,岸电系统的核心在于海底输电方式的选择。当输送距离较短、容量较小时,可采用高压交流(HVAC)海缆直接送电;而当距离较长(通常超过80公里)、容量较大时,交流输电的电容充电电流损耗将变得不可接受,必须改用高压直流(HVDC)输电。HVDC方案需要在岸上设置整流换流站、在平台侧或中途设置逆变换流站,将交流电整流为直流远距离输送,再逆变为交流供平台使用。挪威Johan Sverdrup油田的岸电工程即采用了基于电压源换流器(VSC)的HVDC技术,由两座±80千伏、各100兆瓦容量的换流站构成,将Utsira High区域多个油田整体纳入岸电供电网络。

岸电路径的优势在于电力来源稳定可靠——它依托的是陆上大电网,电能质量与供电可靠性远高于波动性的海上风电,因而能满足油气平台对供电连续性的严苛要求。但其局限同样明显:一是对陆上电网的绿电比例高度依赖,若陆上电网本身以化石能源为主,则"岸电"的减排效果将大打折扣(挪威的特殊之处在于其陆上电网以水电为主,几乎是纯绿电);二是海缆敷设距离受限,对距岸过远的深远海平台经济性骤降;三是巨额海缆投资构成沉没成本,一旦油田进入开发末期,投资回收存在不确定性。

岸电方案的经济性,对油田的剩余可采储量与生产寿命高度敏感。海缆与换流站是巨额的前期固定投资,需要通过油田在剩余生产期内的持续用电来摊销。若油田规模大、剩余寿命长(如Johan Sverdrup这样的超大型油田),固定投资可被充分摊薄,岸电经济性成立;反之,若油田进入开发末期、剩余产量与用电需求快速衰减,则岸电的巨额前期投资可能无法在油田关停前收回,沦为沉没成本。这一特性决定了岸电更适合处于生产中前期的大型油田或平台密集的油田群(如渤海),而不适合临近退役的小型分散平台。投资者在评估岸电项目时,必须将油田的储量、产量曲线、剩余寿命纳入核心考量,而非仅看减排效益。这也是为何全球岸电项目大多集中于大型油田或油田群——只有足够的用电规模与足够长的生产寿命,才能支撑岸电的投资逻辑。

#### 2.1.2 路径二:海上风电直供

海上风电直供,是指在油气平台附近建设海上风电场,由风电直接为平台供电。相较岸电,这一路径的减排逻辑更为彻底(风电本身即为零碳电源,不依赖陆上电网的清洁度),且摆脱了对陆上电网与长距离海缆的依赖,特别适合距岸遥远、岸电不可达的深远海平台。

海上风电直供的技术实现,又因风电基础形式的不同而分化。在水深较浅(通常小于60米)的近海,可采用固定式基础(如单桩、导管架、重力式);而在水深超过60米的深远海,固定式基础的成本急剧攀升,必须转向浮式基础(Floating Offshore Wind Turbine, FOWT)。浮式基础又有多种构型,包括立柱式(Spar,如Hywind系列)、半潜式(Semi-submersible,如海油观澜号)、张力腿式(Tension Leg Platform, TLP,如陆丰项目)和驳船式(Barge)。由于全球大量油气平台恰恰位于深水区域,浮式风电与油气平台融合的天然契合度极高,浮式技术因而成为这一路径的核心。

海上风电直供面临的最大技术挑战,是风电波动性与平台供电可靠性之间的根本矛盾。油气平台的生产工艺要求供电高度连续稳定,任何瞬时断电都可能导致生产中断甚至安全事故;而风电出力随风况起伏不定,存在天然的间歇性。这一矛盾决定了纯风电直供在现阶段难以实现对平台用电的100%替代,通常需要保留平台原有的燃气轮机作为备用与调峰电源,形成"风电+气电"的混合电力系统。Hywind Tampen为Snorre与Gullfaks五座平台供电,其设计目标也仅为满足这些平台年用电需求的约35%,其余仍由平台燃气轮机承担。如何在保证供电安全的前提下,尽可能提升风电的渗透率,是这一路径的核心技术命题。

浮式基础构型的选择,是海上风电直供的另一关键技术决策。立柱式(Spar)基础通过深吃水的细长柱体提供稳性,运动性能优良、技术成熟(Hywind系列采用),但对水深要求高(通常需百米以上)、且吊装作业复杂。半潜式(Semi-submersible)基础通过分布的浮筒提供浮力与稳性,水深适应性强、可在码头总装后整体拖航就位、施工便利(海油观澜号采用),但结构相对复杂、用钢量较大。张力腿式(TLP)基础通过垂直张紧的系泊腱将浮体锚固,运动性能极佳、平台稳定性高(陆丰项目采用),但系泊系统技术难度大、安装精度要求高。驳船式(Barge)基础则以宽大的浅吃水浮体提供稳性,结构简单、成本较低,但运动性能相对较弱。不同构型各有优劣,需根据具体海域的水深、海况、施工条件、成本约束综合选择——这也是中国在海油观澜号(半潜)、陆丰(张力腿)、18兆瓦平台(半潜)等项目中并行探索多种构型的原因,多构型探索有助于针对不同场景找到最优技术方案,并积累全谱系的浮式技术能力。

#### 2.1.3 混合电力系统与孤岛电网控制

无论是风电直供还是岸电与风电的组合,平台电气化在工程上都会形成一个相对独立的"孤岛电网"(Islanded Grid)或弱连接微电网。这一微电网需要协调风电(波动电源)、燃气轮机(可调电源)、储能(缓冲单元)与平台负荷(刚性需求)之间的实时功率平衡,并维持电网频率与电压的稳定。

中国渤海地区在这方面探索出了"风电+气电+智慧电网"一体化微电网模式,通过"主动控制+被动响应"双重机制保障供电安全:主动控制指通过智能调度系统预测风功率并提前调整燃气轮机出力,被动响应指在风电骤降时燃气轮机与储能快速补位。这类微电网控制系统的稳定性与智能化水平,直接决定了风电在平台用电中的渗透上限,是融合项目的关键软技术。

混合电力系统的工程设计,本质上是在"减排最大化"与"供电可靠性"之间寻找最优平衡点。从系统架构看,一个典型的平台混合电力系统包含四类核心单元:作为波动电源的海上风电、作为可调电源的燃气轮机、作为缓冲单元的储能系统、以及作为刚性负荷的平台生产工艺。这四类单元的容量配比,并非简单地"风电越多越好"——风电装机过大,会导致大风时段弃风、小风时段调峰压力骤增,反而降低系统经济性;风电装机过小,则减排效益不足、无法摊薄海缆等固定投资。因此,混合系统的容量优化是一个多目标规划问题,需要综合考虑当地风资源特性、平台负荷曲线、燃气轮机调节能力、储能成本与碳价水平。

储能在混合电力系统中扮演着"频率稳定器"与"能量缓冲池"的双重角色。在秒级到分钟级的时间尺度上,储能(如锂电池储能、超级电容)通过快速充放电平抑风电的瞬时波动,维持电网频率稳定,弥补燃气轮机响应速度的不足;在小时级的时间尺度上,储能可在风电富裕时充电、在风电不足时放电,提升风电的有效利用率与渗透率。陆丰项目即明确配套了储能装置,体现了储能在深远海浮式融合系统中的标配地位。然而,海上储能也面临特殊挑战:海上平台空间与承载有限,对储能的能量密度、安全性(防火、防爆、防腐蚀)提出了远高于陆上的要求,这也是制约储能在海上规模化应用的关键因素。

值得进一步说明的是,混合电力系统的控制策略可分为"并网型"与"孤网型"两类。并网型适用于具备岸电条件的区域,平台微电网与陆上大电网弱连接,大电网作为"无限大电源"为微电网提供频率与电压支撑,风电波动可由大电网吸收,因而风电渗透率上限较高、控制难度较低——渤海岸电模式即属此类。孤网型适用于深远海无岸电区域,平台微电网完全独立运行,缺乏外部电网支撑,所有的频率与电压调节都必须由系统内部的燃气轮机与储能承担,因而风电渗透率上限较低、控制难度极高——海油观澜号、陆丰等深远海浮式直供项目即面临这一挑战。理解并网型与孤网型的本质差异,是判断不同区域融合项目技术难度与减排潜力的关键。

图2-1 油气平台电气化三条技术路径对比图

*图2-1 油气平台电气化三条技术路径对比图*

2.2 场景B:油气平台改造为风电基础设施与制氢枢纽

第二类场景,是将退役或在用的油气平台改造为海上风电相关基础设施或海上制氢装置,实现海上既有资产与能力的复用。这一场景的驱动力,并非来自新建需求,而是来自一个规模庞大的存量市场——全球海上油气平台的退役潮。

#### 2.2.1 北海退役潮:被低估的存量市场

国际能源署的统计显示,全球范围内已建成的海上油气平台超过12000座,其中北海约1500座、墨西哥湾约1500座、亚太地区超过2500座,未来十年将有相当一部分进入退役期。仅以英国大陆架(UKCS)为例,未来十年预计退役约100座平台、2100口井、7500公里管道,到2050年累计退役成本估计高达590亿英镑。

如此庞大的退役成本,构成了平台改造相对于直接退役的核心经济动机。直接退役意味着拆除、运输、处置的巨额支出且无任何回报;而将平台改造为海上变电站、风电运维基地、或海上制氢/碳封存装置,则可能在延续资产价值的同时分摊或抵消退役成本。这正是平台改造场景的底层逻辑——把"负资产"转化为"再利用资产"。

值得注意的是,退役潮在时间上的集中到来,使平台改造从一个零星的个案选项,演变为一个具有时间窗口特征的产业机遇。北海作为全球最早进入大规模退役期的海上油气区域,其退役潮在未来十至二十年集中释放,这意味着平台改造的市场机会也将在这一时段集中涌现。对于有意进入这一市场的参与者而言,把握退役潮的时间节奏至关重要——过早进入,可用于改造的退役平台尚少、改造技术与商业模式尚不成熟;过晚进入,优质平台可能已被处置、市场窗口可能已经收窄。理想的进入时机,是在退役潮加速到来、改造技术成熟、且绿氢/碳封存等下游应用具备经济性的交汇点。从全球视角看,北海的退役潮领先于其他区域,因而成为平台改造技术与商业模式的"试验场";而中国、东南亚等区域的平台退役潮相对滞后,可借鉴北海的先行经验,在自身退役潮到来时少走弯路。这种"先行区试验、后发区借鉴"的时空格局,是平台改造场景全球演进的重要特征。

#### 2.2.2 改造方向之一:海上变电站与运维基地

油气平台经过结构评估与电气化改造后,可作为海上风电场的海上变电站(Offshore Substation),承担电压变换、无功补偿、电能汇集与外送的功能;也可改造为风电运维(O&M)基地,为周边风电场提供运维人员驻留、设备存放、应急响应的海上据点。这类改造的技术关键在于对既有平台结构(导管架、重力式或半潜式)的承载能力、疲劳寿命、腐蚀状况进行精确评估,判断其在剩余设计寿命内能否承载新增的电气设备或运维功能。

平台结构再利用评估,是一项系统性的工程判断,通常涵盖三个层次。第一层是结构完整性评估,即通过水下检测、无损探伤、有限元仿真,判断平台主结构(桩腿、导管架、甲板)的现存承载余量与疲劳剩余寿命,确认其能否承受新增载荷(如海上变电站的重型电气设备)。第二层是功能适配性评估,即判断平台的甲板面积、舱室布局、起重能力、生活支持系统能否满足新功能的空间与运营需求——油气平台的原始设计是为钻采服务的,改造为变电站或运维基地往往需要大规模的甲板改造与设备重置。第三层是经济性评估,即对比"改造再利用"与"拆除新建"的全生命周期成本,只有当改造成本显著低于新建、且改造后剩余寿命足够长时,再利用才具备经济合理性。现实中,许多老旧平台因结构老化严重、改造成本高昂,最终仍只能走向退役,因此平台改造并非对所有退役平台都适用,而是有严格的筛选门槛。

海上变电站本身是海上风电的关键基础设施,其作用是将多台风机汇集的中压电力(如66千伏)升压为高压(如220千伏或更高),再通过出口海缆外送,以降低长距离输电损耗。传统海上变电站需要新建专用平台,造价高昂;而将既有油气平台改造为海上变电站,理论上可大幅节省平台建造成本,这正是平台改造的价值所在。但在实践中,油气平台的结构形式、甲板布局往往与海上变电站的需求不完全匹配,改造的技术复杂度与成本不确定性较高,因此这一方向目前仍以个案研究为主,尚未形成成熟的规模化模式。

#### 2.2.3 改造方向之二:海上电解制氢

更具想象力的改造方向,是将平台改造为海上电解制氢装置,把就近海上风电的电力转化为绿氢,再通过既有天然气管道混输上岸或专用管道输送。这一方向的标杆是荷兰的PosHYdon项目。

PosHYdon项目部署于北海运行中的Q13a-A平台(由Neptune Energy运营,距Scheveningen海岸约13公里,是北海首座全电气化平台),在平台上集成了1兆瓦的质子交换膜(PEM)电解槽,日产绿氢最高可达400千克,所产氢气与天然气混合后通过既有管道输往陆上。其电解槽跟随附近Eneco Luchterduinen风电场的实际风况运行,从而真实模拟了海上风—气—氢三系统的集成运行场景。该项目由15家公私合营伙伴参与,荷兰企业署(RVO)授予DEI+补贴360万欧元,是全球首个在运行中的海上油气平台上集成绿氢生产的中试工程。PosHYdon的意义不在于其当前规模(1兆瓦在工业尺度上微不足道),而在于它验证了在既有平台上集成电解制氢的技术可行性与系统兼容性,为未来向数百兆瓦级放大铺平了道路。

图2-2 全球海上油气平台退役分布与改造潜力图

*图2-2 全球海上油气平台退役分布与改造潜力图*

2.3 场景C:海上能源岛——综合能源体系的终极形态

第三类场景,是海上能源岛(Energy Island),即以一个人工岛或大型海上枢纽平台为核心,集成大规模风电汇集、电力转换外送、制氢(Power-to-X)、储能乃至油气生产的综合能源体系。这是融合的终极形态,目前以欧洲的若干旗舰规划项目为代表,整体仍处于工程化前夜。

#### 2.3.1 能源岛的技术内涵:从点对点到枢纽辐射

传统的海上风电采用"点对点"的输电模式,即每个风电场单独通过海缆接入陆上电网。当海上风电规模扩张到数吉瓦乃至数十吉瓦级别时,这种模式将导致海缆数量激增、海域空间冲突、并网点拥堵等问题。能源岛的核心创新,是用"枢纽辐射"(Hub-and-Spoke)模式取代点对点——在海上设立一个枢纽节点,周边多个风电场的电力先汇集到枢纽,再由枢纽通过大容量HVDC海缆统一外送至多个国家的电网,或就地转化为氢气、氨气等可储运的能源载体后外运。

这一模式的技术关键,在于多端HVDC互联技术与大规模Power-to-X集成技术。前者要求枢纽能够实现多个直流线路的灵活汇集与潮流控制,后者要求在有限的海上空间内集成大规模电解、储存与外输设施。

#### 2.3.2 旗舰规划项目

丹麦Bornholm能源岛(波罗的海):规划装机3吉瓦(在"超种植"配置下可达3.8吉瓦),通过525千伏HVDC海缆连接丹麦与德国(向德国输送2吉瓦、向丹麦本土1.2吉瓦),由丹麦电网公司Energinet与德国电网公司50Hertz牵头。项目总投资约70亿欧元,其中电气基础设施约30亿欧元、风电场约60亿欧元(两者口径有重叠,以约70亿欧元为总盘子参考);2025年9月获欧盟"连接欧洲设施"(CEF Energy)拨款约6.45亿欧元。该项目被定位为世界首个多端HVDC混合互联枢纽,目标在2030年代初投运。

丹麦北海能源岛(VindØ,人工岛):选址距Thorsminde海岸约100公里,初期规划3—4吉瓦、远期可扩展至10吉瓦,由PFA、PensionDanmark、Andel等组成的VindØ联合体参与。这是全球首个真正意义上的人工能源岛构想。

北海风电枢纽(North Sea Wind Power Hub, NSWPH):由荷兰/德国电网公司TenneT、丹麦Energinet、荷兰天然气基础设施公司Gasunie于2017年签署三方协议共同推进。TenneT 2017年的研究指出,Dogger Bank区域的风能潜力最高可达110吉瓦,规划以人工岛枢纽(如Princess Elisabeth Island)的形式分阶段开发,首个项目预计在2030年代初落地。

这三大项目的共同特征,是均明确预留了Power-to-X接口,即不仅外送电力,还规划将部分风电就地转化为绿氢等能源载体,从而把能源岛打造为电—氢—气多能联供的综合枢纽。它们与油气平台的融合点在于:能源岛所在的北海正是油气富集区,既有的油气管道网络、平台基础设施与海上作业能力,为能源岛的建设与运营提供了天然的复用基础。

#### 2.3.3 三大场景的关系:递进而非替代

需要厘清的是,三大场景之间并非相互替代,而是呈现技术能力上的递进关系。平台电气化解决的是"绿电进入平台"的问题,是融合的起点;平台改造解决的是"既有资产复用"的问题,是融合的延伸;海上能源岛则是在前两者基础上的系统集成升级,把分散的电气化、制氢、储能、油气功能整合为一个综合能源枢纽。一个区域的融合发展,往往沿着"单平台电气化 → 多平台微电网 → 区域能源岛"的路径逐步演进。理解这一递进逻辑,对于判断不同区域、不同项目所处的发展阶段,以及预判其未来演进方向,具有重要意义。

这一递进关系,也对应着技术复杂度、投资规模与商业风险的逐级跃升。平台电气化的技术相对成熟、投资相对可控、商业风险相对较低,因而成为当前的主流;平台改造涉及结构评估、功能重置等额外环节,技术复杂度与不确定性上升;海上能源岛则需要集成多端HVDC、大规模制氢、跨国协同等前沿技术与复杂治理,投资规模以数十亿至上百亿欧元计,商业风险与时间不确定性最高。这种"成熟度递减、复杂度递增、风险递增"的梯度,决定了三大场景在产业化时序上的先后——平台电气化先行落地、平台改造随退役潮跟进、海上能源岛在技术与制度成熟后远期实现。对市场参与者而言,把握这一时序梯度,意味着应在不同阶段、以不同的风险偏好配置资源:当前重点布局确定性高的平台电气化,中期跟踪平台改造的成本拐点,远期前瞻性关注能源岛的工程化进展。

图2-3 海上能源岛枢纽辐射模型与三场景递进关系图

*图2-3 海上能源岛枢纽辐射模型与三场景递进关系图*

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报告编号 OGF-S-008

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