3月30日,碧海藍(lán)天下,白色的風(fēng)機(jī)高高聳立,巨大的槳葉悠悠轉(zhuǎn)動(dòng),將廣闊大海的陣陣海風(fēng)化為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)能。
這里是位于廣東省陽江市沙扒鎮(zhèn)海域的國(guó)內(nèi)首個(gè)百萬千瓦級(jí)海上風(fēng)電項(xiàng)目——三峽陽江沙扒海上風(fēng)電項(xiàng)目(以下簡(jiǎn)稱“三峽陽江項(xiàng)目”)。截至3月25日,該項(xiàng)目生產(chǎn)電能突破10億千瓦時(shí),可替代標(biāo)準(zhǔn)煤30.76萬噸,相當(dāng)于50萬個(gè)三口之家一年的正常用電量。
近年來,在全球綠色浪潮與“雙碳”目標(biāo)的雙重驅(qū)動(dòng)下,中國(guó)海上風(fēng)電“藍(lán)色引擎”動(dòng)力十足。2021年,中國(guó)海上風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模躍居世界第一,形成了完整的具有領(lǐng)先水平和全球競(jìng)爭(zhēng)力的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈與供應(yīng)鏈。正如國(guó)家能源局新能源和可再生能源司司長(zhǎng)李創(chuàng)軍所說:“中國(guó)海上風(fēng)電實(shí)現(xiàn)了從小到大、從弱到強(qiáng)、從發(fā)展緩慢到跨越式發(fā)展的重大突破。”
攻堅(jiān)克難——
“走向藍(lán)!背伞氨卮痤}”
若想實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo),清潔能源業(yè)務(wù)亟需跨越式、差異化發(fā)展。由于裝機(jī)增速放緩,原本具有先發(fā)優(yōu)勢(shì)的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)正面臨被反超的局面。向海而興、向海圖強(qiáng),“走向藍(lán)!背蔀樾袠I(yè)破局的“必答題”。
“中國(guó)不僅要開發(fā)好陸地資源,也要走向藍(lán)海,建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)。海上風(fēng)電能夠促進(jìn)科技進(jìn)步、產(chǎn)業(yè)升級(jí)、帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,是一個(gè)很重要的產(chǎn)業(yè)鏈!敝袊(guó)工程院院士劉吉臻說。
事實(shí)上,發(fā)展海上風(fēng)電,中國(guó)擁有天然優(yōu)勢(shì)——海岸線長(zhǎng)、可利用海域面積廣,擁有極大發(fā)展空間。
三峽集團(tuán)三峽新能源公司董事長(zhǎng)、黨委書記王武斌介紹,風(fēng)電塔筒矗立海上,海床上的基礎(chǔ)工程必須做得扎實(shí)牢靠,塔筒頂端裝上葉輪后,海風(fēng)帶動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),電流通過埋在海底的海纜傳導(dǎo)至海上升壓站,再以高壓方式并入電網(wǎng),最終傳送至千家萬戶。
然而,海洋風(fēng)電工程建設(shè),絕非易事。
“不同于河流大壩建設(shè),海上風(fēng)電施工需要登船作業(yè),一天24小時(shí)基本都是在海上漂泊!弊鳛橐幻麚碛9年海上風(fēng)電工作經(jīng)驗(yàn)的老兵,三峽陽江項(xiàng)目工程管理部經(jīng)理滕華燈告訴本報(bào)記者,受制于復(fù)雜多變的自然條件,海上風(fēng)電施工往往面臨極大挑戰(zhàn)。
以陽江海域?yàn)槔,每?0月至第二年2月為季風(fēng)季節(jié),風(fēng)高浪急,冬季涌浪基本在2.5米以上,最高時(shí)可達(dá)4米以上,每年的可作業(yè)天氣窗口只有100天左右。
“我們團(tuán)隊(duì)平均年齡只有29歲,但大家的求知欲非常強(qiáng),時(shí)常聚在一起開會(huì),優(yōu)化施工方案!泵鎸(duì)惡劣海況,滕華燈帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)邊學(xué)邊干,積極推動(dòng)新技術(shù)應(yīng)用,成功建成了亞洲單體容量最大的海上升壓站,敷設(shè)了國(guó)內(nèi)首根大容量光電復(fù)合海纜,三峽陽江項(xiàng)目成為國(guó)內(nèi)首個(gè)集中連片規(guī);_發(fā)的海上風(fēng)電項(xiàng)目。
廣袤的大海除了令人生畏的海浪,海底地質(zhì)條件也變化莫測(cè)!霸诙垢喜蹇曜印,便是對(duì)潮間帶風(fēng)電基礎(chǔ)施工最形象的比喻。
“在泥濘的灘涂上給風(fēng)電送出工程立塔架線,經(jīng)常需要在齊腰深的水中吊裝作業(yè),這一站就是大半天……”2012年前后,一批潮間帶海上風(fēng)電試驗(yàn)場(chǎng)項(xiàng)目落地江蘇省如東縣,回顧起當(dāng)年情景,國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司如東縣供電分公司協(xié)理員瞿成不無感慨。
當(dāng)時(shí),樁基建造多采用開挖式線澆基礎(chǔ),樁基深度一般在4米左右。然而,“海與陸”如同“天與地”,陸上成功經(jīng)驗(yàn)很難完全移植到海上。灘涂地質(zhì)多是流沙,往往第一天打好的樁基,第二天就在流沙擠壓下出現(xiàn)變形、移位等情況。
通過不斷摸索,施工團(tuán)隊(duì)最終決定采用灌筑樁建造方法,根據(jù)不同塔基所在環(huán)境的不同,增加樁基樁深,平均樁基在8到30米,提供足夠的支撐力。“在建材選用上,我們建議施工單位選用抗硫酸鹽水泥,能有效抵抗海水、鹽堿地的腐蝕,保障風(fēng)電成功并網(wǎng)!宾某蓪(duì)本報(bào)記者說。
伴隨設(shè)備技術(shù)的日趨成熟,開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的不斷積累,近兩年,中國(guó)海上風(fēng)電開發(fā)逐步進(jìn)入加速期。2021年底,多個(gè)海上風(fēng)電項(xiàng)目迎來集中并網(wǎng):12月10日,華能山東半島南4號(hào)全容量并網(wǎng),成為山東省首個(gè)實(shí)現(xiàn)全容量并網(wǎng)的海上風(fēng)電項(xiàng)目;12月25日,江蘇大豐海上風(fēng)電項(xiàng)目正式全容量并網(wǎng)發(fā)電;12月29日,大連莊河海上風(fēng)電場(chǎng)址項(xiàng)目最后一臺(tái)海上風(fēng)機(jī)順利并網(wǎng)……
“從全球來看,中國(guó)海上風(fēng)電起步不算很早,但現(xiàn)在已經(jīng)展現(xiàn)出了非常良好的前景。”劉吉臻說,“我相信,作為中國(guó)能源綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展的一個(gè)重要戰(zhàn)略支撐,未來,中國(guó)海上風(fēng)電還會(huì)持續(xù)高速發(fā)展!
立足創(chuàng)新——
核心競(jìng)爭(zhēng)力優(yōu)勢(shì)明顯
在中國(guó)海上風(fēng)電早期發(fā)展階段,多選用陸地機(jī)組進(jìn)行適應(yīng)性改造后下海應(yīng)用,雖具有一定可靠性,但單機(jī)容量一般較小;若引進(jìn)國(guó)外設(shè)備,國(guó)內(nèi)企業(yè)并不掌握其核心技術(shù),運(yùn)維、優(yōu)化亦受制于人。
在此背景下,中國(guó)立足科技創(chuàng)新,加快核心技術(shù)攻關(guān),目前已具備大兆瓦級(jí)風(fēng)電整機(jī)、關(guān)鍵核心大部件自主研發(fā)制造能力。
近日,中國(guó)自主研制的13兆瓦抗臺(tái)風(fēng)型海上風(fēng)電機(jī)組,在福建三峽海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)園順利下線,這是目前中國(guó)已下線的亞洲地區(qū)單機(jī)容量最大、葉輪直徑最大的風(fēng)電機(jī)組,國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到90%。
據(jù)介紹,該機(jī)組由中國(guó)東方電氣集團(tuán)有限公司自主研制、擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)!耙砸粋(gè)100萬千瓦的項(xiàng)目測(cè)算,與10兆瓦機(jī)組相比,選用13兆瓦風(fēng)電機(jī)組可減少機(jī)位23個(gè),節(jié)約工程造價(jià)約5億元,將有效降低度電成本,提高業(yè)主投資收益率!睎|方電氣風(fēng)電股份有限公司副總經(jīng)理鄭大周介紹。
值得一提的是,13兆瓦抗臺(tái)風(fēng)型海上風(fēng)電機(jī)組的成功問世,離不開福建三峽海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)園的孵化培育。
“8家國(guó)內(nèi)外知名風(fēng)機(jī)廠家在這里同場(chǎng)競(jìng)技,不僅為我國(guó)海上風(fēng)電發(fā)展遴選出最合適的風(fēng)機(jī),還有助于推進(jìn)海上風(fēng)電高端裝備國(guó)產(chǎn)化、大型化。”王武斌告訴記者,通過深度整合產(chǎn)業(yè)鏈,產(chǎn)業(yè)園在全面分析中國(guó)海上風(fēng)電開發(fā)實(shí)際需求與各廠家技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)后,通過多輪協(xié)調(diào),明確重要指標(biāo)參數(shù),深度參與大容量海上風(fēng)電機(jī)組研發(fā)全過程!巴瑫r(shí),我們還從技術(shù)、資金等給予廠商支持,從用戶端提供技術(shù)應(yīng)用反饋,與廠商實(shí)現(xiàn)共同進(jìn)步、互利共贏,進(jìn)而推動(dòng)整個(gè)行業(yè)升級(jí)!
2021年12月25日,如東海上風(fēng)電柔性直流輸電工程全面投運(yùn),實(shí)現(xiàn)了中國(guó)在柔直海上風(fēng)電領(lǐng)域“零”的突破。江蘇方天電力技術(shù)有限公司承擔(dān)著為其并網(wǎng)核心——海上換流站調(diào)試試驗(yàn)的關(guān)鍵任務(wù)。
“柔性直流技術(shù)是一種新型直流輸電技術(shù),能有效控制通過的電能,就如同在電力系統(tǒng)中接入一個(gè)完全可控的‘水泵’,能精準(zhǔn)控制‘水流’的方向流量等!狈教旃倦姎饧夹g(shù)中心項(xiàng)目經(jīng)理?xiàng)畲赫f。
安全穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)海上風(fēng)電大容量、遠(yuǎn)距離、直流輸送,牽起海陸兩端的高壓輸電電纜的性能至關(guān)重要!霸谀蛪涸囼(yàn)中,需要確保電纜充分放電。過去只能自然放電,等著電壓逐漸下降。”楊春介紹,經(jīng)測(cè)算,柔直工程自然放電最起碼要10個(gè)小時(shí),而試驗(yàn)期間正值夏季臺(tái)風(fēng)高發(fā),作業(yè)窗口期極為有限,如果沿用傳統(tǒng)方式,會(huì)影響整體進(jìn)度。
為此,方天公司在電纜設(shè)計(jì)制造階段就提前介入,與電纜制造商聯(lián)合攻關(guān),研發(fā)出世界首臺(tái)針對(duì)海陸直流電纜交接試驗(yàn)的大容量直流設(shè)備專業(yè)放電系統(tǒng),攻克了多項(xiàng)世界性難題,將放電時(shí)間縮短至50分鐘以內(nèi)。
“綜合來看,中國(guó)本地化研發(fā)制造的大容量海上風(fēng)電機(jī)組、超長(zhǎng)葉片、長(zhǎng)距離輸電工程等一系列海上風(fēng)電關(guān)鍵技術(shù)均取得重要突破,技術(shù)創(chuàng)新能力處于全球第一梯隊(duì),核心競(jìng)爭(zhēng)力優(yōu)勢(shì)明顯!敝袊(guó)可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專業(yè)委員會(huì)秘書長(zhǎng)秦海巖表示。
機(jī)遇涌現(xiàn)——
規(guī);l(fā)展前景可期
作為單體規(guī)模大、年利用小時(shí)數(shù)高的風(fēng)電發(fā)展類型,這些年,海上風(fēng)電優(yōu)勢(shì)盡顯,發(fā)展機(jī)遇正加速涌現(xiàn)。
“‘十四五’期間,海上風(fēng)電開發(fā)建設(shè)將進(jìn)一步走向規(guī)模化!眹(guó)家能源局新能源和可再生能源司副司長(zhǎng)王大鵬表示,隨著相關(guān)指導(dǎo)性文件的發(fā)布,海上風(fēng)電“高質(zhì)量躍升發(fā)展”的主題將逐漸明確。
3月21日,國(guó)家發(fā)改委和國(guó)家能源局印發(fā)的《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》提出,提升東部地區(qū)能源清潔低碳發(fā)展水平,要積極推進(jìn)東南部沿海地區(qū)海上風(fēng)電集群化開發(fā),重點(diǎn)建設(shè)廣東、福建、浙江、江蘇、山東等海上風(fēng)電基地。
與此同時(shí),多地也錨定“藍(lán)!,相繼出臺(tái)規(guī)劃,推進(jìn)海上風(fēng)電規(guī);_發(fā)。
山東省積極開拓海上風(fēng)電“主戰(zhàn)場(chǎng)”,聚焦渤中、半島北、半島南三大片區(qū),全力打造千萬千瓦級(jí)海上風(fēng)電基地。加快啟動(dòng)平價(jià)海上風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè),推動(dòng)海上風(fēng)電與海洋牧場(chǎng)融合發(fā)展試點(diǎn)示范,探索海上風(fēng)電項(xiàng)目與其他開發(fā)利用方式分層立體開發(fā),發(fā)揮海域資源利用的綜合效益,推動(dòng)海上風(fēng)電規(guī);l(fā)展。
《廣東省海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展“十四五”規(guī)劃》提出,“十四五”期間廣東省將推動(dòng)海上風(fēng)電項(xiàng)目規(guī)模化開發(fā),力爭(zhēng)到2025年底全省風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到1800萬千瓦,推動(dòng)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展,加快建設(shè)陽江、粵東海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)基地。
《江蘇省“十四五”海上風(fēng)電規(guī)劃》明確,“十四五”規(guī)劃海上風(fēng)電項(xiàng)目場(chǎng)址共28個(gè),規(guī)模909萬千瓦。“我們將依托豐富的海洋資源,大力發(fā)展海上風(fēng)電,爭(zhēng)取到2030年,可再生能源電力總量要占到全社會(huì)用電量比重的35%左右!苯K省能源局新能源處處長(zhǎng)盧先率介紹。
業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為,隨著規(guī);l(fā)展的到來,漂浮式海上風(fēng)電將成為未來新賽道。
專家表示,相比于傳統(tǒng)海上風(fēng)電的固定式基礎(chǔ),漂浮式海上風(fēng)電的適用范圍更大。其浮式基礎(chǔ)可自由移動(dòng),且易于拆除,適用海域類型更廣。在經(jīng)濟(jì)性層面,漂浮式海上風(fēng)電未來也更有提升潛力,例如可采用集成結(jié)構(gòu),簡(jiǎn)化程序,降低海上安裝費(fèi)用。
據(jù)了解,中國(guó)漂浮式海上風(fēng)電目前處于工程化示范階段,演示驗(yàn)證項(xiàng)目相繼裝機(jī)運(yùn)行測(cè)試,如中國(guó)首臺(tái)漂浮式海上風(fēng)電試驗(yàn)樣機(jī)——“三峽引領(lǐng)號(hào)”已于2021年正式完成風(fēng)電機(jī)組吊裝,中國(guó)海裝工程化示范項(xiàng)目也將于今年初建設(shè)完成。
此外,海上風(fēng)電與海洋牧場(chǎng)、海上油氣、海水淡化等多種能源資源的綜合開發(fā)利用及融合發(fā)展,也將是未來海上風(fēng)電的重要發(fā)展方向。
“產(chǎn)業(yè)協(xié)同與多能互補(bǔ)將成為海上風(fēng)電未來發(fā)展趨勢(shì),規(guī);⒍ㄖ苹、智慧化、大型化是降本增效的可靠途徑。”三峽集團(tuán)江蘇分公司總經(jīng)理袁英平建議,應(yīng)建立海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈,涵蓋海上風(fēng)電的規(guī)劃設(shè)計(jì)、選址,以及海上風(fēng)電專業(yè)服務(wù)、軟件開發(fā)等。
盧先率說,未來,江蘇省在海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)協(xié)同開發(fā)方面,要做一些示范性、探索性工作。“目前,我們一些海上風(fēng)電企業(yè)已經(jīng)探索了結(jié)合海上光伏的模式,技術(shù)上有待進(jìn)一步突破!
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