中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：日前，全球首臺(tái)16兆瓦超大容量海上風(fēng)電機(jī)組在這里成功并網(wǎng)發(fā)電，標(biāo)志著我國(guó)海上風(fēng)電大容量機(jī)組研發(fā)制造及運(yùn)營(yíng)能力再上新臺(tái)階。
截至2022年年底，我國(guó)海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)已超3000萬(wàn)千瓦，連續(xù)兩年位居全球首位。將時(shí)間軸拉長(zhǎng)，截至2012年年底，我國(guó)海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)約39萬(wàn)千瓦；截至2017年底，累計(jì)裝機(jī)約279萬(wàn)千瓦?？梢钥闯?，我國(guó)海上風(fēng)電雖然起步較晚，但發(fā)展迅猛，已進(jìn)入規(guī)?；_(kāi)發(fā)階段。
《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》提出，“積極推動(dòng)近海海上風(fēng)電規(guī)?；l(fā)展”“推動(dòng)深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電技術(shù)創(chuàng)新和示范應(yīng)用”。我國(guó)發(fā)展海上風(fēng)電有哪些優(yōu)勢(shì)？下一步還需向哪些方面發(fā)力？
開(kāi)發(fā)勢(shì)頭強(qiáng)勁，大幅提升經(jīng)濟(jì)性
要了解16兆瓦海上風(fēng)機(jī)，不妨先看幾個(gè)關(guān)鍵字：“大”，單支葉片長(zhǎng)123米，葉輪掃風(fēng)面積約7個(gè)足球場(chǎng)大??；“高”，輪轂中心高度152米，相當(dāng)于50層樓高；“綠”，每年可輸出超6600萬(wàn)千瓦時(shí)的綠色電力。不僅如此，其開(kāi)發(fā)應(yīng)用還攻克了超長(zhǎng)柔性葉片、大型主軸軸承、超大容量發(fā)電機(jī)小型化等一系列關(guān)鍵技術(shù)難題。
從2007年1.5兆瓦風(fēng)機(jī)在渤海建成發(fā)電，到如今的16兆瓦、18兆瓦風(fēng)機(jī)陸續(xù)推出，機(jī)組大型化成為海上風(fēng)電發(fā)展的顯著趨勢(shì)?！皯?yīng)用更大的風(fēng)電機(jī)組，能夠節(jié)省用海面積、提高發(fā)電效率、降低安裝施工成本等，推動(dòng)項(xiàng)目整體度電成本下降?！苯痫L(fēng)科技海上業(yè)務(wù)單元總經(jīng)理于晨光說(shuō)。
中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專業(yè)委員會(huì)秘書長(zhǎng)秦海巖介紹，當(dāng)前我國(guó)已具備大容量海上風(fēng)電機(jī)組自主設(shè)計(jì)、研發(fā)、制造、安裝、調(diào)試、運(yùn)行能力。我國(guó)生產(chǎn)的發(fā)電機(jī)、輪轂、塔架等鑄鍛件以及葉片、齒輪箱、軸承等關(guān)鍵零部件產(chǎn)量占到全球市場(chǎng)的70%以上。去年9月，我國(guó)自主建造的2000噸級(jí)海上風(fēng)電安裝平臺(tái)“白鶴灘”號(hào)投運(yùn)，增強(qiáng)了海上風(fēng)電機(jī)組施工安裝能力。
依托規(guī)?；_(kāi)發(fā)與技術(shù)進(jìn)步，海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)性大幅提高。秦海巖介紹，2010至2021年，我國(guó)海上風(fēng)電度電成本降幅接近56%。當(dāng)前海上風(fēng)電項(xiàng)目平均度電成本已降至0.33元/千瓦時(shí)左右，到“十四五”末有望實(shí)現(xiàn)全面平價(jià)。
海上風(fēng)電發(fā)展前景廣闊。一方面，我國(guó)擁有1.8萬(wàn)多千米大陸海岸線，海上風(fēng)能資源豐富。另一方面，我國(guó)電力負(fù)荷集中在東部沿海地區(qū)，但能源資源主要集中在西部和北部地區(qū)，靠近沿海地區(qū)發(fā)展海上風(fēng)電，能夠?qū)崿F(xiàn)“電從遠(yuǎn)方來(lái)”與“電從身邊來(lái)”協(xié)同發(fā)展。
我國(guó)將推動(dòng)山東半島、長(zhǎng)三角、閩南、粵東、北部灣等千萬(wàn)千瓦級(jí)海上風(fēng)電基地開(kāi)發(fā)建設(shè)，推進(jìn)一批百萬(wàn)千瓦級(jí)的重點(diǎn)項(xiàng)目集中連片開(kāi)發(fā)，結(jié)合基地開(kāi)發(fā)建設(shè)推進(jìn)深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電平價(jià)示范和海上能源島示范工程。
突破關(guān)鍵技術(shù)，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)集群化
全球首臺(tái)16兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組主機(jī)由上萬(wàn)個(gè)零部件組成，關(guān)鍵部件均已實(shí)現(xiàn)100%國(guó)產(chǎn)化。
主軸軸承是風(fēng)機(jī)的核心部件。3支總重量100多噸的巨型葉片在旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸承必須保障它們能長(zhǎng)時(shí)間平穩(wěn)流暢運(yùn)轉(zhuǎn)。這意味著直徑3.2米的軸承加工誤差不能超過(guò)0.01毫米?！拜S承公司之前沒(méi)做過(guò)這么大尺寸的軸承。我們分享了滿足風(fēng)機(jī)可靠性所需的載荷、扭矩等相關(guān)資料。軸承的順利交付結(jié)束了我國(guó)不能研制超大容量海上風(fēng)電機(jī)組主軸軸承的歷史。”于晨光說(shuō)。
智能化應(yīng)用，提高產(chǎn)品性能。渤海海域，山東能源電力集團(tuán)90萬(wàn)千瓦海上風(fēng)電場(chǎng)有序運(yùn)轉(zhuǎn)，每年可提供32.5億千瓦時(shí)綠電?！绊?xiàng)目應(yīng)用了狀態(tài)參數(shù)辨識(shí)自適應(yīng)增功控制技術(shù)，實(shí)時(shí)感知風(fēng)況變化及機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，確保發(fā)電性能達(dá)到最優(yōu)，單機(jī)能夠提升約3%的發(fā)電量?！鄙綎|能源電力集團(tuán)黨委書記李偉介紹。
集群化發(fā)展，提升供應(yīng)鏈韌性。廣東汕頭，國(guó)際風(fēng)電創(chuàng)新港項(xiàng)目正在加緊建設(shè)。未來(lái)這里將形成“研發(fā)設(shè)計(jì)一體化、工藝流程一體化、生產(chǎn)制造一體化、檢測(cè)認(rèn)證一體化”的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)集群。汕頭國(guó)際風(fēng)電創(chuàng)新港打通企業(yè)和企業(yè)之間的“圍墻”，相當(dāng)于在一個(gè)超大廠房里，不同車間里的工序高效流轉(zhuǎn)。設(shè)備制造完后，還可以就近在旁邊的實(shí)驗(yàn)中心測(cè)試，提升迭代速度。
向深遠(yuǎn)海進(jìn)軍，促進(jìn)跨產(chǎn)業(yè)融合
5月，我國(guó)首座深遠(yuǎn)海浮式風(fēng)電平臺(tái)“海油觀瀾號(hào)”并入文昌油田群電網(wǎng)，使我國(guó)海上風(fēng)電的自主開(kāi)發(fā)能力從水深不到50米提升至100米以上。
中國(guó)海油研究總院院長(zhǎng)米立軍介紹，在近淺海，風(fēng)機(jī)是通過(guò)鋼管或者導(dǎo)管架，深深插入海底，固定風(fēng)機(jī)；在深遠(yuǎn)海，這種結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)變得過(guò)于龐大，性價(jià)比將大打折扣。“浮式平臺(tái)可以打破作業(yè)水深和海底固定安裝條件的限制，有效拓展深遠(yuǎn)海風(fēng)能資源開(kāi)發(fā)?！泵琢④娬f(shuō)。
目前來(lái)看，我國(guó)深遠(yuǎn)海浮式風(fēng)電的發(fā)展仍面臨一些挑戰(zhàn)。例如漂浮式風(fēng)電的系泊纜、電纜等高端產(chǎn)品的國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈還不完整，運(yùn)維數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)積累相對(duì)不足；從成本來(lái)說(shuō)，漂浮式風(fēng)電項(xiàng)目造價(jià)較高，仍處于商業(yè)化初期，亟須探索顛覆性新技術(shù)和高效開(kāi)發(fā)模式。
根據(jù)相關(guān)規(guī)劃，我國(guó)將推進(jìn)漂浮式風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)、遠(yuǎn)海柔性直流輸電技術(shù)創(chuàng)新和示范應(yīng)用，力爭(zhēng)“十四五”時(shí)期開(kāi)工建設(shè)我國(guó)首個(gè)漂浮式商業(yè)化海上風(fēng)電項(xiàng)目。在資源和建設(shè)條件好的區(qū)域，結(jié)合基地項(xiàng)目建設(shè)，推動(dòng)一批百萬(wàn)千瓦級(jí)深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電示范工程開(kāi)工建設(shè)，力爭(zhēng)2025年前建成一至兩個(gè)平價(jià)海上風(fēng)電場(chǎng)工程。
隨著海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)提速以及走向深遠(yuǎn)海，相應(yīng)的審批流程、用海政策等方面可以進(jìn)一步優(yōu)化，并完善海洋、氣象、海事、環(huán)保等部門的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)機(jī)制，進(jìn)行整體規(guī)劃，促進(jìn)具備條件的項(xiàng)目盡早開(kāi)工建設(shè)。
同時(shí)，行業(yè)仍需保持合理的開(kāi)發(fā)節(jié)奏。秦海巖認(rèn)為，海上風(fēng)電技術(shù)正處在快速迭代中，如果使用現(xiàn)有技術(shù)大干快上，不僅成本高、風(fēng)險(xiǎn)大，也無(wú)法讓風(fēng)能資源得到最有效利用，造成浪費(fèi)。因此，“十四五”海上風(fēng)電發(fā)展的主基調(diào)依然是穩(wěn)妥。
海上風(fēng)電行業(yè)要走得更遠(yuǎn)、更穩(wěn)，跨產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展是探索方向。在文昌油田群，打造海上風(fēng)電與海洋油氣融合發(fā)展新模式，將油田群的4個(gè)燃料電站與“海油觀瀾號(hào)”風(fēng)電平臺(tái)融合成一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)海洋油氣綠色低碳開(kāi)發(fā)?！拔磥?lái)，可以推動(dòng)海上風(fēng)電項(xiàng)目開(kāi)發(fā)與海洋牧場(chǎng)、海水制氫、觀光旅游等相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)‘海上糧倉(cāng)+藍(lán)色能源’立體開(kāi)發(fā)。”秦海巖說(shuō)。
