開年鉅獻——最有可能統治未來十年的五大浮式基礎！

　　經過十余載的歷練，浮式風電已經從示范性的小船，登上了商業化的巨輪。從2017年底30MW的Hywind Scotland投運起，全球范圍內已投運的、建設中的、最終投資決策的、在規劃階段的浮式風電項目數不勝數，總規模接近20GW。有專家分析，如果能在2030年前將浮式風電的平準化度電成本降低到50歐元/兆瓦時，那么屆時，全球浮式風電的規模（已投運+建設中+最終投資決策+規劃）有可能達到100GW。

　　
　　浮式風電成本高在哪？浮式風機、浮式基礎、系泊系統、動態電纜，都是花錢的主。在這些環節中，基礎又是最最核心的。由于尚在商業化的初級階段，基礎型式是一個充滿機遇、潛力和想象空間的領域。有些基礎型式在技術上較為成熟，已有應用案例，走在了全世界的前列；有些已經在樣機上有過驗證，正在等待開發商的慧眼，期待在項目中一展身手；有些擁有超前的理念、全新的構思，但仍處于試驗階段。那么，在這許許多多的基礎型式中，哪些最穩定可靠？又有哪些是潛力股呢？
　　
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　　WindFloat
　　
　　WindFloat Atlantic是全球第二個商業化浮式風電場，3臺MHI Vestas 8.4MW風機屹立在葡萄牙海域。其所使用的半潛式基礎，是由美國公司Principle Power開發的WindFloat。該項目在2019年的最后一天發出了第一度電——一臺風機首先并網。目前，3臺風機已全部并網，醞釀多年的項目終于大功告成。
　　
　　WindFloat基礎的優勢在于，首次告別了配備大吊機的安裝船，這有助于降低整個項目的LCOE。Principle Power的首席執行官João Metelo認為，WindFloat Atlantic的投運，標志著浮式風電進入了一個全新的時代，在未來十年，浮式風電將保持高速增長，成為可再生能源的重要組成部分。
　　
　　2011~2016年，WindFloat在一臺2MW的樣機上測試，其優異的表現得到了業界的肯定。除了WindFloat Atlantic外，WindFloat還將應用在50MW的英國金卡丁項目、30MW的法國Golfe de Lion項目、150MW的美國Redwood Coast Offshore Wind Project項目，以及10GW尚在規劃中的項目。
　　
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　　TetraSpar
　　
　　海洋油氣是海上風電的“老師”，無論是風機基礎、動態電纜，還是升壓站內部的電力、通風系統，其設計都基于海洋油氣平臺的工程經驗，浮式風電亦是如此。在四種常見的基礎型式中，單柱式、半潛式、張力腿式都是油氣行業的老朋友了。
　　
　　不過，由西門子風力發電事業部首席技術官Henrik Stiesdal團隊研發的TetraSpar基礎，是一種全新的設計。
　　
　　該基礎是一個四面體，鋼結構由標準化的模塊組成，而模塊可在工廠內完成制作，在碼頭拼裝即可，一套完整的基礎僅需數周就能完成。在碼頭上及濕拖過程中，浮式龍骨可收起，等拖到安裝位置，再利用充氣壓載艙將其放低，提供足夠的穩定性。
　　
　　Henrik Stiesdal表示：“過去幾十年，我們在如何降低風電成本方面積累了相當多的經驗。船廠（小編注：浮式基礎一般由船廠進行細節設計和制造）都習慣了與高投入的油氣企業合作，而我們是追求低成本的風電行業，因此我們要主動出擊，而不是等著船廠慢慢學會如何降低成本。”
　　
　　在殼牌和Innogy的支持下，一個總投資1800萬歐元的研發項目正在丹麥海洋能源測試中心展開。目前，一套TetraSpar基礎正在組裝中，計劃在今年春季在上面安裝一臺西門子歌美颯3.6MW風機，安裝的地點就在浮式風電的鼻祖——Hywind Demo項目，2009年由Equinor安裝的一臺2.3MW風機，單柱式基礎——的邊上。
　　
　　行業內已經有多家企業關注到了TetraSpar，靜待測試結果。美國風電開發商Magellan Wind計劃在加州浮式風電投標中使用這種基礎型式，制造商Welcon也計劃在美國東海岸新建基礎工廠，一些開發商正在考慮將這種基礎應用到五大湖區域的湖上風電中。
　　
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　　SATH
　　
　　SATH浮式基礎是由總部位于西班牙的海上工程技術公司Saitec研發的。SATH全名為Swing Around Twin Hull，原理接近于雙體船。基礎采用單點系泊，這樣就可以實時調整葉輪正對主風向。
　　
　　該基礎在上個月完成了一臺1:6比例的原型機安裝，風機功率為30kW。而全尺寸的原型機功率為10MW以及對應尺寸的SATH基礎。樣機測試項目名為BlueSATH，獲得了歐盟200萬歐元的資金支持，為期一年。經過測試，將驗證該基礎在開放海域的動態性能、結構性能以及混凝土材料選擇是否能滿足要求，并推進商業化進程。如果一切順利，一個名為DemoSATH的2MW樣機項目將在今年夏天完成最終投資決策。
　　
　　在歐洲測試樣機的同時，Saitec從2018年起就與西班牙日本合資的可再生能源開發商Univergy International合作，在日本開展浮式風電開發，去年SATH已在日本取得專利。
　　
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　　W2Power
　　
　　去年，由W2Power設計、EnerOcean開發的全球首個雙風機浮式平臺在西班牙大加那利海域投運。該半潛式平臺是一個1:6的模型，包含2臺100kW風機，安裝在65米水深的海域。而全尺寸的W2Power平臺適用于35~300米水深，最大可安裝2臺6MW風機，即單平臺容量為12MW。
　　
　　EnerOcean總裁Pedro Mayorga表示：“這種設計可以在一個輕質平臺上安裝2臺風機，從而有更高的發電量。兩個塔筒并非豎直的，而是有一定的傾角，整個葉輪實際上是在平臺之外的。另外，在平臺轉向方面還有一些創新的設計。”
　　
　　實際上，這不是世界上第一款雙風機浮式平臺，早在2017年，瑞典公司Hexicon就設計了一款雙風機浮式平臺，并計劃在蘇格蘭Dounreay Tri風場進行測試，采用2臺海裝5MW風機。項目原計劃于2018年投運，但由于各種原因，目前處于停擺狀態。
　　
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　　SeaTwirl
　　
　　與其他所有浮式基礎不同，SeaTwirl是基于垂直軸風機設計的。
　　
　　2018年，該公司與挪威公用事業公司Haugaland Kraft簽署了協議，后者將購買SeaTwirl第一臺名為“S2”的樣機（1MW）所發電力。去年，該公司又與西門子達成了合作協議，前三菱維斯塔斯首席執行官Jens Tommerup被任命為公司董事。同樣在去年，公司獲得了比利時Colruyt Group和挪威Norsea總計750萬美元的資金支持，希望今年能在挪威安裝一臺全尺寸樣機。