近日，全球首臺16兆瓦超大容量海上風(fēng)電機組在福建并網(wǎng)發(fā)電，標志著(zhù)我國海上風(fēng)電大容量機組研發(fā)制造及運營(yíng)能力再上新臺階。推動(dòng)度電成本下降，研制關(guān)鍵零部件，發(fā)展走向深遠海……近年來(lái)，我國海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，已進(jìn)入規模化開(kāi)發(fā)階段。面向未來(lái)，隨著(zhù)技術(shù)不斷突破、跨產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展持續推進(jìn)，海上風(fēng)電行業(yè)將走得更遠、更穩。

　　福建北部海域，一臺臺百米高的白色風(fēng)機迎風(fēng)轉動(dòng)，將綠色電能送往千家萬(wàn)戶(hù)。日前，全球首臺16兆瓦超大容量海上風(fēng)電機組在這里成功并網(wǎng)發(fā)電，標志著(zhù)我國海上風(fēng)電大容量機組研發(fā)制造及運營(yíng)能力再上新臺階。

　　截至2022年底，我國海上風(fēng)電累計裝機已超3000萬(wàn)千瓦，連續兩年位居全球首位，占比達一半左右。將時(shí)間軸拉長(cháng)，截至2012年底，累計裝機約39萬(wàn)千瓦；截至2017年底，累計裝機約279萬(wàn)千瓦。可以看出，我國海上風(fēng)電雖然起步較晚，但發(fā)展迅猛，已進(jìn)入規模化開(kāi)發(fā)階段。

　　《“十四五”可再生能源發(fā)展規劃》提出，“積極推動(dòng)近海海上風(fēng)電規模化發(fā)展”“推動(dòng)深遠海海上風(fēng)電技術(shù)創(chuàng )新和示范應用”。我國發(fā)展海上風(fēng)電有哪些優(yōu)勢？下一步還需向哪些方面發(fā)力？記者進(jìn)行了采訪(fǎng)。

　　開(kāi)發(fā)勢頭強勁，大幅提升經(jīng)濟性

　　要了解16兆瓦海上風(fēng)機“巨無(wú)霸”，不妨先看幾個(gè)關(guān)鍵字：“大”，單支葉片長(cháng)123米，葉輪掃風(fēng)面積約7個(gè)足球場(chǎng)大小；“高”，輪轂中心高度152米，相當于50層樓高；“綠”，每年可輸出超6600萬(wàn)千瓦時(shí)的綠色電力，能滿(mǎn)足3.6萬(wàn)戶(hù)三口之家一年的用電量。不僅如此，其開(kāi)發(fā)應用還攻克了超長(cháng)柔性葉片、大型主軸軸承、超大容量發(fā)電機小型化等一系列關(guān)鍵技術(shù)難題。

　　從2007年1.5兆瓦風(fēng)機在渤海建成發(fā)電、葉片長(cháng)度不到40米，到如今的16兆瓦、18兆瓦“巨無(wú)霸”風(fēng)機陸續推出，機組大型化成為海上風(fēng)電發(fā)展的顯著(zhù)趨勢。“應用更大的風(fēng)電機組，能夠節省用海面積、提高發(fā)電效率、降低安裝施工成本等，繼而推動(dòng)項目整體度電成本下降。”金風(fēng)科技海上業(yè)務(wù)單元總經(jīng)理于晨光說(shuō)。

　　于晨光給記者算了一筆賬：以100萬(wàn)千瓦海上風(fēng)電項目為例，如果采用8兆瓦機組，需要125臺；采用16兆瓦機組，只需63臺，能節約35%以上的用海面積、降低40%以上的塔筒成本。另外，16兆瓦風(fēng)機捕風(fēng)效率有所提高，發(fā)電量比兩臺8兆瓦風(fēng)機還要提升6%以上。總體推算，項目度電成本能降低12.5%左右。

　　這只是我國海上風(fēng)電快速發(fā)展的一個(gè)縮影。中國可再生能源學(xué)會(huì )風(fēng)能專(zhuān)業(yè)委員會(huì )秘書(shū)長(cháng)秦海巖介紹，當前我國已具備大容量海上風(fēng)電機組自主設計、研發(fā)、制造、安裝、調試、運行能力。看制造，我國生產(chǎn)的發(fā)電機、輪轂、塔架等鑄鍛件以及葉片、齒輪箱、軸承等關(guān)鍵零部件產(chǎn)量占到全球市場(chǎng)的70%以上。看安裝，去年9月，我國自主建造的2000噸級海上風(fēng)電安裝平臺“白鶴灘”號交付投運，大幅增強了海上風(fēng)電機組施工安裝能力。

　　依托規模化開(kāi)發(fā)與技術(shù)進(jìn)步，海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟性大幅提高。秦海巖介紹，2010年至2021年，我國海上風(fēng)電度電成本降幅接近56%。當前海上風(fēng)電項目平均度電成本已降至0.33元/千瓦時(shí)左右，到“十四五”末有望實(shí)現全面平價(jià)。

　　面向未來(lái)，海上風(fēng)電發(fā)展前景廣闊。一方面，發(fā)展有資源。我國擁有約1.8萬(wàn)多公里大陸海岸線(xiàn)，海上風(fēng)能資源豐富。“我國近海和深遠海150米高度、離岸200公里以?xún)惹宜钚∮?00米的海上風(fēng)能資源技術(shù)可開(kāi)發(fā)量為27.8億千瓦。目前海上風(fēng)機累計裝機僅為3000多萬(wàn)千瓦，利用率不足1.1%，未來(lái)開(kāi)發(fā)潛力巨大。”秦海巖說(shuō)。另一方面，消納有空間。我國電力負荷集中在東部沿海地區，但能源資源主要集中在西部和北部地區，靠近沿海地區發(fā)展海上風(fēng)電，能夠實(shí)現“電從遠方來(lái)”與“電從身邊來(lái)”協(xié)同發(fā)展。

　　根據《“十四五”可再生能源發(fā)展規劃》，我國將推動(dòng)山東半島、長(cháng)三角、閩南、粵東、北部灣等千萬(wàn)千瓦級海上風(fēng)電基地開(kāi)發(fā)建設，推進(jìn)一批百萬(wàn)千瓦級的重點(diǎn)項目集中連片開(kāi)發(fā)，結合基地開(kāi)發(fā)建設推進(jìn)深遠海海上風(fēng)電平價(jià)示范和海上能源島示范工程。

　　突破關(guān)鍵技術(shù)，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)集群化

　　風(fēng)力發(fā)電機來(lái)自中車(chē)株洲電機，葉片來(lái)自中材科技……全球首臺16兆瓦海上風(fēng)電機組主機由上萬(wàn)個(gè)零部件組成，關(guān)鍵部件均已實(shí)現100%國產(chǎn)化。研制過(guò)程中，金風(fēng)科技協(xié)同了數十家企業(yè)、大學(xué)及科研院所，產(chǎn)業(yè)鏈上下游高效協(xié)同、產(chǎn)學(xué)研深度融合，為風(fēng)電行業(yè)發(fā)展奠定了堅實(shí)基礎。

　　主軸軸承是風(fēng)機的核心部件。3支總重量100多噸的巨型葉片在旋轉時(shí)，軸承必須保障它們能長(cháng)時(shí)間平穩流暢運轉，這意味著(zhù)直徑3.2米的軸承加工誤差不能超過(guò)0.01毫米。

　　“軸承公司之前沒(méi)做過(guò)這么大尺寸的軸承，我們有這方面的技術(shù)積累，分享給他們滿(mǎn)足風(fēng)機可靠性所需的載荷、扭矩等相關(guān)資料。歷時(shí)9個(gè)多月軸承順利交付，結束了我國不能研制超大容量海上風(fēng)電機組主軸軸承的歷史。”于晨光說(shuō)。

　　智能化應用，提高產(chǎn)品性能。渤海海域，山東能源電力集團90萬(wàn)千瓦海上風(fēng)電場(chǎng)有序運轉，每年可提供32.5億千瓦時(shí)綠電。“項目應用了狀態(tài)參數辨識自適應增功控制技術(shù)，實(shí)時(shí)感知風(fēng)況變化及機組運行狀態(tài)，確保發(fā)電性能達到最優(yōu)，單機能夠提升約3%的發(fā)電量。”山東能源電力集團黨委書(shū)記李偉介紹。對于一些項目的抗臺風(fēng)型風(fēng)機，借助智能控制系統還能保證葉片始終處于最小受力角度，避免葉片發(fā)生渦激振動(dòng)。

　　集群化發(fā)展，提升供應鏈韌性。廣東汕頭，國際風(fēng)電創(chuàng )新港項目正在加緊建設，未來(lái)這里將聚集風(fēng)電整機、葉片、齒輪箱、發(fā)電機、軸承等全產(chǎn)業(yè)鏈制造企業(yè)，以及檢驗檢測實(shí)驗室和大型科研裝置，形成“研發(fā)設計一體化、工藝流程一體化、生產(chǎn)制造一體化、檢測認證一體化”四個(gè)一體化的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)集群。

　　“大型風(fēng)電機組的發(fā)電機、齒輪箱等體積大、陸運不便，依托汕頭國際風(fēng)電創(chuàng )新港，有助于海上風(fēng)電裝備及服務(wù)出口，降低物流成本。”于晨光介紹。和其他風(fēng)電集群項目有所不同，汕頭國際風(fēng)電創(chuàng )新港打通企業(yè)和企業(yè)之間的“圍墻”，相當于在一個(gè)超大廠(chǎng)房里，不同車(chē)間里的工序高效流轉，減少運輸環(huán)節。設備制造完后，還可以就近在旁邊的實(shí)驗中心測試，提升迭代速度，為我國海上風(fēng)電技術(shù)創(chuàng )新和大型機組研制提供有力支撐。

　　向深遠海進(jìn)軍，促進(jìn)跨產(chǎn)業(yè)融合

　　目前，全球70%的潛在海風(fēng)資源位于水深大于60米的深水海域。由近海走向深遠海，是海上風(fēng)電發(fā)展的必然趨勢。

　　今年5月，我國首座深遠海浮式風(fēng)電平臺“海油觀(guān)瀾號”并入文昌油田群電網(wǎng)，開(kāi)啟為海上油氣田輸送綠電的新里程。作為我國第一個(gè)工作海域距離海岸線(xiàn)100公里以上、水深超過(guò)100米的浮式風(fēng)電平臺，“海油觀(guān)瀾號”的建成投用，使我國海上風(fēng)電的自主開(kāi)發(fā)能力從水深不到50米提升至100米級以上。

　　中國海油研究總院院長(cháng)米立軍介紹，在近淺海，風(fēng)機是通過(guò)鋼管或者導管架，深深插入海底，固定風(fēng)機；在深遠海，這種結構的基礎變得過(guò)于龐大，性?xún)r(jià)比將大打折扣。“浮式平臺可以打破作業(yè)水深和海底固定安裝條件的限制，有效拓展深遠海風(fēng)能資源開(kāi)發(fā)。”米立軍說(shuō)。

　　但目前來(lái)看，我國深遠海浮式風(fēng)電的發(fā)展仍面臨一些挑戰。例如漂浮式風(fēng)電的系泊纜、電纜等高端產(chǎn)品的國內產(chǎn)業(yè)鏈還不完整，運維數據和經(jīng)驗積累相對不足；從成本來(lái)說(shuō)，漂浮式風(fēng)電項目造價(jià)較高，平均度電成本相較傳統固定式海上風(fēng)電高出3倍左右，仍處于商業(yè)化初期，亟須探索顛覆性新技術(shù)和高效開(kāi)發(fā)模式，向規模化階段邁進(jìn)。

　　根據相關(guān)規劃，我國將推進(jìn)漂浮式風(fēng)電機組基礎、遠海柔性直流輸電技術(shù)創(chuàng )新和示范應用，力爭“十四五”期間開(kāi)工建設我國首個(gè)漂浮式商業(yè)化海上風(fēng)電項目。在上海、江蘇、浙江、福建、山東、廣東、廣西等資源和建設條件好的區域，結合基地項目建設，推動(dòng)一批百萬(wàn)千瓦級深遠海海上風(fēng)電示范工程開(kāi)工建設，2025年前力爭建成一至兩個(gè)平價(jià)海上風(fēng)電場(chǎng)工程。

　　不少受訪(fǎng)對象談到，隨著(zhù)海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)提速以及走向深遠海，相應的審批流程、用海政策等方面可以進(jìn)一步優(yōu)化，并完善海洋、氣象、海事、環(huán)保等部門(mén)的統籌協(xié)調機制，進(jìn)行整體規劃，促進(jìn)具備條件的項目盡早開(kāi)工建設。

　　與此同時(shí)，行業(yè)仍需保持合理的開(kāi)發(fā)節奏。秦海巖認為，海上風(fēng)電技術(shù)正處在快速迭代中，如果使用現有技術(shù)大干快上，不僅成本高、風(fēng)險大，也無(wú)法讓風(fēng)能資源得到最有效利用，造成浪費。因此，“十四五”海上風(fēng)電發(fā)展的主基調依然是穩妥，不應盲目追求規模。

　　海上風(fēng)電行業(yè)要走得更遠、更穩，跨產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展是探索方向。在文昌油田群，通過(guò)打造海上風(fēng)電與海洋油氣融合發(fā)展新模式，將油田群的4個(gè)燃料電站與“海油觀(guān)瀾號”風(fēng)電平臺融合成一個(gè)整體，實(shí)現海洋油氣綠色低碳開(kāi)發(fā)。“未來(lái)，可以推動(dòng)海上風(fēng)電項目開(kāi)發(fā)與海洋牧場(chǎng)、海水制氫、觀(guān)光旅游等相結合，實(shí)現‘海上糧倉+藍色能源’立體開(kāi)發(fā)，助力解決單一海洋資源開(kāi)發(fā)瓶頸問(wèn)題。”秦海巖說(shuō)。

　　本報記者 丁怡婷

　　(人民日報)