這一天,國人爭“風(fēng)”深海的距離再一次被拉近!
初夏的茂名,鳳凰花開,海風(fēng)輕拂,投用兩年多的廣東茂名廣港碼頭迎來了一位重量級“客人”。5月27日,國內(nèi)首臺深遠(yuǎn)海浮式風(fēng)電裝備——“扶搖號”在這里完成總裝,并成功舉行拖航儀式。這一里程碑節(jié)點將對我國海上風(fēng)電邁向深遠(yuǎn)海、助力“30·60”目標(biāo)達(dá)成產(chǎn)生深遠(yuǎn)意義。
5月31日,位于廣東省徐聞縣的羅斗沙海域,國內(nèi)首臺深遠(yuǎn)海浮式風(fēng)電裝備“扶搖號”風(fēng)機高高聳立,施工船將該平臺拖至項目規(guī)劃位置,開啟安裝固定施工。湛江海事局現(xiàn)場護(hù)航,保障海上作業(yè)安全。
方興未艾,浮式風(fēng)電進(jìn)展突破
碳達(dá)峰、碳中和“30·60”目標(biāo)開啟了低碳新時代,在全球碳中和遠(yuǎn)景之下,包括中國在內(nèi)的各世界主要經(jīng)濟(jì)體無一例外將風(fēng)電行業(yè)發(fā)展作為實現(xiàn)碳中和的重要路徑之一。
作為海洋大國,我國海上風(fēng)資源豐富,其中深遠(yuǎn)海風(fēng)電資源開發(fā)利用潛力尤其巨大,據(jù)公開數(shù)據(jù)顯示:我國深遠(yuǎn)海風(fēng)能儲量達(dá)1268GW,遠(yuǎn)海風(fēng)資源占比超過60%(按照國際通用慣例以及實際工程經(jīng)驗,一般認(rèn)為水深大于50米為深海風(fēng)電,場區(qū)中心離岸距離大于70千米為遠(yuǎn)海風(fēng)電)。同時,海上風(fēng)電也因其清潔低碳、靠近東南沿海地區(qū)用電負(fù)荷側(cè)、消納方便,在“雙碳目標(biāo)”中的重要作用愈加凸顯,發(fā)展海上風(fēng)電被視為我國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的重要戰(zhàn)略支撐。
目前,我國海上風(fēng)電已邁入全面平價、大規(guī)模開發(fā)階段。作為國內(nèi)海上風(fēng)電先行者和風(fēng)電裝備技術(shù)“國家隊”,中國海裝依托“國家海上風(fēng)力發(fā)電工程技術(shù)研究中心”深耕海上風(fēng)電十余年,在海上風(fēng)資源開發(fā)利用上具有豐富經(jīng)驗和硬核實力。隨著全球能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程不斷加速,中國海裝乘勢而上、勇?lián)厝,主動承?dān)了《海上浮式風(fēng)電裝備研制》項目,并通過集智攻關(guān),硬是將深遠(yuǎn)海浮式風(fēng)電裝備這塊硬骨頭啃了下來,全力以赴完成了國內(nèi)首臺深遠(yuǎn)海浮式風(fēng)電裝備——“扶搖號”的設(shè)計制造等系列工作。“扶搖號”浮式風(fēng)電裝備將應(yīng)用于平均水深65m的深海海域,具備環(huán)境適應(yīng)性強、浮式機組功率國內(nèi)大、浮體結(jié)構(gòu)形式簡單、系泊錨固系統(tǒng)可靠性高、一體化設(shè)計等諸多優(yōu)勢,它的誕生填補了我國深遠(yuǎn)海浮式風(fēng)電裝備空白,成為我國進(jìn)軍深遠(yuǎn)海能源開發(fā)領(lǐng)域的一大“利器”。
逐夢深海,自主創(chuàng)新勢頭強勁
當(dāng)前海上風(fēng)電機組主要是通過單樁或者導(dǎo)管架式等結(jié)構(gòu)固定在海床上,基礎(chǔ)固定式機組的大缺陷在于只能應(yīng)用于水深不超過60m的近岸淺海海域,而當(dāng)水深大于60m時,固定式支撐結(jié)構(gòu)的成本急劇增加,而采用漂浮式基礎(chǔ)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)將大幅提升,浮式基礎(chǔ)由于不受水深限制以及能夠簡化機組吊裝,從而使深遠(yuǎn)海域的風(fēng)能資源開發(fā)成為可能。因此,浮式風(fēng)電機組已成為60m水深以上的海上風(fēng)場建設(shè)必然選擇。
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)。依托母公司中國船舶集團(tuán)在海洋裝備領(lǐng)域的深厚底蘊和全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢,中國海裝聯(lián)合集團(tuán)內(nèi)多家優(yōu)勢企業(yè)及優(yōu)質(zhì)外協(xié)單位,緊密圍繞海上浮式風(fēng)電裝備能力提升問題,從海上浮式風(fēng)電裝備的環(huán)境適應(yīng)性出發(fā),開展基礎(chǔ)理論研究和實驗技術(shù)研究,在基礎(chǔ)理論與實驗結(jié)果互相驗證的基礎(chǔ)上,綜合運用各種工具和分析結(jié)果,開展海上浮式風(fēng)電裝備的工程設(shè)計,終形成了風(fēng)電機組-浮體-系泊系統(tǒng)的一體化設(shè)計方案。
“扶搖號”研制過程中,面臨時間周期緊、環(huán)境條件流速大、海底地址條件復(fù)雜等諸多難題,中國海裝項目團(tuán)隊通過自力更生、集智聚力,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)電機組適應(yīng)性設(shè)計技術(shù)等系列卡脖子難題,讓研發(fā)工作與工程實施同步推進(jìn)、互融互促,終研制出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)、具有獨特戰(zhàn)略優(yōu)勢的深遠(yuǎn)海浮式風(fēng)電裝備“扶搖號”。
扶搖號”浮式平臺總長72米、型深33米、型寬80米,搭載中國海裝6.2MW抗臺型I類風(fēng)力發(fā)電機組,機組塔筒高度為78米,輪轂中心高度96米,風(fēng)輪直徑152米,葉片長度74米,浮體和機組總重量超過4000噸,為目前國內(nèi)大浮式風(fēng)電機組。此外,“扶搖號”主要部件90%以上在國內(nèi)完成配套,這將有效填補國內(nèi)該領(lǐng)域空白,也將進(jìn)一步提升我國在風(fēng)電和海洋工程裝備領(lǐng)域的國際競爭力。
未來可期,產(chǎn)業(yè)應(yīng)用前景廣闊
產(chǎn)業(yè)的成長和擴(kuò)張是一個從專業(yè)化到系統(tǒng)化、從單一化到多元化的過程,同時每個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都有一定的階段性!昂I巷L(fēng)電商業(yè)化過程,基本符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展的規(guī)律,浮動式風(fēng)電的商業(yè)化路徑,也可以朝著預(yù)計的發(fā)展,并且同樣遵循從技術(shù)競賽——降低成本——商業(yè)化應(yīng)用的幾個發(fā)展階段!敝袊稍偕茉磳W(xué)會風(fēng)能專委會秘書長秦海巖在“能明白@會客廳”談及海上風(fēng)電時表示。
據(jù)英國第三方咨詢機構(gòu)Carbon Trust2020年7月發(fā)布的預(yù)測數(shù)據(jù),中國的漂浮式風(fēng)電市場將在2025年達(dá)到20MW,在2030年達(dá)到495MW,在2035年達(dá)到2500MW,在2040年達(dá)到7000MW,未來市場前景廣闊。而按照目前國內(nèi)漂浮式風(fēng)電行業(yè)的快速發(fā)展態(tài)勢,數(shù)據(jù)將遠(yuǎn)超以上預(yù)測值。
作為國內(nèi)乃至國際上由風(fēng)電整機廠商直接主導(dǎo)的浮式風(fēng)電示范工程,中國海裝在“扶搖號”研發(fā)過程中提出了面向工程應(yīng)用的成套解決方案,掌握了浮式風(fēng)電裝備開發(fā)的全流程技術(shù)開發(fā)能力,打破了國外的技術(shù)壟斷,達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先水平。同時,中國海裝協(xié)同全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢企業(yè),大幅推動了我國在高端軸承、齒輪箱、大功率發(fā)電機以及高端系泊系統(tǒng)制造等前沿技術(shù)的進(jìn)步,為未來浮式風(fēng)電大量定制化設(shè)計場景提供了技術(shù)支撐,探索了浮式風(fēng)電降低成本的路徑,對我國浮式風(fēng)電規(guī)模化發(fā)展提供了依據(jù)。
好風(fēng)憑借力,扶搖上青云。待“扶搖號”投入應(yīng)用后,中國海裝將圍繞浮式風(fēng)電裝備的成本經(jīng)濟(jì)性、發(fā)電性能、電能質(zhì)量控制等方面開展進(jìn)一步探索,并在此基礎(chǔ)上,開發(fā)更大功率等級的浮式風(fēng)電裝備,矢志推動我國浮式風(fēng)電產(chǎn)業(yè)化規(guī)模化發(fā)展。未來,中國海裝還將積極探索與浮式風(fēng)電相關(guān)的產(chǎn)業(yè)配套及產(chǎn)業(yè)組合,力爭在海上風(fēng)電與海洋氫能、深海養(yǎng)殖、海上旅游、海水淡化等能源和資源多場景應(yīng)用及裝備新發(fā)展上取得新突破,以進(jìn)一步豐富產(chǎn)業(yè)集群,增強中國海裝海上風(fēng)電全壽命周期綜合服務(wù)能力,助推我國海洋經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展。
“十四五”時期是碳達(dá)峰的關(guān)鍵期、窗口期,中國海裝將秉承“創(chuàng)新引領(lǐng)、海陸并舉、向海圖強”的發(fā)展思路,踐行新發(fā)展理念,支撐新能源戰(zhàn)略,以企業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展推動我國海上風(fēng)電向深遠(yuǎn)海走深走實,助力構(gòu)建清潔低碳安全的新型能源體系。