中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：近日，國(guó)內(nèi)首臺(tái)深遠(yuǎn)海浮式風(fēng)電裝備“扶搖號(hào)”在廣東茂名廣港碼頭完成總裝，舉行了拖航儀式，前往平均水深達(dá)65米的廣東湛江羅斗沙海域進(jìn)行示范應(yīng)用。浮式海上風(fēng)電裝備讓深遠(yuǎn)海豐富的風(fēng)力資源不再遙不可及，海上風(fēng)電的可開(kāi)發(fā)范圍正在不斷拓寬。
跨入新階段
“扶搖號(hào)”是我國(guó)目前最大的浮式風(fēng)電機(jī)組，由中國(guó)海裝牽頭自主研發(fā)，該浮體平臺(tái)總長(zhǎng)72米，配備了功率為6.2兆瓦的抗臺(tái)風(fēng)性風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，機(jī)位點(diǎn)平均水深達(dá)65米，超過(guò)了傳統(tǒng)固定式海上風(fēng)電的水深極限。
“與傳統(tǒng)陸上風(fēng)電或近海風(fēng)電開(kāi)發(fā)相比，深海風(fēng)資源開(kāi)發(fā)面臨水位太深的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)，如果采用先打樁再安裝風(fēng)電機(jī)組的方式，不僅施工成本高昂，而且樁基太長(zhǎng)影響風(fēng)機(jī)穩(wěn)定性?！敝袊?guó)海裝學(xué)科帶頭人董曄弘在接受記者采訪時(shí)表示，“在開(kāi)發(fā)深遠(yuǎn)海風(fēng)電的時(shí)候，需要考慮將風(fēng)電機(jī)組安裝在漂浮的平臺(tái)上，也就是海上浮式風(fēng)電技術(shù)。”
據(jù)董曄弘介紹：“研制過(guò)程中，面臨周期緊、環(huán)境條件流速大、海底地質(zhì)條件復(fù)雜等諸多難題，中國(guó)海裝項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)先后攻克突破了復(fù)雜海洋環(huán)境氣動(dòng)及水動(dòng)載荷耦合動(dòng)力學(xué)分析技術(shù)、海上浮式風(fēng)電裝備協(xié)同控制技術(shù)、浮式風(fēng)電裝備全耦合水池模型試驗(yàn)技術(shù)、基于系統(tǒng)性能匹配的海上浮式風(fēng)電裝備總體設(shè)計(jì)技術(shù)、以傳動(dòng)鏈優(yōu)化為核心的海上浮式風(fēng)電機(jī)組適應(yīng)性設(shè)計(jì)技術(shù)等系列卡脖子難題，最終研制出了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的深遠(yuǎn)海浮式風(fēng)電裝備‘扶搖號(hào)’?！?
技術(shù)百花齊放
“關(guān)鍵核心技術(shù)買(mǎi)不來(lái)，更要不來(lái)，唯有依靠自主創(chuàng)新和自主研發(fā)?！倍瓡虾脒M(jìn)一步告訴記者，“在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，中船集團(tuán)下屬的船舶設(shè)計(jì)研究中心和中國(guó)船舶科學(xué)研究中心承擔(dān)了浮體設(shè)計(jì)、錨泊系統(tǒng)設(shè)計(jì)、水池試驗(yàn)等方面的研究任務(wù)，上海交大船舶海洋與建筑工程學(xué)院為高精準(zhǔn)度的縮比水池試驗(yàn)提供了重要的技術(shù)支撐。此外，哈爾濱工程大學(xué)承擔(dān)了一體化耦合仿真相關(guān)的機(jī)理和理論研究工作，重慶大學(xué)承擔(dān)了浮式風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈力學(xué)分析及受力狀態(tài)監(jiān)測(cè)等技術(shù)研究。在各單位的合作下，最終完成了浮式風(fēng)電裝備的機(jī)組-浮體-系泊總體設(shè)計(jì)技術(shù)、一體化仿真分析技術(shù)、水池縮比試驗(yàn)驗(yàn)證技術(shù)、風(fēng)電機(jī)組適應(yīng)性優(yōu)化技術(shù)及海上浮式風(fēng)電建造施工技術(shù)等全流程技術(shù)開(kāi)發(fā)，具備了從氣象環(huán)境資源數(shù)據(jù)出發(fā)，開(kāi)展浮式風(fēng)電裝備研制的正向設(shè)計(jì)及實(shí)施能力。”
根據(jù)國(guó)家氣候中心統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，我國(guó)深海風(fēng)資源總量可達(dá)到10億千瓦，相當(dāng)于近海風(fēng)資源的2倍，正值我國(guó)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)逐步進(jìn)入全面平價(jià)時(shí)代，浮式風(fēng)電市場(chǎng)也迎來(lái)了百花齊放。
實(shí)際上，除了中國(guó)海裝外，巨大的市場(chǎng)潛力已吸引了大量企業(yè)入局。不論是明陽(yáng)智能等本土主流整機(jī)企業(yè)，還是西門(mén)子歌美颯、通用電氣等國(guó)際整機(jī)制造商，都相繼發(fā)布了新的浮式海上風(fēng)機(jī)技術(shù)。去年7月，通用電氣宣布將研發(fā)單機(jī)功率為12兆瓦的浮式海上風(fēng)機(jī)，維斯塔斯也宣布旗下10兆瓦浮式風(fēng)機(jī)進(jìn)入商用階段。業(yè)界普遍認(rèn)為，在全球積極應(yīng)對(duì)氣候變化的背景下，浮式海上風(fēng)電這一賽道將變得更加熱鬧。董曄弘認(rèn)為：“這是非常好的趨勢(shì)，中國(guó)的浮式風(fēng)電技術(shù)在短短的三四年間走過(guò)了歐洲將近20年的路?！?
拓展開(kāi)發(fā)邊界
風(fēng)電是實(shí)現(xiàn)碳中和的重要路徑，不斷推陳出新的浮式海上風(fēng)電技術(shù)，正在持續(xù)擴(kuò)展我國(guó)海上風(fēng)電的可開(kāi)發(fā)范圍。從潮間帶到近海，從近海到深遠(yuǎn)海，我國(guó)海上風(fēng)力資源的可開(kāi)發(fā)“邊界”已愈加模糊，浮式海上風(fēng)電技術(shù)的應(yīng)用勢(shì)必將推動(dòng)海上風(fēng)電市場(chǎng)規(guī)模實(shí)現(xiàn)高速增長(zhǎng)。
全球風(fēng)能理事會(huì)發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，近兩年來(lái)，我國(guó)都是全球海上風(fēng)電新增裝機(jī)容量最多的國(guó)家，隨著我國(guó)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)正式步入平價(jià)時(shí)代，中國(guó)仍將是全球海上風(fēng)電市場(chǎng)的“絕對(duì)主力”。據(jù)英國(guó)第三方咨詢機(jī)構(gòu)Carbon Trust此前發(fā)布的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，中國(guó)的浮式風(fēng)電市場(chǎng)到2030年將達(dá)到49.5萬(wàn)千瓦，在2035年將達(dá)到250萬(wàn)千瓦，到2040年則有望達(dá)到700萬(wàn)千瓦。
董曄弘表示，從目前來(lái)看，福建、粵東、粵西及海南周邊海域風(fēng)資源儲(chǔ)量高、靠近負(fù)荷中心、開(kāi)發(fā)潛力大，很有可能是下一階段海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)區(qū)域。在這些海域，中高水深的區(qū)域大量存在，浮式風(fēng)電市場(chǎng)規(guī)模相當(dāng)大。不僅如此，浮式海上風(fēng)電技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景，還可拓展至制氫、深海養(yǎng)殖、海水淡化等新興領(lǐng)域，海上風(fēng)電項(xiàng)目也將因此變得更加多元化。
如何推動(dòng)我國(guó)浮式海上風(fēng)電實(shí)現(xiàn)規(guī)?；l(fā)展？董曄弘建議：“浮式風(fēng)電目前還處在示范樣機(jī)階段，和固定式海上風(fēng)電的技術(shù)成熟度不是同一等級(jí)，希望在政策支持方面將浮式風(fēng)電和固定式海上風(fēng)電視作兩種完全不同的裝備，采用不同的扶持政策，適當(dāng)延后浮式風(fēng)電平價(jià)上網(wǎng)的期限。”
