中國儲能網(wǎng)訊：日前，全球首臺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)志著我國海上風(fēng)電大容量機(jī)組研發(fā)制造及運營能力再上新臺階。
截至2022年年底，我國海上風(fēng)電累計裝機(jī)已超3000萬千瓦，連續(xù)兩年位居全球首位。將時間軸拉長，截至2012年年底，我國海上風(fēng)電累計裝機(jī)約39萬千瓦；截至2017年底，累計裝機(jī)約279萬千瓦?？梢钥闯觯覈Ｉ巷L(fēng)電雖然起步較晚，但發(fā)展迅猛，已進(jìn)入規(guī)模化開發(fā)階段。
《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》提出，“積極推動近海海上風(fēng)電規(guī)?；l(fā)展”“推動深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電技術(shù)創(chuàng)新和示范應(yīng)用”。我國發(fā)展海上風(fēng)電有哪些優(yōu)勢？下一步還需向哪些方面發(fā)力？
開發(fā)勢頭強(qiáng)勁，大幅提升經(jīng)濟(jì)性
要了解16兆瓦海上風(fēng)機(jī)，不妨先看幾個關(guān)鍵字：“大”，單支葉片長123米，葉輪掃風(fēng)面積約7個足球場大小；“高”，輪轂中心高度152米，相當(dāng)于50層樓高；“綠”，每年可輸出超6600萬千瓦時的綠色電力。不僅如此，其開發(fā)應(yīng)用還攻克了超長柔性葉片、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。“應(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，推動項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。
中國可再生能源學(xué)會風(fēng)能專業(yè)委員會秘書長秦海巖介紹，當(dāng)前我國已具備大容量海上風(fēng)電機(jī)組自主設(shè)計、研發(fā)、制造、安裝、調(diào)試、運行能力。我國生產(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)量占到全球市場的70%以上。去年9月，我國自主建造的2000噸級海上風(fēng)電安裝平臺“白鶴灘”號投運，增強(qiáng)了海上風(fēng)電機(jī)組施工安裝能力。
依托規(guī)?；_發(fā)與技術(shù)進(jìn)步，海上風(fēng)電開發(fā)的經(jīng)濟(jì)性大幅提高。秦海巖介紹，2010至2021年，我國海上風(fēng)電度電成本降幅接近56%。當(dāng)前海上風(fēng)電項目平均度電成本已降至0.33元/千瓦時左右，到“十四五”末有望實現(xiàn)全面平價。
海上風(fēng)電發(fā)展前景廣闊。一方面，我國擁有1.8萬多千米大陸海岸線，海上風(fēng)能資源豐富。另一方面，我國電力負(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”與“電從身邊來”協(xié)同發(fā)展。
我國將推動山東半島、長三角、閩南、粵東、北部灣等千萬千瓦級海上風(fēng)電基地開發(fā)建設(shè)，推進(jìn)一批百萬千瓦級的重點項目集中連片開發(fā)，結(jié)合基地開發(fā)建設(shè)推進(jìn)深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電平價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16兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組主機(jī)由上萬個零部件組成，關(guān)鍵部件均已實現(xiàn)100%國產(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，軸承必須保障它們能長時間平穩(wěn)流暢運轉(zhuǎn)。這意味著直徑3.2米的軸承加工誤差不能超過0.01毫米?！拜S承公司之前沒做過這么大尺寸的軸承。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)束了我國不能研制超大容量海上風(fēng)電機(jī)組主軸軸承的歷史?！庇诔抗庹f。
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)90萬千瓦海上風(fēng)電場有序運轉(zhuǎn)，每年可提供32.5億千瓦時綠電。“項目應(yīng)用了狀態(tài)參數(shù)辨識自適應(yīng)增功控制技術(shù)，實時感知風(fēng)況變化及機(jī)組運行狀態(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，國際風(fēng)電創(chuàng)新港項目正在加緊建設(shè)。未來這里將形成“研發(fā)設(shè)計一體化、工藝流程一體化、生產(chǎn)制造一體化、檢測認(rèn)證一體化”的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)集群。汕頭國際風(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驗中心測試，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，我國首座深遠(yuǎn)海浮式風(fēng)電平臺“海油觀瀾號”并入文昌油田群電網(wǎng)，使我國海上風(fēng)電的自主開發(fā)能力從水深不到50米提升至100米以上。
中國海油研究總院院長米立軍介紹，在近淺海，風(fēng)機(jī)是通過鋼管或者導(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)變得過于龐大，性價比將大打折扣?！案∈狡脚_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)能資源開發(fā)?！泵琢④娬f。
目前來看，我國深遠(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)品的國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈還不完整，運維數(shù)據(jù)和經(jīng)驗積累相對不足；從成本來說，漂浮式風(fēng)電項目造價較高，仍處于商業(yè)化初期，亟須探索顛覆性新技術(shù)和高效開發(fā)模式。
根據(jù)相關(guān)規(guī)劃，我國將推進(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“十四五”時期開工建設(shè)我國首個漂浮式商業(yè)化海上風(fēng)電項目。在資源和建設(shè)條件好的區(qū)域，結(jié)合基地項目建設(shè)，推動一批百萬千瓦級深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電示范工程開工建設(shè)，力爭2025年前建成一至兩個平價海上風(fēng)電場工程。
隨著海上風(fēng)電開發(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)具備條件的項目盡早開工建設(shè)。
同時，行業(yè)仍需保持合理的開發(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)險大，也無法讓風(fēng)能資源得到最有效利用，造成浪費。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個燃料電站與“海油觀瀾號”風(fēng)電平臺融合成一個整體，實現(xiàn)海洋油氣綠色低碳開發(fā)?！拔磥?，可以推動海上風(fēng)電項目開發(fā)與海洋牧場、海水制氫、觀光旅游等相結(jié)合，實現(xiàn)‘海上糧倉+藍(lán)色能源’立體開發(fā)。”秦海巖說。
