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馭風(fēng)十余載 藍(lán)海起“三峽”
——“海上風(fēng)電安全高效開發(fā)成套技術(shù)和裝備及產(chǎn)業(yè)化”推動(dòng)我國海上風(fēng)電高質(zhì)量發(fā)展
在6月24日召開的全國科技大會(huì)、國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)和中國科學(xué)院第二十一次院士大會(huì)、中國工程院第十七次院士大會(huì)上，三峽集團(tuán)再次迎來高光時(shí)刻——牽頭完成的“海上風(fēng)電安全高效開發(fā)成套技術(shù)和裝備及產(chǎn)業(yè)化”榮獲2023年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。這是繼“長江三峽樞紐工程”榮獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)后，三峽集團(tuán)再一次作為第一完成單位榮膺國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)。
黨的十八大以來，習(xí)近平總書記多次在講話中談及海洋強(qiáng)國建設(shè)，重視海洋事業(yè)發(fā)展。2018年3月8日，習(xí)近平總書記在參加十三屆全國人大一次會(huì)議山東代表團(tuán)審議時(shí)強(qiáng)調(diào)，海洋是高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略要地。同年6月，總書記在考察青島海洋科學(xué)與技術(shù)試點(diǎn)國家實(shí)驗(yàn)室時(shí)指出，海洋經(jīng)濟(jì)、海洋科技將來是一個(gè)重要主攻方向，從陸域到海域都有我們未知的領(lǐng)域，有很大的潛力。
三峽集團(tuán)作為我國清潔能源領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，發(fā)揮央企作為國家原始創(chuàng)新“策源地”和現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈“鏈長”的重要作用，在海上風(fēng)電集中連片規(guī)?；_發(fā)實(shí)踐中，向作為高端技術(shù)創(chuàng)新聚集鏈的海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)軍，推動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)、核心裝備和先進(jìn)產(chǎn)能落地。
十多年來，無數(shù)次的科技攻關(guān)、裝備迭代升級和工程實(shí)踐，中國海上風(fēng)電事業(yè)步履蹣跚，終于從“一片空白”走向如今的“世界領(lǐng)先”。
風(fēng)起東海濱
2010年，首次以“低碳”理念亮相的上海世博會(huì)，吸引了全球7300多萬人次的駐足參觀。
會(huì)址向東70公里，34臺(tái)風(fēng)機(jī)矗立于碧海之上。這座因世博會(huì)而建設(shè)的亞洲第一個(gè)大型海上風(fēng)電場——上海市東海大橋風(fēng)電場，不僅為世博會(huì)送去清潔能源，更向世界彰顯著中國探索“藍(lán)色引擎”的決心。
“藍(lán)色國土”上，有資源之利。我國海域面積廣闊，發(fā)展風(fēng)電不占耕地和林地，且風(fēng)能資源集中、出力穩(wěn)定、風(fēng)功密度高，可驅(qū)動(dòng)大容量風(fēng)機(jī)。據(jù)中國氣象局評估，我國海上風(fēng)能資源技術(shù)可開發(fā)潛力超過35億千瓦，超過迄今為止全國累計(jì)發(fā)電裝機(jī)容量。目前，海上風(fēng)電的實(shí)際利用率不足1%，未來開發(fā)潛力巨大。
“綠色賬本”里，有“降碳”之計(jì)。“雙碳”目標(biāo)下，海上風(fēng)電正成為我國推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型的重要抓手。據(jù)測算，海上平均風(fēng)速比陸上高20%左右，海上風(fēng)電年平均利用小時(shí)數(shù)超過2500小時(shí)，最高可超過4000小時(shí)，平均比陸上風(fēng)電高500小時(shí)左右，同時(shí)距負(fù)荷中心較近，具有更高的能源效益。
“發(fā)展大計(jì)”中，有產(chǎn)業(yè)之重?，F(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系是現(xiàn)代化國家的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，海上風(fēng)電是典型的鏈條式產(chǎn)業(yè)，不僅能夠帶動(dòng)關(guān)鍵原材料及核心零部件、裝備制造、施工安裝等鏈上企業(yè)，還能聯(lián)動(dòng)重型運(yùn)輸、鋼鐵、化工等關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，通過產(chǎn)業(yè)配套與組合，形成規(guī)模龐大的產(chǎn)業(yè)集群。
“安全底座”上，有民生之需。我國是世界最大的能源消費(fèi)國，能源的飯碗必須牢牢端在自己手里。然而，我國能源供應(yīng)和能源需求逆向分布特征明顯，東部地區(qū)人口密集、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、能源需求旺盛且增長迅速，但傳統(tǒng)能源資源匱乏，能源對外依賴性強(qiáng)，海上風(fēng)電可成為我國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和應(yīng)對氣候變化的重要支撐。
海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平是衡量一個(gè)國家綜合實(shí)力的具體體現(xiàn)，高端海洋裝備和前沿海洋工程技術(shù)更是全球海洋科學(xué)技術(shù)的制高點(diǎn)，推動(dòng)海上風(fēng)電安全高效規(guī)?；?jīng)濟(jì)性開發(fā)，必須緊緊抓住創(chuàng)新這個(gè)“牛鼻子”，形成海上風(fēng)電高質(zhì)量發(fā)展的扎實(shí)推力。
風(fēng)涌三萬里
與海上風(fēng)電“搖籃”的歐洲北海相比，我國南?？芍^是“挑戰(zhàn)密布”。復(fù)雜的海域地質(zhì)條件、變化多端的波流、變幻莫測的氣候以及頻發(fā)的臺(tái)風(fēng)頻，都是阻礙我國海上風(fēng)電發(fā)展的不利條件。
不出海，捕風(fēng)生電只是空談；出海，技術(shù)底子薄，連打樁都是難事。艱難抉擇中，三峽集團(tuán)做出最后的決定——出海。
出海，又如何出？
一支曾經(jīng)過大江、進(jìn)大山、壘大壩、建設(shè)運(yùn)營著世界最大水電工程的隊(duì)伍，將目光投向了海洋。
凝聚產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合體數(shù)十家單位、上萬名建設(shè)者，伴隨著我國海上風(fēng)電從潮間帶、淺海、深遠(yuǎn)海挺進(jìn)的腳步，在海上風(fēng)電場設(shè)計(jì)、施工安裝、運(yùn)行維護(hù)和電力送出方面突破。
——設(shè)計(jì)更安全。面對海底地基復(fù)雜、強(qiáng)臺(tái)風(fēng)、大浪流等海洋環(huán)境，創(chuàng)新系列海上風(fēng)電新型基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，創(chuàng)立復(fù)雜海洋環(huán)境海上風(fēng)電設(shè)計(jì)理論方法體系。
圍繞工程項(xiàng)目開展風(fēng)機(jī)復(fù)合筒型、大直徑筒型、新型嵌巖樁等筒基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)研究和抗冰結(jié)構(gòu)研究，讓如同“筷子插入豆腐里”的風(fēng)電樁在海底穩(wěn)穩(wěn)“扎根”，一系列新體系、新方法、新理論推動(dòng)海上風(fēng)電安全發(fā)展拾級而上。
——安裝更高質(zhì)。立足海上風(fēng)電建設(shè)窗口期短的現(xiàn)實(shí)，提出復(fù)雜海洋環(huán)境下海上風(fēng)電安全高效施工安裝成套技術(shù)，研制新型施工安裝裝備，破解不同類型基礎(chǔ)安裝難題。
深遠(yuǎn)海風(fēng)電首臺(tái)浮式起重、安裝平臺(tái)組合裝備“烏東德”和“白鶴灘”號先后亮相南海，水電與風(fēng)電“大國重器”以奇妙的方式“雙向奔赴”。
——發(fā)電更高效。持續(xù)推動(dòng)海上風(fēng)電機(jī)組大型化發(fā)展，解開我國海域特有環(huán)境適應(yīng)性難題，實(shí)現(xiàn)海上風(fēng)電機(jī)組臺(tái)風(fēng)期發(fā)電功能。
推動(dòng)了4兆瓦到16兆瓦系列海上風(fēng)機(jī)的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，引領(lǐng)風(fēng)機(jī)容量進(jìn)入“兩位數(shù)時(shí)代”。投運(yùn)以來，“中國造”風(fēng)機(jī)陣列成功經(jīng)受多次超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)考驗(yàn)，化“臺(tái)風(fēng)危機(jī)”為“發(fā)電良機(jī)”。
——送電更長遠(yuǎn)。勾勒集中連片規(guī)?；吧钸h(yuǎn)海發(fā)展藍(lán)圖，解決了高電壓大容量海上風(fēng)電電力集中送出關(guān)鍵技術(shù)與裝備。
組織不同電壓等級的海底電纜研發(fā)，推動(dòng)我國海上升壓站從無到有、從有到優(yōu)，打造全球輸送容量最大、電壓等級最高海上風(fēng)電柔性直流輸電系統(tǒng)，為海上風(fēng)電向深遠(yuǎn)海、大規(guī)模、低成本發(fā)展帶來可能。
2021年末，315臺(tái)“中國三峽”風(fēng)機(jī)颯颯列陣南海，四大類16種細(xì)分基礎(chǔ)型式匯集出海上風(fēng)電基礎(chǔ)的“博物館”，以多個(gè)“全國之最”“世界之最”為我國海上風(fēng)電發(fā)展積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。
風(fēng)勁潮涌時(shí)
在縱貫我國南北18000公里的“藍(lán)色走廊”上，獲獎(jiǎng)項(xiàng)目創(chuàng)新成果已成功應(yīng)用于遼寧莊河、江蘇如東、福建興化灣和廣東陽江等我國70%以上海上風(fēng)電項(xiàng)目，支撐超過2400萬千瓦規(guī)模的海上風(fēng)電建設(shè)，經(jīng)濟(jì)效益超600億元，減排二氧化碳約5000萬噸。
數(shù)據(jù)所折射的，是暖心的“民生賬”。
——共享發(fā)展，生活向好。對8600萬“大灣區(qū)居民”來說，藍(lán)色電能一端連接著“降碳曲線”，一端連接著“品質(zhì)生活”。世界夜景衛(wèi)星圖上，粵港澳大灣區(qū)璀璨的燈光交相輝映，三峽廣東陽江沙扒海上風(fēng)電項(xiàng)目每年可為粵港澳大灣區(qū)提供約56億千瓦時(shí)的清潔電能，可在滿足240萬戶家庭年用電量的情況下，減排二氧化碳480萬噸。
——綠色發(fā)展，動(dòng)力向“新”。海上風(fēng)電是復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要并網(wǎng)送出、海上施工、運(yùn)行維護(hù)等配套工程技術(shù)配合，這為地方經(jīng)濟(jì)帶來綠色增長極。江蘇小城如東，這個(gè)一度以化工、食品、農(nóng)業(yè)、紡織為主的縣城，在引入以風(fēng)電為主的新能源產(chǎn)業(yè)企業(yè)群進(jìn)駐后，形成集制造、施工、運(yùn)維、檢測為一體的海上風(fēng)電設(shè)備制造全產(chǎn)業(yè)鏈，蹚出了綠色轉(zhuǎn)型的新路子。10年來，如東縣經(jīng)濟(jì)總量翻了近3番，生態(tài)環(huán)境持續(xù)向好，2023年優(yōu)良天數(shù)比率全省最高。
——協(xié)調(diào)發(fā)展，結(jié)構(gòu)向優(yōu)。2023年12月21日，全球首臺(tái)16兆瓦超大容量海上風(fēng)電機(jī)組在三峽集團(tuán)平潭海上風(fēng)電場刷新海上風(fēng)電單機(jī)日發(fā)電量世界紀(jì)錄。從平潭“一點(diǎn)”向南北“一線”縱觀，從服務(wù)東北振興戰(zhàn)略，到長三角一體化戰(zhàn)略、粵港澳大灣區(qū)戰(zhàn)略，不斷延伸的“藍(lán)色走廊”正從能源“神經(jīng)末梢”變?yōu)椤皬?qiáng)健筋骨”，與“西電東送”國家戰(zhàn)略構(gòu)成時(shí)空互補(bǔ)，為我國能源安全帶來澎湃后勁。
從戰(zhàn)略目標(biāo)看，構(gòu)建海洋新質(zhì)生產(chǎn)力，重點(diǎn)在于保障國家能源安全。目前，全球70%的潛在海風(fēng)資源位于水深大于60米的深水海域?！笆奈濉焙笃冢覈Ｉ巷L(fēng)電將向風(fēng)速條件更好，但建設(shè)條件更嚴(yán)苛的深遠(yuǎn)海推進(jìn)。
發(fā)展海洋新質(zhì)生產(chǎn)力，需要海洋技術(shù)和海洋裝備的科學(xué)水平和新型海洋工業(yè)體系的支撐。其中，勘察設(shè)計(jì)技術(shù)、裝備技術(shù)、施工技術(shù)、輸電技術(shù)有待更多零的突破；海上風(fēng)電跨入平價(jià)時(shí)代，降低海上風(fēng)電運(yùn)維成本、推動(dòng)海上風(fēng)電數(shù)字化智能化技術(shù)創(chuàng)新，仍有許多“填空題”要答。
迎向海上風(fēng)電發(fā)展的“黃金時(shí)代”，唯有破浪前行。
