隨著全球?qū)稍偕茉吹男枨蟛粩嘣鲩L，海上風(fēng)電作為清潔能源的重要來源，正日益受到各國的關(guān)注。而在深遠(yuǎn)海風(fēng)能開發(fā)領(lǐng)域，漂浮式海上風(fēng)電技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢，正在成為全球能源轉(zhuǎn)型的新寵。
2023年11月1-3日，由中國海上風(fēng)電網(wǎng)主辦的第二屆中國深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電大會(huì)在廣州召開。大會(huì)以“技術(shù)創(chuàng)新·深耕遠(yuǎn)�！睘橹黝}，圍繞深遠(yuǎn)海風(fēng)電規(guī)劃、勘測、開發(fā)建設(shè)、配套產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新、漂浮式海上風(fēng)電等內(nèi)容展開研討。作為國內(nèi)海上風(fēng)電的先行者和漂浮式海上風(fēng)電的開拓者，中船海裝應(yīng)邀出席大會(huì)，并聚焦漂浮式海上風(fēng)電的技術(shù)探索與思考進(jìn)行了交流分享。
技術(shù)創(chuàng)新 助推漂浮式風(fēng)電發(fā)展
據(jù)GWEC統(tǒng)計(jì)，全球近80%的海上風(fēng)力資源潛力分布在60米以上的海域。但由于巨大的成本和技術(shù)挑戰(zhàn)，即便在歐洲，浮式風(fēng)場的數(shù)量也屈指可數(shù)。截至2023年5月，全球漂浮式海上風(fēng)電機(jī)組的累計(jì)投運(yùn)容量在20.6萬千瓦左右，累計(jì)投運(yùn)數(shù)量約36臺(tái)。其中，有7臺(tái)樣機(jī)在完成測試工作后被拆除。投運(yùn)的小批量或商業(yè)化項(xiàng)目共4個(gè)，總?cè)萘吭?/span>15.9萬千瓦左右。
由于起步較早，歐洲漂浮式風(fēng)電已進(jìn)入小批量預(yù)商業(yè)化階段，從概念設(shè)計(jì)、室內(nèi)試驗(yàn)到小型樣機(jī)研發(fā)、樣機(jī)長期運(yùn)行再到大兆瓦漂浮式機(jī)組示范應(yīng)用，國外已形成一套完整的開發(fā)路徑。而中國的漂浮式風(fēng)電發(fā)展還處于樣機(jī)示范階段，目前已實(shí)現(xiàn)安裝的漂浮式機(jī)組樣機(jī)只有屈指可數(shù)的4臺(tái)，總裝機(jī)容量僅為23兆瓦，這意味中國的漂浮式風(fēng)電發(fā)展之路還任重道遠(yuǎn)。
“扶搖號(hào)”是中船海裝在2022年推出的一款漂浮式海上風(fēng)電裝備，也是中國首臺(tái)按深遠(yuǎn)海進(jìn)行設(shè)計(jì)、工程實(shí)施及測試驗(yàn)證的浮式風(fēng)電裝備。該裝備采用半潛式基礎(chǔ)技術(shù)路線和風(fēng)電機(jī)組、浮式基礎(chǔ)、系泊錨固、動(dòng)態(tài)海纜一體化建模及仿真設(shè)計(jì)，具有安裝方便、成本可控、維護(hù)難度低、可靠性高等優(yōu)勢特點(diǎn)。
該風(fēng)電裝備已于今年8月在智能微網(wǎng)模式下運(yùn)行發(fā)電，它的成功研發(fā)和應(yīng)用，是中船海裝在漂浮式海上風(fēng)電領(lǐng)域的一項(xiàng)重要突破，助力我國漂浮式風(fēng)電技術(shù)達(dá)到一個(gè)新高度。目前，中船海裝已具備了從氣象環(huán)境資源數(shù)據(jù)出發(fā)開展浮式風(fēng)電裝備研制的正向設(shè)計(jì)及實(shí)施能力，以及總體設(shè)計(jì)技術(shù)、一體化仿真分析技術(shù)、水池縮比試驗(yàn)驗(yàn)證技術(shù)、適應(yīng)性優(yōu)化技術(shù)、建造施工技術(shù)等浮式風(fēng)電全流程技術(shù)開發(fā)能力，可為漂浮式風(fēng)電開發(fā)建設(shè)提供一站式整體解決方案。
降本增效 破局漂浮式風(fēng)電未來
盡管目前國內(nèi)在漂浮式風(fēng)電開發(fā)技術(shù)方面已日趨成熟，但要實(shí)現(xiàn)漂浮式風(fēng)電的批量化、商業(yè)化應(yīng)用還面臨許多挑戰(zhàn)，其中最大的挑戰(zhàn)就是造價(jià)太高。風(fēng)電平價(jià)時(shí)代，要推動(dòng)漂浮式風(fēng)電得到長足發(fā)展，還需在降本增效方面尋求破解之法。
機(jī)組大型化是降本最直接的手段。風(fēng)電機(jī)組尺寸的增長是降低度電成本的一個(gè)重要因素，更大的單機(jī)功率，在提升發(fā)電量的同時(shí)，可以有效節(jié)約用海面積、降低機(jī)位點(diǎn)數(shù)量，進(jìn)而降低海上風(fēng)電場工程建設(shè)與運(yùn)維成本。中船海裝開發(fā)的新一代漂浮式風(fēng)電裝備，將匹配18兆瓦平臺(tái)機(jī)組，風(fēng)輪直徑為260米，更大的掃風(fēng)面積，更高的發(fā)電收益，將促進(jìn)風(fēng)電裝備成本的進(jìn)一步降低。
全流程一體化設(shè)計(jì)可從源頭控制成本。從裝備層面，風(fēng)電機(jī)組與浮式基礎(chǔ)一體化設(shè)計(jì)，除了更好利用風(fēng)資源，提高能源利用效率外，還可提高裝備的可靠性和穩(wěn)定性，減少運(yùn)維成本和風(fēng)險(xiǎn)。從工程實(shí)施層面，將裝備設(shè)計(jì)與工程實(shí)施方案結(jié)合起來，可以更好協(xié)調(diào)各環(huán)節(jié)工作，減少不必要的成本和資源浪費(fèi)，提高工程實(shí)施的整體效率和質(zhì)量。
數(shù)字化、智能化提升可降低運(yùn)行成本。數(shù)字化和智能化技術(shù)的進(jìn)步可以提高浮式風(fēng)電的穩(wěn)定性和可靠性，增強(qiáng)風(fēng)電設(shè)備的故障診斷和預(yù)防能力，降低機(jī)組運(yùn)行成本。通過智能化監(jiān)測和控制系統(tǒng)，可以對(duì)風(fēng)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決潛在問題，避免設(shè)備損壞和停機(jī)事故的發(fā)生。同時(shí)，數(shù)字化和智能化技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)電設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，提高運(yùn)維效率，減低維護(hù)成本。
規(guī)�；⒍鄨鼍伴_發(fā)可降低綜合造價(jià)。漂浮式風(fēng)電裝備的機(jī)組、浮體、系泊系統(tǒng)、施工費(fèi)用分別占比15%、30%、20%、25%左右，經(jīng)測算，當(dāng)單體規(guī)模達(dá)到200兆瓦以上時(shí)，漂浮式風(fēng)電的單位成本和度電成本可顯著下降。所以，要實(shí)現(xiàn)漂浮式風(fēng)電的綜合降本，規(guī)模化、多場景開發(fā)是有力舉措。
目前，中船海裝在漂浮式風(fēng)電多場景應(yīng)用上已進(jìn)行了充分探索，在風(fēng)光儲(chǔ)一體化建設(shè)和智能微電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用上也擁有了豐富經(jīng)驗(yàn)，再加上中國船舶集團(tuán)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同開發(fā)，浮式風(fēng)電+深海養(yǎng)殖+海上制氫+海水淡化+智慧能源島+海洋文旅…….，一體化融合發(fā)展的藍(lán)色海洋經(jīng)濟(jì)綜合體就在前方。
道阻且長，未來可期！這恰是我國漂浮式海上風(fēng)電發(fā)展的真實(shí)寫照。相信隨著漂浮式技術(shù)的不斷進(jìn)步和廣泛的商業(yè)化應(yīng)用，在不久的將來，漂浮式海上風(fēng)電必將成為我國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的重要支撐，而在漂浮式風(fēng)電高質(zhì)量發(fā)展的藍(lán)圖上，中船海裝也必將繪出濃墨重彩的一筆。
