隨著海上風電走向大容量、深遠海，海纜也朝著長距離、高電壓、柔直輸電發展，智能化技術應用日益深入，材料國產化積極推進，“出海”有望加速。

海底電纜約占海上風電項目投資的10%左右，作為海上風電機組向陸地輸送電能的唯一通道，被形象地稱為風電場的“動脈”。隨著海上風電向著大容量、深遠海演進，海纜也在朝著長距離、更高電壓等級、柔直輸電、智能化和更環保的方向發展。同時，高壓絕緣材料國產化穩步推進，“出海”有望迎來加速期。

門檻高，行業集中度不斷提升

目前，海上風電項目所用的海纜主要是海底光電復合纜。通常情況下，海纜需要比陸纜具有更高、更優的性能。海纜被敷設在環境極其惡劣的海底，會受到錨害，潮汐、涌浪的沖刷，巖石的摩擦，可能還會遇到地震、海嘯等自然災害。因此，海纜除滿足基本的電氣性能外，對耐腐蝕、抗拉耐壓、阻水防水等性能要求高，在材料選擇、結構設計、生產工藝、質量管理、敷設安裝等方面的技術難度大。這些決定了進入海纜行業的門檻高，市場競爭格局較為穩定，行業集中度高。業主單位考察海纜供應商時主要針對以下幾個方面。一是產品的價格與性能，包括企業的資質、研發能力等。其中，軟接頭工藝技術水平，以及企業能否進行連續大長度生產是重要的衡量指標。“因為無論是軟接頭還是硬接頭，接頭都是一個薄弱環節，會相應增大后期安裝運維風險，所以業主單位愿意使用長距離無接頭海纜，但其對生產工藝要求較高，海纜連續長時間生產容易產生老膠、焦燒等現象，這對制造企業來說是個考驗。”某業內資深人士向《風能》介紹道。單盤海纜長度可能長達數十千米，如江蘇大豐220kV單根無接頭海纜長達32千米；國網舟山500kV交聯聚乙烯海纜長18.15千米，創造了這一電壓等級單根無接頭海纜最長的世界紀錄。二是企業的交付能力。產能、儲纜規模、本地化及港口資源都是其中的考慮因素。“由于產品的特殊性，海纜企業生產基地一般毗鄰深水碼頭，因為幾千噸的海纜必須采用水上運輸方式，通常是導纜至海纜敷設船上。因而，廠房與船舶的距離通常在1千米之內，還需要建設幾千甚至上萬噸的超大電纜盤或儲纜池，建設專用輸纜通道。同時，由于重量大，運輸海纜對碼頭的水深有一定要求。靠近大規模風電場的港口生產基地，建設周期需要1~2年，對新進入者形成了壁壘。”江蘇亨通高壓海纜有限公司技術集成總監李磊表示。三是海纜用于大型工程，維修更換成本高，客戶評估供應商時會將品牌及歷史業績、后期維護能力作為重要參考。投運項目數量、運行時間長短都會影響招標中的技術分值。綜合這些因素，最終導致海纜中標價格是基于最優價而非最低價。因此，從業者認為，海纜具有較強的抗通縮屬性。此外，如果所用的海纜來自不同供應商，一旦產品出現質量和維護等問題，會增加追溯成本，影響項目施工進度和運營能力，因此，單個項目往往是獨家中標。而為使從產品制造到施工質量更加可控，減少責任界面，業主或總包方通常會將海纜制造和安裝業務打包給同時具有生產和施工能力的企業。基于產品特性和市場競爭特點，海纜龍頭廠商會依托自身的產品生產和項目經驗優勢不斷強化其市場地位，導致行業集中度不斷提高。目前，國內具備海纜交付能力的企業主要有東方電纜、中天科技、亨通光電、青島漢纜、寶勝股份等廠家。據了解，近兩年這五家企業占據了近九成的國內市場份額。海外市場主要由普睿司曼（Prysmian）、耐克森（Nexans）、住友電氣、安凱特（NKT）等少數幾家電纜企業主導。由于海纜行業的地域屬性較強，在海上風電項目所在地布局海纜生產基地的企業更具有優勢。從國內海纜生產基地的分布來看，山東有青島漢纜、萬達海纜，江蘇有中天科技、亨通光電、寶勝股份，浙江有東方電纜，福建有太陽電纜、起帆電纜兩家新晉海纜廠商，粵東地區有中天科技、亨通光電，粵西地區有東方電纜。“從市場發展情況來看，海纜是伴隨海上風電的發展逐步成長起來的：21世紀初至2014年，海上風電逐步進入規模化建設期，海纜初步發展；2015―2021年，因業主單位享受海上風電電價補貼的紅利，海上風能資源開發密集，海纜收益可觀；2022年之后，受平價上網、資源競爭配置及海域軍事、環保等因素影響，全國海上風電建設趨緩，海纜市場進入調整期。另外，海南、廣西、天津作為‘十四五’期間積極進入海上風電領域的省份，海上風能資源優勢明顯，受到更多海纜廠家的關注。從現在到‘十四五’末期，海上風電將進入集中建設并網期，海纜業務有望呈現良好發展態勢。”中航寶勝海洋工程電纜有限公司營銷副總監康幸向《風能》表示。相關機構結合產業鏈調研情況，預計國內海纜（含敷設）價值約為20億元/吉瓦。按照2025年預計海上風電新增裝機容量為1800萬千瓦進行測算，對應的市場空間為360億元，整體市場規模保持快速增長。

長距離、高電壓、柔直輸電

隨著海上風電項目走向更大容量和深遠海，海纜也朝著長距離、高電壓等級、柔直輸電方向發展。

根據作用的不同，海上風電海纜可分為陣列海纜和送出海纜。陣列海纜主要用于匯集風電機組發出的電能，傳輸到海上升壓站。目前，其主流的電壓等級為35kV，正在向66kV發展；送出海纜用于將升壓后的電能輸送至陸地集控中心，目前應用最多的主流電壓等級為220kV，正在向330kV和500kV發展。更高等級電壓的海纜耗損小，輸電能力更高，可以減少海纜數量，降低海底走廊占用面積，帶動投資和相應的敷設工程費用下降，更具經濟性。例如，對于同一個項目，66kV集電系統海纜數目比35kV海纜要減少近一半。近年來，我國企業不斷加大對超高壓海纜關鍵技術研究，已取得眾多新進展。全球首根500kV交流三芯海纜在廣東陽江青洲一、二海上風電場成功敷設；青洲五、七項目，帆石一、二項目都將采用500kV電壓等級電纜。預計至2025年，330kV和500kV交流電纜的占比可達50%。因此，超高電壓海纜迎來了研發和應用的新機遇。柔性直流海纜具有在長距離輸電中輸送容量更大、輸送距離更遠、匯集輸送時靈活程度和擴展程度較高、輸電線路數量更少、海域資源占用較少等優點。當大容量風電場的離岸距離超過一定距離（通常為85千米）時，選用柔性直流海纜相比交流海纜送出更具經濟性，尤其是在100千米以上時，更能顯示其優勢。隨著深遠海風電的發展，漂浮式海上風電機組技術研發得以加快。海纜有望從靜態海纜向動態海纜需求升級，以滿足漂浮式風電機組的順應性設計要求。動態海纜不僅擁有更高的抗拉、抗彎曲和抗疲勞性能，還通過分布式浮力塊和配重塊的配合，達到了相對穩定的線型，較好地保持了大偏移條件下的順應性。“但動態海纜在整個生命周期內都處于不斷運動狀態，工況更加復雜，還容易受到海洋生物的附著破壞，對海纜設計、力學性能及絕緣材料要求更高。”李磊向《風能》解釋道。海纜龍頭廠商已經掌握了線芯連續生產的動靜態海纜工藝，即通過將一根連續的電纜線芯分為動態段和靜態段，分別按照動態海纜與靜態海纜的要求進行護套和鎧裝加工，并在二者的過渡段安裝密封組件，從而實現工廠在線過渡連接，減少中間接頭的使用，提升海纜性能的穩定性。目前，國內海纜頭部企業均具備了生產動態電纜的能力。

亨通光電為“扶搖號”漂浮式風電機組提供了國內首根應用于65米以上海深的高壓動態海纜

東方電纜和亨通光電已實現對漂浮式海上風電項目動態海纜的供應。東方電纜的動態電纜先后安裝于廣東陽江的“三峽引領號”及海南文昌的“海油觀瀾號”，應用電壓等級均為35kV；亨通光電的動態海纜系統成功應用于廣東湛江徐聞的中船海裝“扶搖號”，并承建了葡萄牙漂浮式海上風電66kV輸電系統建設維護總包工程，以及西班牙X1Wind漂浮式海上風電動態海纜項目。

大型化、智能化、更環保

“風電機組單機容量越來越大，海纜單位重量體積也在增加，以便實現更多的載流量。相應地，對海纜敷設船承纜量的需求也跟著水漲船高。”中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司副總工程師趙生校表示。據了解，海纜敷設船正在向著萬噸級發展，并增加了動力定位等功能，以提高船舶的抗風浪、續航能力。例如，“潤能168”是我國第一艘擁有全回轉自動控制功能的大型敷纜船，已在廣東、浙江、山東等省份的海域完成了多個重大項目海底電纜敷設任務；2023年11月下水的全國最大海纜施工船“啟帆19號”，載纜量達1萬噸。“未來，在海纜的選擇和設計階段就需要考慮海纜的安裝方法，這一點尤其重要。目前，業界應著力提高深埋技術，加大對深埋設備研發、工藝改進、海纜保護模式、軟件提升和經濟性的考量。”有專家在2023年于廣東汕頭召開的海上風電船舶前沿技術研討會上表示，“國內海纜敷設船在硬件方面與歐洲相差不大，但在軟件方面，尤其在船體本身的管理、施工，對天氣、海況的分析，對埋設的可行性、風險評估等需要進一步提升。”在海纜的生產與安裝、運維階段，智能化技術發揮出越來越大的作用。在智能化生產線上，海纜立式成纜旋轉生產可實時監控，采用工業視覺+人工智能算法實現傳統機械儀表數據采集、分析與安全預警，為生產提供全數據支撐。在施工運維過程中，水下作業機器人（ROV）、無人船艇，可解決海洋工程常態化檢測問題；運用低壓脈沖反射法、DSP信號處理技術、GPS衛星定位系統等技術，可強化海纜故障診斷。海纜屬于惰性結構，性能穩定，一般不會造成污染，在使用期滿（平均20~40年）后可以回收再利用。然而，若海纜被擊穿，或廢棄于海底，其中用來抵御海水腐蝕和強大水壓的鉛護套，以及銅、鎳等金屬，會對海洋生物造成嚴重的污染和生態風險。目前，業界正在探索通過回收再利用，或使用輕型、環保替代材料，來降低海纜對海洋環境的影響。國外研究表明，使用聚丙烯熱塑性材料代替交聯聚乙烯，既可進行回收再利用，且其碳排放也相對較低。

海纜安裝無疑會給海床造成擾動，但其安裝時間較短，擾動輕微。而縱橫交錯的海纜或可成為大量海底生物的避難所和居住地，進而增加生物多樣性。海纜經過的區域通常被指定為保護區，這意味著錨、底拖網甚至捕魚都可能受到限制。例如，新西蘭的庫克海峽電纜保護區（CPZ）限制在電纜附近捕魚，有效地建立了一個保護區，從而改善了魚類資源。“不過，近海區域船舶的拖網、拋錨操作頻繁，是造成海纜破壞的重要因素，需要增加海上警示標識，利用大數據為漁民提供海纜線路分布圖，加強在線監測，以減少海纜的人為損傷。”某業內技術專家建議。

絕緣材料國產化正有序推進

絕緣材料是海纜可靠運行的核心要素。高壓電纜絕緣材料的發展經歷了充油絕緣（OF）、油紙絕緣（MI）和交聯聚乙烯（XLPE）絕緣三個階段。由于前兩種材料容易造成環境污染，其維護困難，目前幾乎所有的高壓電纜都使用交聯聚乙烯作為絕緣材料。“電壓等級越高，同樣的導體截面，絕緣材料會越厚，重量越大，價格也越高。一般220kV單芯高壓海纜絕緣材料用量為5~6.5噸/千米，330kV用量比220kV的多20%~30%，500kV能達到約9.5噸/千米。為了確保電纜的安全可靠，國家標準對絕緣厚度設計提出了具體要求，且國內項目業主招標時對絕緣材料的制造商和品牌均有相關要求；國外招標項目中，如能充分驗證滿足性能和項目要求，絕緣材料的厚度可以由生產廠家決定，對材料制造商和品牌不做要求，相對比較靈活。”李磊坦言。某海纜頭部企業技術負責人認為，國家標準在絕緣厚度設計時有較大冗余，在保障海纜運行可靠性的前提下，應減少一定的冗余設計，也可以降低部分成本。業內相關人士表示，目前35kV及以下的海纜絕緣材料，國產化產品已基本得到成熟應用，220kV海纜絕緣材料雖然已可自主生產，但在實際工程應用上基本都是從海外進口。330kV和500kV海纜幾乎全部使用海外陶氏化學和北歐化工的絕緣料，以北歐化工為主。據統計，目前我國110kV及以上高壓電纜絕緣材料的年需求超過10萬噸，其中的80%依賴進口，這制約了我國高端電力裝備的自主可控發展，也意味著我國35kV以上海纜絕緣材料面臨“卡脖子”局面。隨著海上風電項目離岸越來越遠，風電機組單機容量越來越大，海纜高壓絕緣材料的需求將進一步擴大。預計到2025年，其需求量將接近陸纜。因此，高壓絕緣材料的國產化成為推進高壓海纜國產化進程中至關重要的一環，也是降低高壓海纜成本的有效途徑。

萬馬高分子超高壓絕緣材料生產線浙江萬馬高分子材料集團有限公司高壓事業部總經理姜松奕向《風能》分析說，目前，對于220kV絕緣材料在海纜中的應用，面臨的困難是業主在招標中往往指定電纜材料必須使用進口品牌。雖然220kV國產絕緣材料已經在南方電網、國家電網等的陸上工程中得到應用，且成本比國外品牌低10%~15%，但由于海纜的工程造價高，很難找到相應的示范工程來驗證絕緣材料的可靠性，這在一定程度上阻礙了220kV國產絕緣材料在海纜領域的推廣應用。針對電壓等級更高的330kV和500kV超高壓海纜，之所以沒有使用國產絕緣材料，主要是由于該類國產化產品缺乏工程驗證，在應用、業績等方面與國際品牌仍存在一定差距，需要等待驗證機會。這與國產風電大兆瓦主軸軸承曾經面臨的情形類似。為此，上海電纜研究所首席專家毛慶傳曾呼吁，風電場設計方、建設方應在110kV及以下海纜上優先選用國產絕緣材料，試點優質示范工程。

“出海”有望迎來加速期

由于海纜行業對產品的性能要求高，海外客戶對產品的質量要求較為嚴格，進入海外客戶的合格供應商名錄面臨的困難更大。例如，國內海纜在投用前一般需花費1年以上時間完成型式和預鑒定試驗，還需取得國際環球接頭聯盟（UJC）的UJ認證，才能進入國際市場。目前，我國海纜頭部企業逐漸在東南亞、中東及歐洲北海地區等海外市場獲得訂單，一方面是由于海外市場需求旺盛，而供應商較少或擴產較慢，產能嚴重不足，國外的價格和利潤比國內高，國內企業“出海”積極性更高；另一方面，也意味著我國海纜企業在技術創新、產品質量、服務等方面獲得了海外主流客戶的認可。“中國供應商的工作效率、交付及時率比國外的更高，技術指導安裝服務響應也更加到位，為中國海纜在國外贏得了口碑。”中天科技某技術專家表示。目前，中國海纜出口訂單金額達到數十億元。中天科技在德國等西歐國家、中東地區頻繁中標，東方電纜中標了東南亞及西歐國家的項目訂單，亨通光電先后多次中標越南、中東地區的海纜項目。我國海纜供應商一般通過中標國內企業承攬的海外EPC項目，或與當地海洋工程承包商、敷設船企業聯合競標，或設立境外子公司的方式參與海外項目海纜的生產、交付及安裝工程。通常是在國內生產產品后再進行出口，海外生產基地主要是制造配套附件。“國外客戶的技術要求比較嚴格，在實際執行中要嚴格按照合同執行。因此，海纜企業在簽訂合同之前，需要充分評估技術、質量、商務、交付、運維方面的要求。遇到有異議的地方，可以通過前期項目的佐證、標準或規范依據進行充分說明。一旦落到紙面上，就很難更改。”某行業專家在提及“出海”注意事項時表示。