經(jīng)過十余載的歷練，浮式風(fēng)電已經(jīng)從示范性的小船，登上了商業(yè)化的巨輪。從2017年底30MW的Hywind Scotland投運(yùn)起，全球范圍內(nèi)已投運(yùn)的、建設(shè)中的、最終投資決策的、在規(guī)劃階段的浮式風(fēng)電項(xiàng)目數(shù)不勝數(shù)，總規(guī)模接近20GW。有專家分析，如果能在2030年前將浮式風(fēng)電的平準(zhǔn)化度電成本降低到50歐元/兆瓦時(shí)，那么屆時(shí)，全球浮式風(fēng)電的規(guī)模（已投運(yùn)+建設(shè)中+最終投資決策+規(guī)劃）有可能達(dá)到100GW。
浮式風(fēng)電成本高在哪？浮式風(fēng)機(jī)、浮式基礎(chǔ)、系泊系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)電纜，都是花錢的主。在這些環(huán)節(jié)中，基礎(chǔ)又是最最核心的。由于尚在商業(yè)化的初級(jí)階段，基礎(chǔ)型式是一個(gè)充滿機(jī)遇、潛力和想象空間的領(lǐng)域。有些基礎(chǔ)型式在技術(shù)上較為成熟，已有應(yīng)用案例，走在了全世界的前列；有些已經(jīng)在樣機(jī)上有過驗(yàn)證，正在等待開發(fā)商的慧眼，期待在項(xiàng)目中一展身手；有些擁有超前的理念、全新的構(gòu)思，但仍處于試驗(yàn)階段。那么，在這許許多多的基礎(chǔ)型式中，哪些最穩(wěn)定可靠？又有哪些是潛力股呢？
1 WindFloat
WindFloat Atlantic是全球第二個(gè)商業(yè)化浮式風(fēng)電場(chǎng)，3臺(tái)MHI Vestas 8.4MW風(fēng)機(jī)屹立在葡萄牙海域。其所使用的半潛式基礎(chǔ)，是由美國公司Principle Power開發(fā)的WindFloat。該項(xiàng)目在2019年的最后一天發(fā)出了第一度電——一臺(tái)風(fēng)機(jī)首先并網(wǎng)。目前，3臺(tái)風(fēng)機(jī)已全部并網(wǎng)，醞釀多年的項(xiàng)目終于大功告成。
WindFloat基礎(chǔ)的優(yōu)勢(shì)在于，首次告別了配備大吊機(jī)的安裝船，這有助于降低整個(gè)項(xiàng)目的LCOE。Principle Power的首席執(zhí)行官João Metelo認(rèn)為，WindFloat Atlantic的投運(yùn)，標(biāo)志著浮式風(fēng)電進(jìn)入了一個(gè)全新的時(shí)代，在未來十年，浮式風(fēng)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(tái)2MW的樣機(jī)上測(cè)試，其優(yōu)異的表現(xiàn)得到了業(yè)界的肯定。除了WindFloat Atlantic外，WindFloat還將應(yīng)用在50MW的英國金卡丁項(xiàng)目、30MW的法國Golfe de Lion項(xiàng)目、150MW的美國Redwood Coast Offshore Wind Project項(xiàng)目，以及10GW尚在規(guī)劃中的項(xiàng)目。
2 TetraSpar
海洋油氣是海上風(fēng)電的“老師”，無論是風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)、動(dòng)態(tài)電纜，還是升壓站內(nèi)部的電力、通風(fēng)系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)都基于海洋油氣平臺(tái)的工程經(jīng)驗(yàn)，浮式風(fēng)電亦是如此。在四種常見的基礎(chǔ)型式中，單柱式、半潛式、張力腿式都是油氣行業(yè)的老朋友了。
不過，由西門子風(fēng)力發(fā)電事業(yè)部首席技術(shù)官Henrik Stiesdal團(tuán)隊(duì)研發(fā)的TetraSpar基礎(chǔ)，是一種全新的設(shè)計(jì)。
該基礎(chǔ)是一個(gè)四面體，鋼結(jié)構(gòu)由標(biāo)準(zhǔn)化的模塊組成，而模塊可在工廠內(nèi)完成制作，在碼頭拼裝即可，一套完整的基礎(chǔ)僅需數(shù)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(wěn)定性。
Henrik Stiesdal表示：“過去幾十年，我們?cè)谌绾谓档惋L(fēng)電成本方面積累了相當(dāng)多的經(jīng)驗(yàn)。船廠（小編注：浮式基礎(chǔ)一般由船廠進(jìn)行細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)和制造）都習(xí)慣了與高投入的油氣企業(yè)合作，而我們是追求低成本的風(fēng)電行業(yè)，因此我們要主動(dòng)出擊，而不是等著船廠慢慢學(xué)會(huì)如何降低成本。”
在殼牌和Innogy的支持下，一個(gè)總投資1800萬歐元的研發(fā)項(xiàng)目正在丹麥海洋能源測(cè)試中心展開。目前，一套TetraSpar基礎(chǔ)正在組裝中，計(jì)劃在今年春季在上面安裝一臺(tái)西門子歌美颯3.6MW風(fēng)機(jī)，安裝的地點(diǎn)就在浮式風(fēng)電的鼻祖——Hywind Demo項(xiàng)目，2009年由Equinor安裝的一臺(tái)2.3MW風(fēng)機(jī)，單柱式基礎(chǔ)——的邊上。
行業(yè)內(nèi)已經(jīng)有多家企業(yè)關(guān)注到了TetraSpar，靜待測(cè)試結(jié)果。美國風(fēng)電開發(fā)商Magellan Wind計(jì)劃在加州浮式風(fēng)電投標(biāo)中使用這種基礎(chǔ)型式，制造商Welcon也計(jì)劃在美國東海岸新建基礎(chǔ)工廠，一些開發(fā)商正在考慮將這種基礎(chǔ)應(yīng)用到五大湖區(qū)域的湖上風(fēng)電中。
3 SATH
SATH浮式基礎(chǔ)是由總部位于西班牙的海上工程技術(shù)公司Saitec研發(fā)的。SATH全名為Swing Around Twin Hull，原理接近于雙體船。基礎(chǔ)采用單點(diǎn)系泊，這樣就可以實(shí)時(shí)調(diào)整葉輪正對(duì)主風(fēng)向。
該基礎(chǔ)在上個(gè)月完成了一臺(tái)1:6比例的原型機(jī)安裝，風(fēng)機(jī)功率為30kW。而全尺寸的原型機(jī)功率為10MW以及對(duì)應(yīng)尺寸的SATH基礎(chǔ)。樣機(jī)測(cè)試項(xiàng)目名為BlueSATH，獲得了歐盟200萬歐元的資金支持，為期一年。經(jīng)過測(cè)試，將驗(yàn)證該基礎(chǔ)在開放海域的動(dòng)態(tài)性能、結(jié)構(gòu)性能以及混凝土材料選擇是否能滿足要求，并推進(jìn)商業(yè)化進(jìn)程。如果一切順利，一個(gè)名為DemoSATH的2MW樣機(jī)項(xiàng)目將在今年夏天完成最終投資決策。
在歐洲測(cè)試樣機(jī)的同時(shí)，Saitec從2018年起就與西班牙日本合資的可再生能源開發(fā)商Univergy International合作，在日本開展浮式風(fēng)電開發(fā)，去年SATH已在日本取得專利。
4 W2Power
去年，由W2Power設(shè)計(jì)、EnerOcean開發(fā)的全球首個(gè)雙風(fēng)機(jī)浮式平臺(tái)在西班牙大加那利海域投運(yùn)。該半潛式平臺(tái)是一個(gè)1:6的模型，包含2臺(tái)100kW風(fēng)機(jī)，安裝在65米水深的海域。而全尺寸的W2Power平臺(tái)適用于35——300米水深，最大可安裝2臺(tái)6MW風(fēng)機(jī)，即單平臺(tái)容量為12MW。
EnerOcean總裁Pedro Mayorga表示：“這種設(shè)計(jì)可以在一個(gè)輕質(zhì)平臺(tái)上安裝2臺(tái)風(fēng)機(jī)，從而有更高的發(fā)電量。兩個(gè)塔筒并非豎直的，而是有一定的傾角，整個(gè)葉輪實(shí)際上是在平臺(tái)之外的。另外，在平臺(tái)轉(zhuǎn)向方面還有一些創(chuàng)新的設(shè)計(jì)。”
實(shí)際上，這不是世界上第一款雙風(fēng)機(jī)浮式平臺(tái)，早在2017年，瑞典公司Hexicon就設(shè)計(jì)了一款雙風(fēng)機(jī)浮式平臺(tái)，并計(jì)劃在蘇格蘭Dounreay Tri風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試，采用2臺(tái)海裝5MW風(fēng)機(jī)。項(xiàng)目原計(jì)劃于2018年投運(yùn)，但由于各種原因，目前處于停擺狀態(tài)。
5 SeaTwirl
與其他所有浮式基礎(chǔ)不同，SeaTwirl是基于垂直軸風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的。
2018年，該公司與挪威公用事業(yè)公司Haugaland Kraft簽署了協(xié)議，后者將購買SeaTwirl第一臺(tái)名為“S2”的樣機(jī)（1MW）所發(fā)電力。去年，該公司又與西門子達(dá)成了合作協(xié)議，前三菱維斯塔斯首席執(zhí)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(shí)Colruyt Group和挪威Norsea總計(jì)750萬美元的資金支持，希望今年能在挪威安裝一臺(tái)全尺寸樣機(jī)。
