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中國海上風(fēng)電按下“快進鍵” 裝機規(guī)模躍居世界第一

人民日報海外版發(fā)布時間:2022-04-08 09:15:45

3月30日,碧海藍天下,白色的風(fēng)機高高聳立,巨大的槳葉悠悠轉(zhuǎn)動,將廣闊大海的陣陣海風(fēng)化為社會經(jīng)濟發(fā)展的新動能。

這里是位于廣東省陽江市沙扒鎮(zhèn)海域的國內(nèi)首個百萬千瓦級海上風(fēng)電項目——三峽陽江沙扒海上風(fēng)電項目(以下簡稱“三峽陽江項目”)。截至3月25日,該項目生產(chǎn)電能突破10億千瓦時,可替代標準煤30.76萬噸,相當(dāng)于50萬個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”目標的雙重驅(qū)動下,中國海上風(fēng)電“藍色引擎”動力十足。2021年,中國海上風(fēng)電裝機規(guī)模躍居世界第一,形成了完整的具有領(lǐng)先水平和全球競爭力的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈與供應(yīng)鏈。正如國家能源局新能源和可再生能源司司長李創(chuàng)軍所說:“中國海上風(fēng)電實現(xiàn)了從小到大、從弱到強、從發(fā)展緩慢到跨越式發(fā)展的重大突破。”

攻堅克難——

“走向藍?!背伞氨卮痤}”

若想實現(xiàn)“雙碳”目標,清潔能源業(yè)務(wù)亟需跨越式、差異化發(fā)展。由于裝機增速放緩,原本具有先發(fā)優(yōu)勢的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)正面臨被反超的局面。向海而興、向海圖強,“走向藍?!背蔀樾袠I(yè)破局的“必答題”。

“中國不僅要開發(fā)好陸地資源,也要走向藍海,建設(shè)海洋強國。海上風(fēng)電能夠促進科技進步、產(chǎn)業(yè)升級、帶動區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展,是一個很重要的產(chǎn)業(yè)鏈?!敝袊こ淘涸菏縿⒓檎f。

 事實上,發(fā)展海上風(fēng)電,中國擁有天然優(yōu)勢——海岸線長、可利用海域面積廣,擁有極大發(fā)展空間。

三峽集團三峽新能源公司董事長、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)工程必須做得扎實牢靠,塔筒頂端裝上葉輪后,海風(fēng)帶動葉輪轉(zhuǎn)動,進而驅(qū)動發(fā)電機運轉(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小時基本都是在海上漂泊?!弊鳛橐幻麚碛?年海上風(fēng)電工作經(jīng)驗的老兵,三峽陽江項目工程管理部經(jīng)理滕華燈告訴本報記者,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)。

以陽江海域為例,每年10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,最高時可達4米以上,每年的可作業(yè)天氣窗口只有100天左右。

“我們團隊平均年齡只有29歲,但大家的求知欲非常強,時常聚在一起開會,優(yōu)化施工方案?!泵鎸毫雍r,滕華燈帶領(lǐng)團隊邊學(xué)邊干,積極推動新技術(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)了國內(nèi)首根大容量光電復(fù)合海纜,三峽陽江項目成為國內(nèi)首個集中連片規(guī)模化開發(fā)的海上風(fēng)電項目。

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。“在豆腐上插筷子”,便是對潮間帶風(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)電試驗場項目落地江蘇省如東縣,回顧起當(dāng)年情景,國網(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,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,施工團隊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?!霸诮ú倪x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Ρ緢笥浾哒f。

伴隨設(shè)備技術(shù)的日趨成熟,開發(fā)經(jīng)驗的不斷積累,近兩年,中國海上風(fēng)電開發(fā)逐步進入加速期。2021年底,多個海上風(fēng)電項目迎來集中并網(wǎng):12月10日,華能山東半島南4號全容量并網(wǎng),成為山東省首個實現(xiàn)全容量并網(wǎng)的海上風(fēng)電項目;12月25日,江蘇大豐海上風(fēng)電項目正式全容量并網(wǎng)發(fā)電;12月29日,大連莊河海上風(fēng)電場址項目最后一臺海上風(fēng)機順利并網(wǎng)……

“從全球來看,中國海上風(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?!眲⒓檎f,“我相信,作為中國能源綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展的一個重要戰(zhàn)略支撐,未來,中國海上風(fēng)電還會持續(xù)高速發(fā)展。”

立足創(chuàng)新——

核心競爭力優(yōu)勢明顯

在中國海上風(fēng)電早期發(fā)展階段,多選用陸地機組進行適應(yīng)性改造后下海應(yīng)用,雖具有一定可靠性,但單機容量一般較?。蝗粢M國外設(shè)備,國內(nèi)企業(yè)并不掌握其核心技術(shù),運維、優(yōu)化亦受制于人。

在此背景下,中國立足科技創(chuàng)新,加快核心技術(shù)攻關(guān),目前已具備大兆瓦級風(fēng)電整機、關(guān)鍵核心大部件自主研發(fā)制造能力。

近日,中國自主研制的13兆瓦抗臺風(fēng)型海上風(fēng)電機組,在福建三峽海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)園順利下線,這是目前中國已下線的亞洲地區(qū)單機容量最大、葉輪直徑最大的風(fēng)電機組,國產(chǎn)化率達到90%。

據(jù)介紹,該機組由中國東方電氣集團有限公司自主研制、擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)?!耙砸粋€100萬千瓦的項目測算,與10兆瓦機組相比,選用13兆瓦風(fēng)電機組可減少機位23個,節(jié)約工程造價約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,13兆瓦抗臺風(fēng)型海上風(fēng)電機組的成功問世,離不開福建三峽海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)園的孵化培育。

“8家國內(nèi)外知名風(fēng)機廠家在這里同場競技,不僅為我國海上風(fēng)電發(fā)展遴選出最合適的風(fēng)機,還有助于推進海上風(fēng)電高端裝備國產(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)園在全面分析中國海上風(fēng)電開發(fā)實際需求與各廠家技術(shù)特點和優(yōu)勢后,通過多輪協(xié)調(diào),明確重要指標參數(shù),深度參與大容量海上風(fēng)電機組研發(fā)全過程?!巴瑫r,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,與廠商實現(xiàn)共同進步、互利共贏,進而推動整個行業(yè)升級。”

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,實現(xiàn)了中國在柔直海上風(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)中接入一個完全可控的‘水泵’,能精準控制‘水流’的方向流量等?!狈教旃倦姎饧夹g(shù)中心項目經(jīng)理楊春說。

安全穩(wěn)定實現(xiàn)海上風(fēng)電大容量、遠距離、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?!霸谀蛪涸囼炛校枰_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)測算,柔直工程自然放電最起碼要10個小時,而試驗期間正值夏季臺風(fēng)高發(fā),作業(yè)窗口期極為有限,如果沿用傳統(tǒng)方式,會影響整體進度。

為此,方天公司在電纜設(shè)計制造階段就提前介入,與電纜制造商聯(lián)合攻關(guān),研發(fā)出世界首臺針對海陸直流電纜交接試驗的大容量直流設(shè)備專業(yè)放電系統(tǒng),攻克了多項世界性難題,將放電時間縮短至50分鐘以內(nèi)。

“綜合來看,中國本地化研發(fā)制造的大容量海上風(fēng)電機組、超長葉片、長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,核心競爭力優(yōu)勢明顯?!敝袊稍偕茉磳W(xué)會風(fēng)能專業(yè)委員會秘書長秦海巖表示。

機遇涌現(xiàn)——

規(guī)模化發(fā)展前景可期

作為單體規(guī)模大、年利用小時數(shù)高的風(fēng)電發(fā)展類型,這些年,海上風(fēng)電優(yōu)勢盡顯,發(fā)展機遇正加速涌現(xiàn)。

“‘十四五’期間,海上風(fēng)電開發(fā)建設(shè)將進一步走向規(guī)模化?!眹夷茉淳中履茉春涂稍偕茉此靖彼鹃L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,國家發(fā)改委和國家能源局印發(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,要積極推進東南部沿海地區(qū)海上風(fēng)電集群化開發(fā),重點建設(shè)廣東、福建、浙江、江蘇、山東等海上風(fēng)電基地。

與此同時,多地也錨定“藍?!保嗬^出臺規(guī)劃,推進海上風(fēng)電規(guī)模化開發(fā)。

山東省積極開拓海上風(fēng)電“主戰(zhàn)場”,聚焦渤中、半島北、半島南三大片區(qū),全力打造千萬千瓦級海上風(fēng)電基地。加快啟動平價海上風(fēng)電項目建設(shè),推動海上風(fēng)電與海洋牧場融合發(fā)展試點示范,探索海上風(fēng)電項目與其他開發(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,推動海上風(fēng)電規(guī)模化發(fā)展。

《廣東省海洋經(jīng)濟發(fā)展“十四五”規(guī)劃》提出,“十四五”期間廣東省將推動海上風(fēng)電項目規(guī)?;_發(fā),力爭到2025年底全省風(fēng)電裝機容量達到1800萬千瓦,推動海上風(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)電項目場址共28個,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,爭取到2030年,可再生能源電力總量要占到全社會用電量比重的35%左右?!苯K省能源局新能源處處長盧先率介紹。

業(yè)內(nèi)人士普遍認為,隨著規(guī)模化發(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,且易于拆除,適用海域類型更廣。在經(jīng)濟性層面,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),簡化程序,降低海上安裝費用。

據(jù)了解,中國漂浮式海上風(fēng)電目前處于工程化示范階段,演示驗證項目相繼裝機運行測試,如中國首臺漂浮式海上風(fēng)電試驗樣機——“三峽引領(lǐng)號”已于2021年正式完成風(fēng)電機組吊裝,中國海裝工程化示范項目也將于今年初建設(shè)完成。

此外,海上風(fēng)電與海洋牧場、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)同與多能互補將成為海上風(fēng)電未來發(fā)展趨勢,規(guī)?;⒍ㄖ苹?、智慧化、大型化是降本增效的可靠途徑?!比龒{集團江蘇分公司總經(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、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?!澳壳?,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)上有待進一步突破。”


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