這一天,國人爭“風”深海的距離再一次被拉近!
初夏的茂名,鳳凰花開,海風輕拂,投用兩年多的廣東茂名廣港碼頭(tóu)迎來了一位重量級(jí)“客人(rén)”。5月27日,國內(nèi)首台深遠(yuǎn)海浮式風電裝備——“扶搖號”在這(zhè)裏完成總裝,並成功舉行拖(tuō)航儀式。這一裏程碑節點將對我國海上風電(diàn)邁向深遠海、助力(lì)“30·60”目標達成產生(shēng)深遠意義。
5月31日,位於廣東省徐聞縣的羅鬥沙海域,國內首台深遠海浮式風電裝(zhuāng)備“扶搖號”風機高高聳立,施工船將該平台拖至項目規劃位置(zhì),開啟安裝固定施(shī)工。湛江海事局現場護(hù)航,保障海上作業安全。

方興未艾,浮式風電進展突破
碳達峰(fēng)、碳中(zhōng)和“30·60”目標開啟了低碳新(xīn)時代,在全球碳中和遠景(jǐng)之下,包括中國在內的各世界主要經濟體無一例外將風電行業發展作為實現碳中和的重要路徑之一。
作為海洋(yáng)大國,我國海上風資源豐富,其中深遠(yuǎn)海風電資(zī)源開發利用潛力尤其巨大(dà),據公開數據顯示:我國(guó)深遠海風能儲量達1268GW,遠海風資源占比超過60%(按照(zhào)國際通用(yòng)慣例以及實際工程經驗,一般認為水深大於(yú)50米為深海風電,場區(qū)中心(xīn)離岸距離大於70千米為遠海風電)。同時,海上(shàng)風電也因其清潔低碳、靠近東南沿海地區用電負荷側、消納方便,在“雙(shuāng)碳目標”中的重要作用(yòng)愈加凸顯,發(fā)展海上風電被(bèi)視為我(wǒ)國(guó)能源結構轉型的重要戰略支撐。

目前,我國海上風電(diàn)已(yǐ)邁入(rù)全麵平價、大規模開發階段。作為(wéi)國內海上風電先行者和風電裝備技術“國家隊”,中(zhōng)國海裝依托“國(guó)家海上風力發電工程技術研究中(zhōng)心”深耕海上風電十餘年(nián),在海上風資(zī)源開發利用上具有豐富經驗和硬核實(shí)力。隨著全球(qiú)能源轉(zhuǎn)型進程不斷加速,中國海裝乘勢而上、勇擔重任,主動承擔了《海上浮式風電裝備研製》項目,並通過集智攻關,硬(yìng)是將(jiāng)深遠海浮式風(fēng)電裝備這塊硬骨頭啃了下(xià)來,全力以赴完成了國內首台深遠海浮式風電裝備——“扶搖號”的設計製造等係列工作。“扶搖號”浮式風電裝備將應用(yòng)於平均水深65m的深海海域,具備(bèi)環境適應性強(qiáng)、浮式機組(zǔ)功率國內最大、浮(fú)體(tǐ)結構形式簡(jiǎn)單、係泊錨固係(xì)統可靠性高、一體化設計等諸多優勢,它的(de)誕生(shēng)填補了我(wǒ)國深遠海浮式風電裝備空白,成為我國進軍深遠海能源開發領域的一大“利器”。

逐夢深海,自主創新勢頭強勁
當前海上風電機組主要是通過單樁或(huò)者導管架式等結構固定在海床上,基礎固定式機組的最大缺(quē)陷在於隻能應用於水深不超過60m的近岸淺海海域,而當水深大於60m時,固定式支(zhī)撐(chēng)結構的成(chéng)本(běn)急劇增加,而采用漂浮式基(jī)礎的技術(shù)經(jīng)濟指標將大幅提升,浮式基礎由於不受(shòu)水(shuǐ)深限製以及能夠簡化機組吊裝,從而使深遠海域的風能資源開發成為可能。因(yīn)此,浮式風電機組已成為60m水深以上的海(hǎi)上風場建設必然選擇。
關鍵核心(xīn)技術買不來,更要不(bú)來,唯(wéi)有依靠(kào)自主創新和自主研發(fā)。依托母公司中國船舶集團在海(hǎi)洋裝備領域的深厚底(dǐ)蘊和(hé)全產業鏈優(yōu)勢,中國海裝聯合集團內多(duō)家優(yōu)勢(shì)企業及優質外協單位,緊密圍繞海上浮式風電裝備能力提升問題,從海上浮式風電裝備的環境適應性(xìng)出發,開展基礎理(lǐ)論研究和實(shí)驗技術研究,在基礎理論與實驗結果(guǒ)互相驗證的(de)基礎上,綜合(hé)運用各種工具和分析結果,開展海上浮式風電裝備的工程設計,最終形成了風電機組-浮體-係泊係統的(de)一體化設計方案。

“扶搖號”研製過程中,麵臨時間周期緊、環境條件流速大、海底地址條件複雜等(děng)諸多難題,中國海裝項目團隊通過自力更生、集智聚力,先後(hòu)攻克突破了複雜海洋環(huán)境氣動及水動載荷耦合動力學(xué)分(fèn)析(xī)技術、海上浮式風電(diàn)裝(zhuāng)備協(xié)同控製技術、浮式風電裝備全(quán)耦合水池模型試驗技術、基於係統性能匹配的海上浮式風電裝備總體設計技術(shù)、以傳(chuán)動鏈優化為核心的海上浮式風(fēng)電機組適應性設計技術等係列卡脖子難題(tí),讓研發工作與工程實施同步推進、互融互促,最終研製出了具(jù)有自主知識產權、具有獨特戰略優勢的深遠(yuǎn)海浮式風電裝備(bèi)“扶搖號”。
扶(fú)搖號”浮式平台總長72米、型深33米、型寬80米,搭載中國(guó)海裝6.2MW抗台型(xíng)I類風力發電機組,機組塔筒高度為78米(mǐ),輪轂中心高度96米,風(fēng)輪直徑152米,葉片長度74米(mǐ),浮(fú)體和機組總重量超過4000噸,為目前國內最大浮式風電機組。此(cǐ)外,“扶搖號”主要部件90%以上在國內(nèi)完成配套,這將有效填(tián)補國內該領域空白,也將進一步提升我國在風電和(hé)海洋工程(chéng)裝備領域的國際競爭力(lì)。

未來可期,產業應用前景(jǐng)廣闊
產業的(de)成長(zhǎng)和擴張是一個從專業化到(dào)係統化、從單一化到多元化的過程,同時每個(gè)產業的發(fā)展都(dōu)有一定的階段性。“海(hǎi)上風電商業化過(guò)程,基本(běn)符合產業(yè)發展的規律,浮(fú)動式風電的(de)商業化(huà)路徑,也(yě)可以朝著預計的發展,並且同樣遵循從技術競賽——降低成本——商業化應用的幾個發展階段。”中國可再生能源學會風(fēng)能專委會秘書長秦海岩在“能明白@會客廳”談及海上風電時表示。
據英國第三方谘詢機構Carbon Trust2020年7月發布的預測(cè)數據,中國的漂浮式風電市場將在2025年達到20MW,在2030年達到495MW,在2035年達到2500MW,在2040年(nián)達到7000MW,未來市場前景廣闊。而(ér)按照目前國(guó)內漂浮(fú)式風電行業的快速發展態勢,數據將遠超以上預測值。

作為(wéi)國內乃至國際上首個由風電整機廠商(shāng)直接(jiē)主導的浮式(shì)風電示範工程,中國海裝在“扶搖號”研發過程中提出了麵向工程(chéng)應用的成套解決(jué)方案,掌握了浮式風(fēng)電裝備開發的全流程技術開發能力(lì),打破了(le)國外的技術壟(lǒng)斷,達到了國(guó)內領先水(shuǐ)平。同時,中國(guó)海裝協同全產業鏈優(yōu)勢(shì)企業,大幅(fú)推動了我(wǒ)國在高端(duān)軸承(chéng)、齒輪箱、大功率發電機以及高端(duān)係(xì)泊係統製造等前沿技術的進步,為未來浮式風電大量定製化設計場(chǎng)景提供了技術支撐,探索了浮式風電降低成本的路徑,對(duì)我國浮式風電規模化發展提(tí)供了依據。
好風(fēng)憑借力,扶搖上青雲。待“扶搖號”投入應用後,中國海裝將(jiāng)圍繞(rào)浮式風電裝備的成本經濟性、發電(diàn)性能、電能(néng)質(zhì)量控製等方麵(miàn)開展進一步探索,並在此基礎上,開發更大功率等級的浮式風電(diàn)裝備,矢誌推(tuī)動我國浮式風電產業化規模化(huà)發(fā)展。未(wèi)來,中國海裝還將積極探索與浮式風電相關的產業配套及產業組合(hé),力爭在海上風電與海洋氫能、深海養(yǎng)殖、海上旅遊(yóu)、海水淡化等能源(yuán)和資源(yuán)多場景應用及裝備新發展上取得新突破,以(yǐ)進一步豐富產業集群,增強(qiáng)中國(guó)海裝海上風(fēng)電(diàn)全壽命周期綜合服務能力,助推我(wǒ)國海洋經濟(jì)的高質量發展。

“十四五”時期是碳達峰的關鍵期(qī)、窗口期,中國海裝將秉(bǐng)承“創新引領、海陸並舉(jǔ)、向海圖強(qiáng)”的發展思路,踐(jiàn)行新發展理念,支撐新能源戰略,以企業的高質量發展推動我國海上風電向深遠(yuǎn)海走深走實,助(zhù)力構建清潔低碳安全高效的新型(xíng)能源體係。
來(lái)源:中國(guó)海裝