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當(dāng)前，我國重點(diǎn)省份海上風(fēng)電工程造價(jià)在10000~14000元/kW。在8月11日由北極星風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)召開的第二屆海上風(fēng)電創(chuàng)新發(fā)展大會(huì)上，與會(huì)嘉賓交流表示，在技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)下，“十四五”期間海上風(fēng)電投資水平具備10%左右的下降空間，為即將到來的平價(jià)發(fā)展做好準(zhǔn)備。

不斷突破的技術(shù)創(chuàng)新是降本支撐

“當(dāng)前，我國已形成支撐年新增建成并網(wǎng)規(guī)模超過千萬千瓦的海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈，對(duì)于海上風(fēng)電投資成本降低，顯著的支撐因素來自于技術(shù)的不斷突破創(chuàng)新。未來一段時(shí)期內(nèi)，風(fēng)電機(jī)組的進(jìn)一步大型化將是我國海上風(fēng)電降本的重要途徑�！彼�電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院風(fēng)電處技術(shù)主管、高級(jí)工程師劉霄說。

我國海上風(fēng)電近年來技術(shù)突破較多，一是風(fēng)電機(jī)組大型化進(jìn)程逐步加速。當(dāng)前，國內(nèi)海上風(fēng)電在建主流機(jī)組單機(jī)容量達(dá)6MW以上，部分單8~10MW機(jī)組已商業(yè)化運(yùn)行，國內(nèi)主流風(fēng)機(jī)廠家相繼發(fā)布10MW~16MW機(jī)型；

二是海上風(fēng)電送出工程技術(shù)水平不斷提高。隨著首座海上換流站-柔性直流輸電工程成功并網(wǎng)，以及海上升壓站成套裝備設(shè)計(jì)、施工技術(shù)不斷創(chuàng)新，我國已初步掌握海上送出核心施工安裝能力。三是吸力樁式導(dǎo)管架、漂浮式等基礎(chǔ)形式不斷涌現(xiàn)，也體現(xiàn)出我國海上風(fēng)電新型基礎(chǔ)施工安裝技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新。

“搶裝過后國內(nèi)施工技術(shù)能力、設(shè)備制造能力、施工資源等有了很大發(fā)展，施工成本、設(shè)備制造成本的降低，海上風(fēng)電項(xiàng)目的投資成本也因此得以降低�！� 劉霄說。

但面向未來，我國海上風(fēng)電仍面臨著“十四五”前中期降本壓力大、近海場(chǎng)址資源趨緊、適用于深遠(yuǎn)海的開發(fā)建設(shè)技術(shù)亟待加快研發(fā)、用海管理要求提高等幾個(gè)主要的挑戰(zhàn)，需要全行業(yè)共同努力，來推動(dòng)海上風(fēng)電的穩(wěn)步發(fā)展。

技術(shù)創(chuàng)新是風(fēng)電高質(zhì)量發(fā)展的首要驅(qū)動(dòng)，中國可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專委會(huì)秘書長秦海巖引用了布萊恩·阿瑟的《技術(shù)的本質(zhì)》一書中的重要觀點(diǎn)，將其投射到風(fēng)電技術(shù)發(fā)展的起源、今生和未來。

這些觀點(diǎn)包括：技術(shù)的本質(zhì)是對(duì)自然現(xiàn)象有目的的編程；任何技術(shù)都是原有技術(shù)的基礎(chǔ)上的組合；為了解決新技術(shù)帶來新問題和新需求，會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致新的更多的技術(shù)的出現(xiàn)等。

秦海巖認(rèn)為，當(dāng)前我們基于雙碳目標(biāo)、能源轉(zhuǎn)型的市場(chǎng)需求已經(jīng)明確，只要其他技術(shù)在進(jìn)步，那么風(fēng)電技術(shù)的腳步就不會(huì)停止。同時(shí)，新的技術(shù)會(huì)在未來與風(fēng)電進(jìn)行組合。而當(dāng)行業(yè)自身無法實(shí)現(xiàn)關(guān)進(jìn)技術(shù)的突破，基礎(chǔ)研究和創(chuàng)新將是行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵。

秦海巖指出，風(fēng)電機(jī)組大型化將是行業(yè)技術(shù)發(fā)展的主力方向。

其次是新材料的應(yīng)用。碳纖維的成本下降將提高該材料在風(fēng)電葉片中應(yīng)用，助力葉片生產(chǎn)工藝向更長、更大、更輕發(fā)展。同時(shí)一些熱塑性材料，高分子材聚合物等新材料與風(fēng)電的融合，也將助力風(fēng)電大型化的跨越式發(fā)展。

第三個(gè)方向是包括AI、無人機(jī)、數(shù)字孿生等智能化技術(shù)，這些應(yīng)用使得風(fēng)電更加智能。

新型基礎(chǔ)數(shù)值模型研究也是一個(gè)非常重要的技術(shù)趨勢(shì)，對(duì)微觀尺度流體特征及大尺寸結(jié)構(gòu)更好的研究和模擬，將使風(fēng)電設(shè)計(jì)更加精細(xì)化、讓更大的機(jī)組設(shè)計(jì)成為可能。

還有一個(gè)重要的方向是氫、氨供應(yīng)鏈的建立，以實(shí)現(xiàn)未來100%的可再生能源供應(yīng)。以上將是支撐未來風(fēng)電高質(zhì)量發(fā)展的主要技術(shù)方向。

在海上風(fēng)電送出技術(shù)創(chuàng)新上，國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院電力電子研究所副所長趙國亮對(duì)“海上風(fēng)電柔性低頻交流輸電技術(shù)”進(jìn)行了詳細(xì)講解，該輸電技術(shù)采用全控器件，具備柔性調(diào)控能力，應(yīng)用于海上風(fēng)電可有效降低頻率，提升電纜載流量，綜合提升海纜有效輸送能力，提高輸電可靠性、降低運(yùn)維成本。

目前，柔性低頻交流輸電技術(shù)正在浙江開展示范應(yīng)用，將對(duì)各類柔性低頻裝備及控制進(jìn)行技術(shù)驗(yàn)證。

海上風(fēng)電高質(zhì)量發(fā)展仍面臨挑戰(zhàn)

2022年以來，受平價(jià)項(xiàng)目建設(shè)周期以及疫情反復(fù)的影響，上半年我國海上風(fēng)電僅實(shí)現(xiàn)零星項(xiàng)目并網(wǎng)，相比去年同期并網(wǎng)容量減少95%以上，行業(yè)大規(guī)模開發(fā)面臨內(nèi)外部多重壓力和挑戰(zhàn)。

這其中，降本增效首當(dāng)其沖。

“當(dāng)前，風(fēng)機(jī)大型化依然是產(chǎn)業(yè)鏈核心的降本手段�！敝袕V核新能源控股有限公司總經(jīng)理助理龍應(yīng)斌指出，“中廣核新能源積極響應(yīng)行業(yè)風(fēng)機(jī)大型化的發(fā)展趨勢(shì)，在我們廣東陽江帆石一100萬千瓦海上風(fēng)電項(xiàng)目中，擬布置單機(jī)容量10MW及以上的風(fēng)電機(jī)組，相比現(xiàn)在8-10MW的主流機(jī)型，項(xiàng)目開發(fā)度電成本將進(jìn)一步降低�！�

龍應(yīng)斌還指出，海上風(fēng)電在項(xiàng)目選址、送出接入等方面仍存在非技術(shù)成本偏高的問題；而且，相較于陸上風(fēng)電，海上風(fēng)電的并網(wǎng)送出工程更為復(fù)雜，如何經(jīng)濟(jì)地解決大規(guī)模海上風(fēng)電并網(wǎng)送出問題，也是目前海上風(fēng)電大規(guī)模建設(shè)面臨的核心挑戰(zhàn)之一。

此外，以柔性直流為代表的深遠(yuǎn)海大規(guī)模海上風(fēng)電并網(wǎng)送出技術(shù)在我國尚處于試驗(yàn)示范階段，仍有諸多技術(shù)難題有待解決。在行業(yè)熱議的“海上風(fēng)電融合發(fā)展”方面，也仍然缺乏針對(duì)該模式的行業(yè)政策及規(guī)劃出臺(tái)。

當(dāng)前，中廣核新能源風(fēng)、光裝機(jī)規(guī)模已突破2800萬千瓦，新能源被定位為集團(tuán)未來發(fā)展的主力軍和壓艙石。龍應(yīng)斌表示，面對(duì)海上風(fēng)電未來發(fā)展挑戰(zhàn)，“十四五”期間中廣核新能源將把平價(jià)海上風(fēng)電大基地、大項(xiàng)目開發(fā)作為現(xiàn)階段發(fā)展基礎(chǔ)；將產(chǎn)業(yè)協(xié)同、多能互補(bǔ)的海上風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)作為近期發(fā)展方向；以及將深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)作為中長期發(fā)展趨勢(shì)。

中國電建集團(tuán)中南勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司新能源工程設(shè)計(jì)院電氣工程所所長胡雋璇對(duì)風(fēng)機(jī)技術(shù)創(chuàng)新降本表達(dá)了同樣的觀點(diǎn)。

他認(rèn)為，風(fēng)電機(jī)組大型化、輕量化、化是未來海上風(fēng)電高質(zhì)量發(fā)展的重點(diǎn)之一，機(jī)組設(shè)備大型化和輕量化帶來的成本下降為海上風(fēng)電成本下降讓出了足夠的空間，但需解決長葉片、大軸承等關(guān)鍵性難題。同時(shí)，針對(duì)風(fēng)電機(jī)組的大型化，研究配套的新型大直徑單樁制造設(shè)備和安全、、經(jīng)濟(jì)的施工工藝，也是進(jìn)一步提質(zhì)增效的路徑。

胡雋璇還在加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)方面探討了進(jìn)一步規(guī)范海上風(fēng)電開發(fā)的可能。如為海上風(fēng)電開發(fā)的各個(gè)環(huán)節(jié)提供詳細(xì)的政策細(xì)則和實(shí)施路徑，分區(qū)域、分時(shí)段、因地制宜地提供合適的地方性補(bǔ)貼政策和退出機(jī)制，逐步建立和完善適應(yīng)新型電力系統(tǒng)發(fā)電特性的電力市場(chǎng)體系，進(jìn)一步促進(jìn)可再生能源消納。

當(dāng)前，中南院編制了包括山東、海南、河北、遼寧等省份的約70GW海上風(fēng)電規(guī)劃，完成40多個(gè)海上風(fēng)電可行性研究、初步設(shè)計(jì)報(bào)告，以及超過10GW的海上風(fēng)電前期總承包和3GW的勘測(cè)設(shè)計(jì)和EPC項(xiàng)目，在海上風(fēng)電領(lǐng)域有較為出色的業(yè)績。

為迎接海上風(fēng)電的高質(zhì)量發(fā)展，未來還需加強(qiáng)示范引領(lǐng)，打造海上風(fēng)電場(chǎng)核心技術(shù)策源地，加快研究漂浮式深遠(yuǎn)海風(fēng)電技術(shù)，推動(dòng)海上風(fēng)電柔性直流組網(wǎng)，設(shè)計(jì)輕量化海上換流平臺(tái)，加強(qiáng)核心部件的攻關(guān)與創(chuàng)新，努力實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化，將數(shù)字化技術(shù)、人工智能技術(shù)全面應(yīng)用于海上風(fēng)電的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營全生命周期各階段，這些也將成為中南院的重點(diǎn)推進(jìn)工作。