DQZHAN訊：海上風(fēng)電如何實現(xiàn)彎道超車
這些年來，國內(nèi)從2007年1.5MW的風(fēng)機起步，到2009年東海大橋3MW的風(fēng)機，再到三峽響水海上風(fēng)電場批量單機4MW機組，到如今福建三峽海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)園孵化的13MW大風(fēng)機，一路走來，中國同歐美國家，從*開始的跟跑，到慢慢地并跑，不久的將來，我們相信一定可以生產(chǎn)出15MW以上的風(fēng)機，我們要實現(xiàn)所有海上風(fēng)電人的夢想，我們要領(lǐng)跑。——中國三峽新能源集團副總經(jīng)理、黨委委員呂鵬遠。
向海爭風(fēng)，與大海博弈
洋流的沖擊、海水的腐蝕、臺風(fēng)的肆虐、遠距離的輸送等等，這些都是海上風(fēng)電人需要攻克的難題。
呂鵬遠表示，海上風(fēng)電*大的難關(guān)就是與大海博弈，我們海上風(fēng)電人就是趕海人，我們需要有乘長風(fēng)，破萬里浪的精神，為中國海上風(fēng)電事業(yè)貢獻力量，為實現(xiàn)“碳中和 碳達峰”目標披荊斬棘。
2022年初，由我國自主研制擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的13MW抗臺風(fēng)型海上風(fēng)電機組在福建三峽海上風(fēng)電國際產(chǎn)業(yè)園順利下線，這是當前我國下線的亞洲地區(qū)單機容量*大，葉輪直徑*大的風(fēng)電機組，可以抵御17級以上的超強臺風(fēng)，適用于我國98%的海域。
13MW海上風(fēng)電機組下線是我國大機型的又一個重要的里程碑，也標志著我們海上風(fēng)電技術(shù)走在了世界的前列。
呂鵬遠介紹，這臺風(fēng)機從基礎(chǔ)到輪轂的高度有130米，相當于40多層樓，葉輪直徑相當于三個福建艦航空母艦并排的寬度，轉(zhuǎn)一圈發(fā)電量達24度，滿發(fā)一年的發(fā)電量約5,000萬度，可以供中國2.5萬個三口之家一年的用電量。與火電相比，其滿發(fā)一年可以節(jié)約我們的燃煤1.5萬噸，二氧化碳減排達到3.8萬噸。
從2007年到2022年，15年的時間，中國海上風(fēng)機單機容量從1.5兆瓦躍升到下半年的15MW以上，15年我們的風(fēng)機的單機容量翻了10倍。每年以一個兆瓦的速度在增加。
呂鵬遠表示，這說起來容易，但做起來其實非常難，有時可能容量增加一點點，在設(shè)計制造上難度卻是數(shù)量級的增加。這都是設(shè)計人員、建設(shè)人員、制造人員等，全體風(fēng)電人戮力同心，共同努力，有時候不眠不休才能取得這樣一個成果。
打破壟斷，同國外競賽
為推動我國大型海上風(fēng)機機組的**，三峽在福建興化灣建設(shè)了一個大機型的試驗風(fēng)場，一共有14臺機組，幾乎涵蓋國內(nèi)外所有主流海上風(fēng)大主機廠家產(chǎn)品，通過這些產(chǎn)品同臺競技，相互比較，推動我國國產(chǎn)海上風(fēng)電大機型的技術(shù)發(fā)展和**。
運行至今，我們應(yīng)該可以很負責任地說，我們國內(nèi)的同類型的風(fēng)機，我們的可利用率，我們的發(fā)電效率不比國外的風(fēng)機差，甚至我們有的廠家比它更好。呂鵬遠如此說到。
呂鵬遠感概道，從無到有，從小到大，從弱到強，這一路走過來的話，是無比的自豪的。很多人說風(fēng)機的國產(chǎn)化意義是成本的降低，我覺得這僅僅是一個方面，國產(chǎn)化決定了我國海上工業(yè)發(fā)展規(guī)?；軌蜃龅蕉啻?，海上風(fēng)電的開發(fā)能夠走得多遠。如果說我們還有一些核心技術(shù)掌握在外國人手里的話，海上風(fēng)電這條路將走不快，走不遠，也走不穩(wěn)。
以海上風(fēng)電打樁錘為例，以前進口一臺打樁錘將近1億元，成本非常高昂，目前，國產(chǎn)打樁錘設(shè)備施工效果絲毫不遜于國外，價格卻比進口低很多。
在13MW海上風(fēng)電機組的研制過程中，同樣也遇到了“卡脖子”問題， 東方電氣風(fēng)電研發(fā)中心副主任趙偉回顧說，以往國際上大型風(fēng)電機組都是采用液壓變槳系統(tǒng)，但該系統(tǒng)被丹麥的兩個廠家所壟斷，在和他們溝通的過程中，價格昂貴不說，對方還表現(xiàn)的非常傲慢和強勢，他們覺得中國大兆瓦海上風(fēng)電機組必須要用他們的產(chǎn)品，而且還是必須用全套。
在這種不服氣、不服輸?shù)木耱?qū)動下，通過不懈的努力，不斷的琢磨思考以及各方面調(diào)研，在經(jīng)歷了反反復(fù)復(fù)經(jīng)過了幾百輪的實驗，終于以雙驅(qū)電動變槳代替了液壓變槳，成本不但只有國外的液壓變槳系統(tǒng)的三分之一，而且運行效果非常好。
趙偉表示，此后，很多以前用液壓變槳的廠家，都轉(zhuǎn)向了我們電動雙驅(qū)變槳，同時我們也牽頭制定了國家標準，實現(xiàn)了關(guān)鍵核心技術(shù)國產(chǎn)化，讓關(guān)鍵技術(shù)牢牢掌握在自己手里面，不用別人的臉色行事。
葉片方面，13兆瓦海上風(fēng)電機組葉片長度達到103米，玻璃纖維在重量和韌性等方面已經(jīng)不能要求，必須使用碳纖維的主梁，這是**次使用，沒有任何經(jīng)驗和先列，*終，通過反復(fù)的工藝實驗，不斷的返工和經(jīng)驗總結(jié)，葉片得以成功誕生，成為當時國內(nèi)*長的風(fēng)電葉片。
值得一提的是，在整個13兆瓦海上風(fēng)電機組開發(fā)過程中，東方風(fēng)電進行了10多項技術(shù)**，攻克了20多項關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)了幾乎所有關(guān)鍵部件的國產(chǎn)化。
勇于探索，向深遠海邁進
在呂鵬遠看來，未來的海上風(fēng)電，不僅要實現(xiàn)風(fēng)機的大型化，更要向深遠海邁進，在漂浮式海上風(fēng)電取得技術(shù)突破，實現(xiàn)海上風(fēng)電場大規(guī)模開發(fā)。
中國“十四五”可再生能源規(guī)劃指出，要開展深遠海海上風(fēng)電規(guī)劃，推動近海規(guī)?；_發(fā)和深遠海示范化開發(fā)，爭取在廣東、廣西、福建、山東、江蘇、浙江、上海等資源和建設(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海海上風(fēng)電示范工程開工建設(shè)。
然而海上風(fēng)電建設(shè)本來就技術(shù)難度大，從近海走向深遠海，難度系數(shù)更是成倍增加，我們?nèi)绾瓮ㄟ^技術(shù)**推動風(fēng)電場走向深海。
首先是輸電問題，風(fēng)電場離岸距離越來越遠，電如何實現(xiàn)*少損耗的輸送過來？柔性直流可以*大限度的減少損耗，但該技術(shù)應(yīng)用在當時無論是國內(nèi)還是國際，都沒有項目先列和經(jīng)驗，三峽勇于探索，敢于做**個吃螃蟹的人，通過多方協(xié)調(diào)，通力合作，*終建成了國內(nèi)頭個正負400千伏的柔性直流海纜輸電海上風(fēng)電場，三峽如東海上風(fēng)電場在當時創(chuàng)下了多個記錄，輸電距離國內(nèi)*長，達108公里；電壓等級國內(nèi)*大，正負400千伏；海上換流站世界*大，重2.2萬噸。
當前，三峽如東海上風(fēng)電場運行非常出乎意料的好，呂鵬遠如是說道。
基礎(chǔ)方面，傳統(tǒng)的海上風(fēng)電基礎(chǔ)施工是直接將基座插入海底，隨著從施工水域越來越深，傳統(tǒng)施工方式成本很高，對施工船機的要求也提出了很高的要求，漂浮式海上風(fēng)電機組成為邁步深遠海必不可少關(guān)鍵技術(shù)之一。
2021年底，我國頭個漂浮式海上風(fēng)電平臺“三峽**號”廣東陽江海上風(fēng)電場成功并網(wǎng)發(fā)電，標志著我國在全球率先具備大容量抗臺風(fēng)型漂浮式海上風(fēng)電機組自主研發(fā)、制造、安裝及運營能力。
據(jù)了解，“三峽**號”單機容量5.5兆瓦，每年可以輸送出4000萬千瓦時清潔電能，可滿足11000個三口之家一年的家庭正常用電，預(yù)計每年可減少二氧化碳排放約20000噸。
呂鵬遠介紹，漂浮式海上風(fēng)電和傳統(tǒng)海上風(fēng)電*大的不同就是一個字“漂”，它浮于水面，浮體和海底用錨系連接固定，風(fēng)機像不倒翁一樣，不倒不沉，不走不破，風(fēng)機目前漂浮在廣東陽江海上風(fēng)電場，運行狀態(tài)非常好。
持續(xù)**，讓成本更低
風(fēng)從海上來，電從風(fēng)中生，因為運行效率高，輸電距離短，不占用土地，適宜大規(guī)模開發(fā)等特點，我國沿海多省份出臺的能源“十四五”規(guī)劃中，都將海上風(fēng)電作為未來的重要發(fā)展方向。
2022年起，海上風(fēng)電國家財政補貼**退出，平價上網(wǎng)已成為海上風(fēng)電未來發(fā)展的必然趨勢，以廣東為例，以前海上風(fēng)電電價是0.85元/度，平價之后，就是0.453元/度，甚至更低，我國海上風(fēng)電如何在平價時代實現(xiàn)自力更生，走出一條讓綠色能源更加普惠的道路。
呂鵬遠指出，首先，要規(guī)?；_發(fā)海上風(fēng)電，這樣可以有效攤薄成本；廣東陽江一二三四五期是中國當前**個百萬千瓦級的風(fēng)電場，可以為海上風(fēng)電場平價開發(fā)起到一個示范作用。
**是堅持風(fēng)電機組大型化，以一個100萬千瓦的海上風(fēng)電場為例，13兆瓦與10兆瓦相比，能減少23臺機位，意味著少做23個基礎(chǔ)，包括海纜、輸電線路等等，相同的容量可以減少約5億元投資；
第三是持續(xù)推動設(shè)備的國產(chǎn)化，隨著國產(chǎn)化裝備技術(shù)的不斷升級迭代，使用成本也在不斷降低。
第四就是提升施工單位、開發(fā)單位等項目參與方的管理水平；*后就是降低一些非技術(shù)性的成本。
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表示，到“十四五”末，風(fēng)電的成本還能進一步下降 “12345”這個價格。也就是陸上風(fēng)資源好的地方電做到1毛錢，風(fēng)資源中等地方陸上做到2毛錢，風(fēng)資源差一點地方做到3毛錢，近海全部做到4毛錢，然后遠海100公里以外做到5毛錢，這是“十四五”我們預(yù)測能達到的目標。
秦海巖指出，到2025年，中國的海上風(fēng)電累計裝機容量，結(jié)合當前各省的規(guī)劃裝機目標和產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展速度來看，我們預(yù)測可以達到6000萬千瓦，幾乎翻了一倍，到2030年，累計裝機規(guī)模可以達到1.2億，再次實現(xiàn)翻倍。
為推動我國海上風(fēng)電**發(fā)展，促進產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)合作交流，北極星電力網(wǎng)、
