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投運起，全球范圍內(nèi)已投運的、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)電的平準化度電成本降低到50歐元/兆瓦時，那么屆時，全球浮式風(fēng)電的規(guī)模（已投運+建設(shè)中+最終投資決策+規(guī)劃）有可能達到100GW。
浮式風(fēng)電成本高在哪？浮式風(fēng)機、浮式基礎(chǔ)、系泊系統(tǒng)、動態(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)化的初級階段，基礎(chǔ)型式是一個充滿機遇、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)在樣機上有過驗證，正在等待開發(fā)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(gòu)思，但仍處于試驗階段。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是全球第二個商業(yè)化浮式風(fēng)電場，3臺MHI Vestas 8.4MW風(fēng)機屹立在葡萄牙海域。其所使用的半潛式基礎(chǔ)，是由美國公司Principle Power開發(fā)的WindFloat。該項目在2019年的最后一天發(fā)出了第一度電——一臺風(fēng)機首先并網(wǎng)。目前，3臺風(fēng)機已全部并網(wǎng)，醞釀多年的項目終于大功告成。
WindFloat基礎(chǔ)的優(yōu)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(zhí)行官João Metelo認為，WindFloat Atlantic的投運，標志著浮式風(fēng)電進入了一個全新的時代，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2MW的樣機上測試，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(guī)劃中的項目。
2 TetraSpar
海洋油氣是海上風(fēng)電的“老師”，無論是風(fēng)機基礎(chǔ)、動態(tài)電纜，還是升壓站內(nèi)部的電力、通風(fēng)系統(tǒng)，其設(shè)計都基于海洋油氣平臺的工程經(jīng)驗，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團隊研發(fā)的TetraSpar基礎(chǔ)，是一種全新的設(shè)計。
該基礎(chǔ)是一個四面體，鋼結(jié)構(gòu)由標準化的模塊組成，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，我們在如何降低風(fēng)電成本方面積累了相當多的經(jīng)驗。船廠（小編注：浮式基礎(chǔ)一般由船廠進行細節(jié)設(shè)計和制造）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)，因此我們要主動出擊，而不是等著船廠慢慢學(xué)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(fā)項目正在丹麥海洋能源測試中心展開。目前，一套TetraSpar基礎(chǔ)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(fēng)機，安裝的地點就在浮式風(fēng)電的鼻祖——Hywind Demo項目，2009年由Equinor安裝的一臺2.3MW風(fēng)機，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，靜待測試結(jié)果。美國風(fēng)電開發(fā)商Magellan Wind計劃在加州浮式風(fēng)電投標中使用這種基礎(chǔ)型式，制造商Welcon也計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)采用單點系泊，這樣就可以實時調(diào)整葉輪正對主風(fēng)向。
該基礎(chǔ)在上個月完成了一臺1:6比例的原型機安裝，風(fēng)機功率為30kW。而全尺寸的原型機功率為10MW以及對應(yīng)尺寸的SATH基礎(chǔ)。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(jīng)過測試，將驗證該基礎(chǔ)在開放海域的動態(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，并推進商業(yè)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(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、EnerOcean開發(fā)的全球首個雙風(fēng)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(fēng)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(fēng)機，即單平臺容量為12MW。
EnerOcean總裁Pedro Mayorga表示：“這種設(shè)計可以在一個輕質(zhì)平臺上安裝2臺風(fēng)機，從而有更高的發(fā)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(zhuǎn)向方面還有一些創(chuàng)新的設(shè)計。”
實際上，這不是世界上第一款雙風(fēng)機浮式平臺，早在2017年，瑞典公司Hexicon就設(shè)計了一款雙風(fēng)機浮式平臺，并計劃在蘇格蘭Dounreay Tri風(fēng)場進行測試，采用2臺海裝5MW風(fēng)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(tài)。
5 SeaTwirl
與其他所有浮式基礎(chǔ)不同，SeaTwirl是基于垂直軸風(fēng)機設(shè)計的。
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第一臺名為“S2”的樣機（1MW）所發(fā)電力。去年，該公司又與西門子達成了合作協(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。
