近日，國內(nèi)首臺深遠(yuǎn)海浮式風(fēng)電裝備“扶搖號”在廣東茂名廣港碼頭完成總裝，舉行了拖航儀式，前往平均水深達(dá)65米的廣東湛江羅斗沙海域進(jìn)行示范應(yīng)用。浮式海上風(fēng)電裝備讓深遠(yuǎn)海豐富的風(fēng)力資源不再遙不可及，海上風(fēng)電的可開發(fā)范圍正在不斷拓寬。
跨入新階段
“扶搖號”是我國目前最大的浮式風(fēng)電機(jī)組，由中國海裝牽頭自主研發(fā)，該浮體平臺總長72米，配備了功率為6.2兆瓦的抗臺風(fēng)性風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，機(jī)位點平均水深達(dá)65米，超過了傳統(tǒng)固定式海上風(fēng)電的水深極限。
“與傳統(tǒng)陸上風(fēng)電或近海風(fēng)電開發(fā)相比，深海風(fēng)資源開發(fā)面臨水位太深的現(xiàn)實挑戰(zhàn)，如果采用先打樁再安裝風(fēng)電機(jī)組的方式，不僅施工成本高昂，而且樁基太長影響風(fēng)機(jī)穩(wěn)定性。”中國海裝學(xué)科帶頭人董曄弘在接受記者采訪時表示，“在開發(fā)深遠(yuǎn)海風(fēng)電的時候，需要考慮將風(fēng)電機(jī)組安裝在漂浮的平臺上，也就是海上浮式風(fēng)電技術(shù)。”
據(jù)董曄弘介紹：“研制過程中，面臨周期緊、環(huán)境條件流速大、海底地質(zhì)條件復(fù)雜等諸多難題，中國海裝項目團(tuán)隊先后攻克突破了復(fù)雜海洋環(huán)境氣動及水動載荷耦合動力學(xué)分析技術(shù)、海上浮式風(fēng)電裝備協(xié)同控制技術(shù)、浮式風(fēng)電裝備全耦合水池模型試驗技術(shù)、基于系統(tǒng)性能匹配的海上浮式風(fēng)電裝備總體設(shè)計技術(shù)、以傳動鏈優(yōu)化為核心的海上浮式風(fēng)電機(jī)組適應(yīng)性設(shè)計技術(shù)等系列卡脖子難題，最終研制出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的深遠(yuǎn)海浮式風(fēng)電裝備‘扶搖號’。”
技術(shù)百花齊放
“關(guān)鍵核心技術(shù)買不來，更要不來，唯有依靠自主創(chuàng)新和自主研發(fā)。”董曄弘進(jìn)一步告訴記者，“在開發(fā)過程中，中船集團(tuán)下屬的船舶設(shè)計研究中心和中國船舶科學(xué)研究中心承擔(dān)了浮體設(shè)計、錨泊系統(tǒng)設(shè)計、水池試驗等方面的研究任務(wù)，上海交大船舶海洋與建筑工程學(xué)院為高精準(zhǔn)度的縮比水池試驗提供了重要的技術(shù)支撐。此外，哈爾濱工程大學(xué)承擔(dān)了一體化耦合仿真相關(guān)的機(jī)理和理論研究工作，重慶大學(xué)承擔(dān)了浮式風(fēng)電機(jī)組傳動鏈力學(xué)分析及受力狀態(tài)監(jiān)測等技術(shù)研究。在各單位的合作下，最終完成了浮式風(fēng)電裝備的機(jī)組-浮體-系泊總體設(shè)計技術(shù)、一體化仿真分析技術(shù)、水池縮比試驗驗證技術(shù)、風(fēng)電機(jī)組適應(yīng)性優(yōu)化技術(shù)及海上浮式風(fēng)電建造施工技術(shù)等全流程技術(shù)開發(fā)，具備了從氣象環(huán)境資源數(shù)據(jù)出發(fā)，開展浮式風(fēng)電裝備研制的正向設(shè)計及實施能力。”
根據(jù)國家氣候中心統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，我國深海風(fēng)資源總量可達(dá)到10億千瓦，相當(dāng)于近海風(fēng)資源的2倍，正值我國海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)逐步進(jìn)入全面平價時代，浮式風(fēng)電市場也迎來了百花齊放。
實際上，除了中國海裝外，巨大的市場潛力已吸引了大量企業(yè)入局。不論是明陽智能等本土主流整機(jī)企業(yè)，還是西門子歌美颯、通用電氣等國際整機(jī)制造商，都相繼發(fā)布了新的浮式海上風(fēng)機(jī)技術(shù)。去年7月，通用電氣宣布將研發(fā)單機(jī)功率為12兆瓦的浮式海上風(fēng)機(jī)，維斯塔斯也宣布旗下10兆瓦浮式風(fēng)機(jī)進(jìn)入商用階段。業(yè)界普遍認(rèn)為，在全球積極應(yīng)對氣候變化的背景下，浮式海上風(fēng)電這一賽道將變得更加熱鬧。董曄弘認(rèn)為：“這是非常好的趨勢，中國的浮式風(fēng)電技術(shù)在短短的三四年間走過了歐洲將近20年的路。”
拓展開發(fā)邊界
風(fēng)電是實現(xiàn)碳中和的重要路徑，不斷推陳出新的浮式海上風(fēng)電技術(shù)，正在持續(xù)擴(kuò)展我國海上風(fēng)電的可開發(fā)范圍。從潮間帶到近海，從近海到深遠(yuǎn)海，我國海上風(fēng)力資源的可開發(fā)“邊界”已愈加模糊，浮式海上風(fēng)電技術(shù)的應(yīng)用勢必將推動海上風(fēng)電市場規(guī)模實現(xiàn)高速增長。
全球風(fēng)能理事會發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，近兩年來，我國都是全球海上風(fēng)電新增裝機(jī)容量最多的國家，隨著我國海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)正式步入平價時代，中國仍將是全球海上風(fēng)電市場的“絕對主力”。據(jù)英國第三方咨詢機(jī)構(gòu)Carbon Trust此前發(fā)布的預(yù)測數(shù)據(jù)，中國的浮式風(fēng)電市場到2030年將達(dá)到49.5萬千瓦，在2035年將達(dá)到250萬千瓦，到2040年則有望達(dá)到700萬千瓦。
董曄弘表示，從目前來看，福建、粵東、粵西及海南周邊海域風(fēng)資源儲量高、靠近負(fù)荷中心、開發(fā)潛力大，很有可能是下一階段海上風(fēng)電開發(fā)的熱點區(qū)域。在這些海域，中高水深的區(qū)域大量存在，浮式風(fēng)電市場規(guī)模相當(dāng)大。不僅如此，浮式海上風(fēng)電技術(shù)的應(yīng)用場景，還可拓展至制氫、深海養(yǎng)殖、海水淡化等新興領(lǐng)域，海上風(fēng)電項目也將因此變得更加多元化。
如何推動我國浮式海上風(fēng)電實現(xiàn)規(guī)?；l(fā)展？董曄弘建議：“浮式風(fēng)電目前還處在示范樣機(jī)階段，和固定式海上風(fēng)電的技術(shù)成熟度不是同一等級，希望在政策支持方面將浮式風(fēng)電和固定式海上風(fēng)電視作兩種完全不同的裝備，采用不同的扶持政策，適當(dāng)延后浮式風(fēng)電平價上網(wǎng)的期限。”
原標(biāo)題：風(fēng)電開發(fā)挺進(jìn)深遠(yuǎn)海
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