漂浮式海上風電沒有彎道超車，只能奮起直追……

　　1978年，第一臺真正意義的現代風力發電機矗立在丹麥大地上；12年后，1991年第一座海上風電場在同一個國家誕生；又18年過去了，也就是2009年，世界上第一臺漂浮式風機才在挪威海域出現，容量為2.3MW；8年以后，時間來到2017年，全球第一座商業化漂浮式風場在蘇格蘭投產，取名Hywind，規模30MW……

世界第一臺漂浮式風機

　　為了讓取之不盡、用之不竭的風能更好地為人類服務，風機從陸地延伸到海洋；為了能夠利用更深更遠、風速更高的海域，風機基礎從固定式發展為浮動式。30年過去了，一切都顯得那么順理成章，背后卻是人類對清潔能源的渴望以及對科學技術孜孜不倦的探索……

　　據統計，截止目前，全球目前已運行的漂浮式示范風機或商業化項目，一共有9個，6個分布在歐洲，其中英國1個，挪威1個，法國1個，瑞典1個，葡萄牙1個（已拆除），西班牙1個，另外3個項目都在日本。

　　可以看出，全球最早研究漂浮式技術的公司和機構主要位于歐洲和日本，目前正在開發的示范項目也多集中于歐洲、日本、韓國和美國等地。但筆者注意到，漂浮式技術研究的早晚和固定式基礎的成熟度并無必然聯系，比如歐洲海上風電裝機前三名的國家是英國、德國、丹麥，而漂浮式技術研究比較超前的國家卻是法國（Ideol）、葡萄牙（Principle Power）、挪威（Equinor）以及亞洲國家日本（三菱）。即使世界上第一個商業化的漂浮式風場建在了蘇格蘭，可開發商和技術擁有者卻是挪威石油公司。一方面他們想通過研究漂浮式技術實現海上風電技術和規模上的彎道超車，另一方面也由于這些國家特殊的海洋地質條件（比如水深更深、海床松軟等）倒逼開發商不得不選擇新的技術路線。

法國Ideol公司設計的Floatgen漂浮式風機

　　“一切不以大規模商業化為目的的浮式風機基礎設計都是耍流氓”，雖然這不是現代風電之父Henrik Stiesdal的原話，但其創建Stiesdal公司并設計浮式風機的理念和目標正是如此。

現代風電之父Henrik Stiesdal

　　福特汽車很好地向工業界詮釋了一項工業產品從誕生之初到規?；a后成本急劇下降的道理。產業化和成本下降相輔相成，互相促進，形成良性循環。根據風電行業的經驗，當裝機規模達到300萬到400萬千瓦時，成本就會發生本質性的變化，漂浮式風電也不會例外！

　　世界上第一個浮式風場Hywind從示范到商業化足足走了8年……

　　從2016年開始，中國海上風電發展進入快車道，特別是2018年，中國海上風電新增裝機165.5萬千瓦，首次超過英國排名第一，累計裝機全球第三。這得益于中國政府對產業的支持、對新型可再生能源的需求以及擁有豐富的海上風資源。以目前海上風電的發展速度，未來五到十年必將超越英國成為全球海上風電第一大國。

　　據了解，目前國內廣東省已核準的近海風場水深超過40米，深海項目離我們并不遙遠，況且福建、廣東、遼寧等省海域巖層埋深較淺，風機基礎大部分需要嵌巖施工，大大增加了固定式基礎的施工難度和施工成本。

　　一是由湘電風能牽頭開展的“基于鋼筯混凝土結構的海上風電機組局部浮力基礎研制”。該項目提出了一個鋼筋混凝土結構半潛平臺方案，完成了3MW及 5MW風機海上風力發電機組在風、浪聯合作用下載荷分析，進行了機組適應性設計。

　　另一個是由金風科技牽頭開展的“浮筒或半潛平臺式海上風電機組浮動基礎關鍵技術研究及應用示范”，該項目針對金風3MW機組提出了優化的半潛平臺方案，并完成了載荷分析、水池試驗研究工作。

　　2016 年4 月，國家發改委、國家能源局聯合發布《能源技術革命創新行動計劃》（2016-2030），將深海風能利用提上日程。

　　2016 年6 月，國家發改委、國家能源局、工信部聯合印發《中國制造2025-能源裝備實施方案》，明確要求開展“海上浮式風電機組以及各種基礎形式”的技術攻關。

　　2016 年12 月30 日，國家海洋局發布《海洋可再生能源發展“十三五”規劃》，要求實施海洋能科技創新發展，明確提出研發深海浮式風電機組，掌握遠距離水深大型海上風電場設計、建設以及運維等關鍵技術，推進深海風電發展。

　　作為國內第一個海上風電項目，上海東海大橋海上風場的設計方——上?？睖y設計研究院反應迅速，同年起承擔了上海市啟動的中國深海浮式風電場重大示范項目勘測設計工作，該項目擬在水深40m區域分別安裝一臺半潛式和一臺TLP式基礎風電機組。目前該項目正在開展一體化設計、物理模型試驗工作，計劃于2021年完成全部設計工作。上海電氣也參與了該方案的設計。

　　此外，年初國家工信部公示的“2018年高技術船舶擬立項科研項目”中，由中國海裝申報的“海上浮式風電裝備研制”項目成功立項。本次立項的課題擬通過開展海上浮式風電裝備總體設計、系泊系統設計、制造與調試等關鍵共性技術研究，完成大功率海上浮式風電裝備研制，并實現海上浮式風電裝備的工程示范應用。

　　至此，各大整機制造商以及以三峽為代表的項目開發商，以上海院為代表的設計方都悉數登場，共同參與到國內漂浮式海上風電的研究和推進工作中。

　　如果說2009年并網的東海大橋項目算是中國第一個商業化運營海上風場的話，那么中國有望用不到歐洲一半的時間就能豎立起自己的漂浮式海上風電樣機，那么哪個項目又會率先搶到這個具有特殊意義的“頭銜”呢？

　　2018年3月，海上風電開發商三峽集團獲得了廣東省海洋漁業廳海洋專項資金支持的《浮式海上風電平臺全耦合動態分析及其裝置研發》項目，該項目依托三峽廣東陽江海上風電項目，上?？睖y設計研究院負責基礎設計，明陽智能提供MySE半直驅漂浮式風電機組并參與一體化設計。

　　項目預計于2021年完成樣機的研制與安裝，這也將成為國內第一臺真正意義上的漂浮式海上風電原型機，被官方定義為首個國家級漂浮式示范項目！

　　如此光鮮亮麗的頭銜背后是設計和實施團隊沒日沒夜的攻克一個又一個技術難題……

　　和歐洲北海不同，中國沿海地區有著獨特的氣象條件和海洋地質環境，比如夏季臺風頻發，東南沿海海床多為中礫砂和黏土，但存在基巖地質；海床地形總體較為平緩，水深在10到40米之間。針對這一特殊海洋環境條件，研發團隊對風機本身和基礎關鍵技術都做了深入研究和設計。

　　·環境適用性分析；

　　·總體設計技術；

　　·平臺及系泊系統設計

　　·風機一體化設計

　　·風機水池模型試驗

　　此外，該試驗風機采用的半直驅技術源自德國Aerodyn公司，采用兩葉片下風向形式。日本2018年8月運行的Hibiki漂浮式風電項目也采用了同樣的風機技術形式，具有重量輕、體積小、建設重量成本低、效率高等優點，更適合于海上風電。

兩葉片半直驅海上風機

　　海上風電必將走向遠海和深海，漂浮式海上風機是未來發展的必然選擇。采用浮式基礎可有效降低風場LCOE，更有利于大容量機組的利用，提高海上風電開發的經濟性，為投資商創造更多價值。

　　中國漂浮式海上風電發展不需要彎道超車，只能奮起直追……