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【中國能源報】海上風電駛向深水遠海
2019年08月01日

  “到2030年,我國發電裝機總量將達30億千瓦,中東部地區最大負荷將達9.7億千瓦,傳統的‘西電東送’模式將難以為繼,而中東部地區豐富的海上風電資源將極大地推動我國能源結構轉型?!比漲?,在國家海上風電發電工程技術研究中心學術委員會第六屆年會暨國際海上風電高層技術論壇上,國家海上風電工程技術研究中心管理委員會主任、中國船舶重工集團海裝風電股份有限公司(下稱“中國海裝”)董事長王滿昌表示。

  同時,多位與會專家表示,隨著海上風電技術的發展,海上風電成本正逐步下降,未來海上風電將從近海、淺海走向遠海、深海,大兆瓦機組則是我國海上風電設備的必然發展趨勢。

  近海資源逐步飽和 深水遠海是未來方向

  近年來,我國海上風電裝機規模增長迅速,2018年海上風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電裝機增長最快的國家。

  然而,放眼國內外,目前建成的海上風電場絕大多數為近海風電場。未來,走向深水遠海成為海上風電的發展方向。

  據與會專家介紹,一方面,近海風電更易受到日益嚴苛的環保生態等制約,發展空間受到擠壓;另一方面,深遠海范圍更廣,風能資源更豐富,風速更穩定,在深水遠海發展風電,既可以充分利用更為豐富的風能資源,也可以不占據岸線和航道資源,減少或避免對沿海工業生產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:“我國海上風能資源豐富的區域毗鄰用電需求大的地區,大力發展我國海上風電可實現風電能源就近消納,降低電力輸送成本。隨著海上風電高速發展,近海資源開發必將逐漸飽和,海上風電勢必走向深遠海?!?/p>

  中國工程院院士周緒紅指出,遠海深海資源極其豐富,與近海風電相比,深海、遠海風速更大,風力更加穩定?!昂I戲緄纈山W呦蛟逗?,由淺海走向深海,是未來發展的必然趨勢?!?/p>

  2012年發布的《海上風電開發建設管理暫行辦法實施細則》就曾提出了“雙十”原則:即海上風電場原則上應在離岸距離不少于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。

  業內人士告訴記者,中國海上風電是按照潮間帶風場—近海風場—深遠海風場的發展路徑逐步推進。中國近海風資源條件和海床地質條件不如歐洲好,因此,更有必要在遠海深水風電技術領域提前謀劃,提早儲備。

  需深厚行業積淀 突破傳統技術路徑

  2016年,離岸距離23公里的華能國際如東八仙角海上風電項目率先開啟了我國在遠海風電領域的探索。

  今年1月,江蘇大豐海上風電項目吊裝的首臺風機離岸距離70公里,打破了海上風電施工國內離岸距離最遠紀錄。

  海上風電開發正向著更深更遠的海洋挺進。

  業內認為,開發遠海風電資源需要深厚的技術積淀。目前,在近海區域的規?;⒄菇緄繾呦蟶釧逗;郾匾木?。

  周緒紅在論壇上指出,目前我國海上風電產業仍面臨諸多挑戰?!霸諍I戲緄縭┕ぐ滄胺矯?,海上環境復雜,潛在風險較大,海上施工窗口期短是造成海上風電建造成本居高不下的主要原因之一。同時,我國海上風電施工裝備相對落后,目前急需研發高效、高可靠性的施工裝備。要實現海上風電的平價,我國海上風電不僅需要優化基礎結構設計,提高制造安裝水平,也需要提高關鍵部件的國產化程度,提高運維智能化水平,實現效益增值?!?/p>

  據記者了解,目前我國現有的海上風機主要采用的是固定式基礎,基本都安裝在淺海區域,水深不超過30米。然而,隨著海上風機走向深海,水深增加將導致固定式風機建造安裝費用急劇增加。

  “深遠海風電通常水深超過50米,在這樣的海域,以固定打鉆、淺灘著床的方式建設風電場,不具備經濟性優勢。因此,要走向風大浪高的深遠海,必須改變技術路徑,突破傳統海上風電的‘作戰半徑’?!庇兇冶硎?。

  浮式風機及大機組賦能 技術創新助力海上風電遠航

  與會專家指出,水深大于50-60米后,考慮到安裝建造成本,提升海上風電經濟性,浮式基礎將成為深水海域風機重要的支撐平臺。

  中船重工集團公司七0二研究所副總工程師程小明預測稱,未來我國海上風場將會離岸越來越遠,單機功率將越來越大,浮式風機將成為未來技術發展的必要路徑。

  不過,多位與會專家也認為,浮式基礎海上風機技術起源于歐洲,我國起步較晚,目前我國浮式基礎海上風機技術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機仍面臨著多方面挑戰,包括如何得到性價比高、可靠性強的總體設計,如何實現準確、可信的載荷分析,以及如何在復雜海洋環境中提升環境適應、安裝運維技術等。為解決現有技術難點,中國海裝于2018年承接了國家工信部“海上浮式風電裝備研制”高技術船舶科研項目,并計劃在我國廣東省建設浮式風電裝備示范項目。

  與此同時,大兆瓦機組技術的突破也將支撐風電走向深水遠海。

  中國可再生能源學會風能專業委員會秘書長秦海巖指出,大兆瓦機組可以大幅提高發電量,節約運維成本,是海上風電的必然趨勢,雖然目前成本較高,但隨著技術推動,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?!耙恢幣岳?,我國海上風電風機不斷追求大功率,力求降低度電成本,但超大直徑設備制造經驗卻有所不足,制造成本偏高。如何平衡高成本和發電收益之間的矛盾,找到最佳經濟拐點,是目前我國風電大機組研發的重要問題?!弊酆峽悸嵌嚳矯嬉蛩?,韓花麗指出,10兆瓦級海上風電機組將有望成為下一代海上風電的主力機型。

  據了解,由國家海上風電發電工程技術研究中心主導的“10兆瓦級海上風電機組關鍵技術研究”獲中船重工立項,2018年,初步設計方案通過專家評審,目前已進入詳細設計階段。該項目將有效帶動風電整機、關鍵零部件、安裝調試運維產業鏈發展,形成百億級以上海上風電產業集群,推動占據海上風電市場競爭制高點。

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