“到2030年，我國發(fā)電裝機總量將達30億千瓦，中東部地區(qū)最大負荷將達9.7億千瓦，傳統(tǒng)的‘西電東送’模式將難以為繼，而中東部地區(qū)豐富的海上風(fēng)電資源將極大地推動我國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。”日前，在國家海上風(fēng)電發(fā)電工程技術(shù)研究中心學(xué)術(shù)委員會第六屆年會暨國際海上風(fēng)電高層技術(shù)論壇上，國家海上風(fēng)電工程技術(shù)研究中心管理委員會主任、中國船舶重工集團海裝風(fēng)電股份有限公司（下稱“中國海裝”）董事長王滿昌表示。
同時，多位與會專家表示，隨著海上風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展，海上風(fēng)電成本正逐步下降，未來海上風(fēng)電將從近海、淺海走向遠海、深海，大兆瓦機組則是我國海上風(fēng)電設(shè)備的必然發(fā)展趨勢。
近海資源逐步飽和
深水遠海是未來方向
近年來，我國海上風(fēng)電裝機規(guī)模增長迅速，2018年海上風(fēng)電新增裝機容量達到165萬千瓦，同比增幅達到42.7%。我國已成為全球海上風(fēng)電裝機增長最快的國家。
然而，放眼國內(nèi)外，目前建成的海上風(fēng)電場絕大多數(shù)為近海風(fēng)電場。未來，走向深水遠海成為海上風(fēng)電的發(fā)展方向。
據(jù)與會專家介紹，一方面，近海風(fēng)電更易受到日益嚴苛的環(huán)保生態(tài)等制約，發(fā)展空間受到擠壓；另一方面，深遠海范圍更廣，風(fēng)能資源更豐富，風(fēng)速更穩(wěn)定，在深水遠海發(fā)展風(fēng)電，既可以充分利用更為豐富的風(fēng)能資源，也可以不占據(jù)岸線和航道資源，減少或避免對沿海工業(yè)生產(chǎn)和居民生活的不利影響。
中國海裝研究院副院長董曄弘表示：“我國海上風(fēng)能資源豐富的區(qū)域毗鄰用電需求大的地區(qū)，大力發(fā)展我國海上風(fēng)電可實現(xiàn)風(fēng)電能源就近消納，降低電力輸送成本。隨著海上風(fēng)電高速發(fā)展，近海資源開發(fā)必將逐漸飽和，海上風(fēng)電勢必走向深遠海。”
中國工程院院士周緒紅指出，遠海深海資源極其豐富，與近海風(fēng)電相比，深海、遠海風(fēng)速更大，風(fēng)力更加穩(wěn)定。“海上風(fēng)電由近海走向遠海，由淺海走向深海，是未來發(fā)展的必然趨勢。”
2012年發(fā)布的《海上風(fēng)電開發(fā)建設(shè)管理暫行辦法實施細則》就曾提出了“雙十”原則：即海上風(fēng)電場原則上應(yīng)在離岸距離不少于10公里、灘涂寬度超過10公里時海域水深不得少于10米的海域布局。
業(yè)內(nèi)人士告訴記者，中國海上風(fēng)電是按照潮間帶風(fēng)場—近海風(fēng)場—深遠海風(fēng)場的發(fā)展路徑逐步推進。中國近海風(fēng)資源條件和海床地質(zhì)條件不如歐洲好，因此，更有必要在遠海深水風(fēng)電技術(shù)領(lǐng)域提前謀劃，提早儲備。
需深厚行業(yè)積淀
突破傳統(tǒng)技術(shù)路徑
2016年，離岸距離23公里的華能國際如東八仙角海上風(fēng)電項目率先開啟了我國在遠海風(fēng)電領(lǐng)域的探索。
今年1月，江蘇大豐海上風(fēng)電項目吊裝的首臺風(fēng)機離岸距離70公里，打破了海上風(fēng)電施工國內(nèi)離岸距離最遠紀錄。
海上風(fēng)電開發(fā)正向著更深更遠的海洋挺進。
業(yè)內(nèi)認為，開發(fā)遠海風(fēng)電資源需要深厚的技術(shù)積淀。目前，在近海區(qū)域的規(guī)模化發(fā)展將為風(fēng)電走向深水遠海積累必要的經(jīng)驗。
周緒紅在論壇上指出，目前我國海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)仍面臨諸多挑戰(zhàn)。“在海上風(fēng)電施工安裝方面，海上環(huán)境復(fù)雜，潛在風(fēng)險較大，海上施工窗口期短是造成海上風(fēng)電建造成本居高不下的主要原因之一。同時，我國海上風(fēng)電施工裝備相對落后，目前急需研發(fā)高效、高可靠性的施工裝備。要實現(xiàn)海上風(fēng)電的平價，我國海上風(fēng)電不僅需要優(yōu)化基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高制造安裝水平，也需要提高關(guān)鍵部件的國產(chǎn)化程度，提高運維智能化水平，實現(xiàn)效益增值。”
據(jù)記者了解，目前我國現(xiàn)有的海上風(fēng)機主要采用的是固定式基礎(chǔ)，基本都安裝在淺海區(qū)域，水深不超過30米。然而，隨著海上風(fēng)機走向深海，水深增加將導(dǎo)致固定式風(fēng)機建造安裝費用急劇增加。
“深遠海風(fēng)電通常水深超過50米，在這樣的海域，以固定打鉆、淺灘著床的方式建設(shè)風(fēng)電場，不具備經(jīng)濟性優(yōu)勢。因此，要走向風(fēng)大浪高的深遠海，必須改變技術(shù)路徑，突破傳統(tǒng)海上風(fēng)電的‘作戰(zhàn)半徑’。”有專家表示。
浮式風(fēng)機及大機組賦能
技術(shù)創(chuàng)新助力海上風(fēng)電遠航
與會專家指出，水深大于50-60米后，考慮到安裝建造成本，提升海上風(fēng)電經(jīng)濟性，浮式基礎(chǔ)將成為深水海域風(fēng)機重要的支撐平臺。
中船重工集團公司七0二研究所副總工程師程小明預(yù)測稱，未來我國海上風(fēng)場將會離岸越來越遠，單機功率將越來越大，浮式風(fēng)機將成為未來技術(shù)發(fā)展的必要路徑。
不過，多位與會專家也認為，浮式基礎(chǔ)海上風(fēng)機技術(shù)起源于歐洲，我國起步較晚，目前我國浮式基礎(chǔ)海上風(fēng)機技術(shù)較國際先進水平仍有一定差距，成本相對高企。
董曄弘表示，目前我國浮式海上風(fēng)機仍面臨著多方面挑戰(zhàn)，包括如何得到性價比高、可靠性強的總體設(shè)計，如何實現(xiàn)準確、可信的載荷分析，以及如何在復(fù)雜海洋環(huán)境中提升環(huán)境適應(yīng)、安裝運維技術(shù)等。為解決現(xiàn)有技術(shù)難點，中國海裝于2018年承接了國家工信部“海上浮式風(fēng)電裝備研制”高技術(shù)船舶科研項目，并計劃在我國廣東省建設(shè)浮式風(fēng)電裝備示范項目。
與此同時，大兆瓦機組技術(shù)的突破也將支撐風(fēng)電走向深水遠海。
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指出，大兆瓦機組可以大幅提高發(fā)電量，節(jié)約運維成本，是海上風(fēng)電的必然趨勢，雖然目前成本較高，但隨著技術(shù)推動，大兆瓦機組成本將逐步降低。
對此，中國海裝研究院院長韓花麗也表示認同。“一直以來，我國海上風(fēng)電風(fēng)機不斷追求大功率，力求降低度電成本，但超大直徑設(shè)備制造經(jīng)驗卻有所不足，制造成本偏高。如何平衡高成本和發(fā)電收益之間的矛盾，找到最佳經(jīng)濟拐點，是目前我國風(fēng)電大機組研發(fā)的重要問題。”綜合考慮多方面因素，韓花麗指出，10兆瓦級海上風(fēng)電機組將有望成為下一代海上風(fēng)電的主力機型。
據(jù)了解，由國家海上風(fēng)電發(fā)電工程技術(shù)研究中心主導(dǎo)的“10兆瓦級海上風(fēng)電機組關(guān)鍵技術(shù)研究”獲中船重工立項，2018年，初步設(shè)計方案通過專家評審，目前已進入詳細設(shè)計階段。該項目將有效帶動風(fēng)電整機、關(guān)鍵零部件、安裝調(diào)試運維產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，形成百億級以上海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)集群，推動占據(jù)海上風(fēng)電市場競爭制高點。
