海上風電的中國之問

　　海上風電，又一年。
　　
　　2017年4月21日，“第二屆遠景能源海上風電高峰論壇”在上海舉行。這屆論壇的精彩在于一個共識——發展中國海上風電須實事求是，就像中國特色的陸上低風速風電引領了中國風電一路向前，實現中國海上風電規模化發展，也必須走中國特色的創新之路。 　　
　　這條必由之路是由中國海上風電所面臨的現實挑戰決定的。
　　
　　中國大部分沿海風速整體偏低，潮位復雜，地質情況相對較差，北部海域受海冰的影響，南部海域則受臺風沖擊，不但海上風電客觀環境不給力，起步又比較晚，自主設計能力相對較弱、大直徑單樁設計缺少數據支撐、打樁分析過分依賴國外單一軟件、嵌巖技術滯后等諸多系列問題，導致中國海上風電成本居高不下，那解決的思路和辦法在哪？
　　
　　中國海上風電行業缺乏協同是成本居高不下的一個主要原因。負責三峽集團海上風電技術的專業總工程師翟恩地博士認為，中國海上風電產業鏈中的開發商、整機廠、設計院、施工單位各自分段獨立扮演角色，相互交流不充分，可能造成設計中載荷重復計算、安全系數冗余，且各方從維護自己利益的角度考慮問題，各個環節都存在增加投資成本的可能。 　　
　　談到實現海上風電一體化協同理念，翟恩地博士分享了三峽的行動計劃，這家公司以連片開發戰略稀釋技術創新、專業裝備所產生的費用，通過大直徑單樁試樁及極限狀態測試，為支撐結構設計提供精確的數據，尤其在項目前期引入海上風機基礎一體化設計，以期最大限度地降低成本。這與海上風電歐洲先行者在戰略方向及技術應用上不謀而合。
　　
　　恰巧，Peter Thorsted 先生分享的歐洲海上風電工程最佳實踐案例支持了翟博士提出的一體化協同理念。Peter曾供職DONG能源這家全球海上風電最大的開發商，作為這家公司的EPC管理最高負責人，他具有非常深厚的EPC項目管理經驗，Peter現為遠景能源全球海上工程中心負責人。他提到“海上風電項目陸上建設”的概念，一體化協同的理念在他的分享里從設計延伸到施工管理，實現精益化的碼頭裝配以及全面的碼頭測試與運行，通過智能每日進度系統以優化和利用海上所有安裝資源，可逐步使風機供應商過渡到EPC，這對中國海上風電一體化協同發展具有借鑒價值。
　　
　　值得說明的是，翟恩地博士提到的基礎一體化設計，也在Thong分享的歐洲海上風電基礎設計案例中得到呼應。“DONG能源一直踐行海上風電一體化設計理念，通過對風、浪、土壤等外部條件以及風機、塔筒、基礎等結構的一體化建模，并在高度自動化和標準化的設計流程支持下，實現了支撐結構成本下降20%以上。”這位前DONG能源的專家，現為遠景能源海上基礎技術負責人，他還介紹了歐洲開展大直徑單樁的最新成果，他判斷隨著施工設備逐步完善，單樁使用范圍會得到更大拓展。 　　
　　Thong先生的觀點在他的中國同行這里得到呼應，龍源振華總經理李澤先生自豪的宣布，2017年1月在福建龍源的海上項目完成了國內第一臺無過渡段嵌巖單樁的施工。“這是目前海上風電施工領域最先進的技術成果，嵌巖速度可達200至300cm/h。”他說，“這項技術施工效率高，施工成本大大降低。”不僅僅是基礎技術，中國在海上升壓站技術方面也取得重大突破。華東勘測設計研究院副總工程師趙生校提到，中國目前已完成7座海上升壓站的設計和施工，其成本大幅優于歐洲水平。
　　
　　中國的自主創新的步伐和歐洲的先進經驗相得益彰，但這并不表明中國可照搬歐洲的海上風電技術和工程經驗。中國海上風速相對較低且有臺風，與歐洲差異巨大，這決定了中國海上風電面臨與歐洲截然不同的挑戰。
　　
　　遠景能源副總經理王曉宇博士舉例，歐洲最新核準的典型海上風場其平均風速在9.7米/秒以上，而在中國除了福建鄰近海域接近歐洲海上平均風速外，其他海域的平均風速均在6.5米/秒至8.0米/秒之間。這意味著中國必須走自己的路，開發真正適合中國海上風電的風機，理性的經濟測算顯示，歐洲發展的大兆瓦風機在中國大多數海域資源條件下面臨無法獲取合理收益的尷尬境地。
　　
　　國電龍源電力集團股份有限公司副總經理張寶全直言，在海上風機大型化進程中要求真務實、循序漸進,不可操之過急。國電集團龍源電力副總工程師陸一川強調，中國的風資源條件決定了我國海上風電對單位千瓦掃風面積、抵御超強抗臺風成為適應中國海上風電開發的剛需，而某些國外品牌大功率機型技術在中國海上風電不具備現實的經濟性。 　　
　　可問題是，中國海上風機應具備哪些特點？王曉宇博士分享的測算是基于未來幾年規模和成熟的供應體系下，介于4MW到5MW、葉輪直徑在145米到150米之間的機組，會是中國大部分海上區域風電開發的現實選擇。
　　
　　近些年，遠景能源研制海上智能風機的歷程可為海上風電創新之路提供啟迪。前西門子風電技術總架構師、全球領先海上風電開發商vattenfall首席技術官、現遠景能源技術開發體系負責人Kurt Andersen先生認為，遠景海上智能風機優良的運行業績是由風機產品本質可靠性決定的，久經考驗的傳動鏈設計、成熟可靠的供應鏈、基于歷史失效的設計等基因，都在“遠景海上智能風機4.X平臺和6.X平臺”上得到傳承和優化。Kurt分享了遠景海上風機和智能技術，他說，“遠景單機智能框架使用了Digital Twin模型，智能監控框架從云端到風場再到風機，由單機、場站、云端的三級監控和診斷體系，覆蓋不同時間和數據范圍。”
　　
　　遠景能源海上風電數字仿真模型負責人Loic Bastard先生分享了遠景海上風機先進仿真及驗證技術，他再次提到Digital Twin，強調了它對遠景海上風機設計高可靠性和降低實際風機成本的價值。提及風機產品設計，北京鑒衡認證中心總工程師杜廣平認為，所有的設計都需要閉環，尤其是第三方的閉環，無論對海上風機制造商還是海上風電行業，第三方認證評估都是不可或缺的。
　　
　　“千萬不能讓陸上風電發展早期的慘痛教訓在中國的海上風電再次發生！”神華新能源江蘇公司董事長李大鈞給上升勢頭的中國海上風電提出警醒。海上風電場是海上風電產業鏈的終端,如何通過運維保證海上風電業主的收益是海上風電發展的重要一環。遠景能源海上風電產品總經理謝德奎先生分享了中國海上風電運維面臨的挑戰和解決方案，他指出提升MTTR（從發生故障到維修結束之間的時間段的平均值）水平，優化大部件處理工藝和加強基于風機健康度的主動保養檢修是關鍵，其中風機的本質可靠性是關鍵中的關鍵。
　　
　　這個論壇將是海上風電中國之路開創者共同的家園。