中國(guó)有1.8萬(wàn)千米大陸海岸線,我們總在調(diào)整與海洋之間的關(guān)系。
你相信,風(fēng)從海上來(lái),點(diǎn)亮千萬(wàn)家嗎?
你了解,如何捕“風(fēng)”搶“機(jī)”,把海風(fēng)轉(zhuǎn)換為清潔能源嗎?
你知道,我國(guó)海上能源儲(chǔ)量大,5~50米水深70米高度的海上風(fēng)電,預(yù)計(jì)可開(kāi)發(fā)資源達(dá)到5億千瓦,近十余年才被逐步開(kāi)發(fā),而深遠(yuǎn)海更是鮮少開(kāi)發(fā)嗎?
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2021年7月9日,粵西海岸傳來(lái)令人激動(dòng)的信息。隨著帶著三葉片的輪轂與機(jī)艙在高空穩(wěn)穩(wěn)對(duì)接,“中國(guó)三峽”的風(fēng)電機(jī)組塔筒高高矗立在南海之濱,向世界宣告:中國(guó)首臺(tái)漂浮式海上風(fēng)電試驗(yàn)樣機(jī)——“三峽引領(lǐng)號(hào)”正式完成風(fēng)電機(jī)組吊裝。
這一刻,人與海的交響,宣告我國(guó)漂浮式海上風(fēng)電史有了濃墨重彩的筆,“三峽智慧”再次為共和國(guó)海上風(fēng)電擦亮“中國(guó)名片”。
此刻起,“溯洄從之”,不再“道阻且長(zhǎng)”。
于浩瀚無(wú)垠的深遠(yuǎn)海托起機(jī)組的漂浮式基礎(chǔ),被刷成了象征勝利的金黃色,它是目前國(guó)際上機(jī)位水深淺、抗臺(tái)風(fēng)等級(jí)高、所受風(fēng)電機(jī)組載荷大、設(shè)計(jì)難度大的漂浮式海上風(fēng)電平臺(tái)結(jié)構(gòu),由三峽集團(tuán)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā),享有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
每一項(xiàng)世界,都意味著要解決一系列世界性難題。
今天,讓我們走近三峽的科研工作者,看他們?nèi)绾卧诙潭倘陼r(shí)間內(nèi),馴服“漂浮式基礎(chǔ)”,突破世界性難題,創(chuàng)造一項(xiàng)項(xiàng)。
敢啃“硬骨頭”
勇當(dāng)原創(chuàng)技術(shù)“策源地”現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈“鏈長(zhǎng)”
我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)指出,綠色、低碳是中國(guó)能源的發(fā)展方向。而隨著陸地風(fēng)電場(chǎng)不斷開(kāi)辟,剩余陸地風(fēng)資源日益減少,風(fēng)電場(chǎng)向海上擴(kuò)展成為必然。
隨著近岸資源的開(kāi)發(fā)趨于飽和,海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)逐步走向深遠(yuǎn)海,水深也隨之增加——傳統(tǒng)的固定式基礎(chǔ)已到了升級(jí)換代的重要關(guān)頭,將風(fēng)力機(jī)安裝在漂浮式平臺(tái)的漂浮式基礎(chǔ)是解決這一問(wèn)題的選擇。“由陸向海、由淺到深、由固定基礎(chǔ)向漂浮式平臺(tái)”成為未來(lái)風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的必然趨勢(shì)。
我國(guó)海上能源儲(chǔ)量大,5~50米水深70米高度的海上風(fēng)電,預(yù)計(jì)可開(kāi)發(fā)資源達(dá)到5億千瓦,漂浮式海上風(fēng)電技術(shù)在我國(guó)具有廣闊的市場(chǎng)前景。
2016年開(kāi)始,相關(guān)國(guó)家部委陸續(xù)出臺(tái)了《海洋可再生能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》等多個(gè)政策性文件,明確要求開(kāi)展海上漂浮式風(fēng)電機(jī)組以及基礎(chǔ)的技術(shù)攻關(guān)。
三峽集團(tuán)勇挑重?fù)?dān)、敢打頭陣,時(shí)刻牢記勇當(dāng)原創(chuàng)技術(shù)“策源地”、現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈“鏈長(zhǎng)”的使命,自2015年起,就將敏銳的觸角探向了漂浮式海上風(fēng)電研究,成為我國(guó)開(kāi)展以工程為背景的漂浮式海上風(fēng)電研究的機(jī)構(gòu)。
2018年,三峽集團(tuán)中標(biāo)“浮式海上風(fēng)電平臺(tái)全耦合動(dòng)態(tài)分析及其裝置研發(fā)”項(xiàng)目。項(xiàng)目依托三峽能源集團(tuán)陽(yáng)江三期海上風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)展,要在2021年下半年完成一臺(tái)5.5兆瓦漂浮式海上風(fēng)電試驗(yàn)樣機(jī),開(kāi)發(fā)符合我國(guó)南海海洋環(huán)境條件、經(jīng)濟(jì)適用的新型浮式風(fēng)機(jī)與基礎(chǔ),終需形成從設(shè)計(jì)到施工以及裝備的成套技術(shù)。
攻克“卡脖子”問(wèn)題
把核心技術(shù)牢牢掌握在我們自己手中
當(dāng)時(shí),我國(guó)在漂浮式海上風(fēng)電領(lǐng)域并沒(méi)有任何成熟經(jīng)驗(yàn),而國(guó)外經(jīng)驗(yàn)嚴(yán)重“水土不服”。三峽人深知,關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來(lái)、買不來(lái)、討不來(lái)的,得把“卡脖子”問(wèn)題自主消化。
三峽集團(tuán)上海院新能源設(shè)計(jì)研究院漂浮式海上風(fēng)電研發(fā)團(tuán)隊(duì)接下了這個(gè)任務(wù),負(fù)責(zé)項(xiàng)目海上風(fēng)電機(jī)組平臺(tái)及系泊系統(tǒng)的相關(guān)研發(fā)及勘測(cè)設(shè)計(jì)。
三峽上海院對(duì)新能源領(lǐng)域的探索始于1996年,是全國(guó)一家在沿海9個(gè)省市均實(shí)際開(kāi)展海上風(fēng)電勘察設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)的設(shè)計(jì)院,具備海上風(fēng)電自主勘察、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、監(jiān)檢測(cè)、工程造價(jià)控制、質(zhì)量檢查、工程總承包等全過(guò)程服務(wù)能力,已形成海上風(fēng)電、陸上風(fēng)電、源網(wǎng)荷儲(chǔ)、新能源大基地等全方位綜合發(fā)展的新格局。
多項(xiàng)研究技術(shù)應(yīng)用在行業(yè)內(nèi)處于領(lǐng)先水平——
在海上風(fēng)電平準(zhǔn)化度電成本計(jì)算方法和參數(shù)研究方面達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平,是海上風(fēng)電技術(shù)研究項(xiàng)目管理的佼佼者;
在百萬(wàn)千瓦海上風(fēng)電規(guī);_(kāi)發(fā)等領(lǐng)域、復(fù)雜環(huán)境條件海上風(fēng)電場(chǎng)勘測(cè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域,尤其是漂浮式海上風(fēng)電勘測(cè)設(shè)計(jì)保持國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平,是我國(guó)海上風(fēng)電創(chuàng)新實(shí)踐的領(lǐng)頭羊;
在淺覆蓋層海上風(fēng)電場(chǎng)勘測(cè)設(shè)計(jì)、風(fēng)電機(jī)組支撐結(jié)構(gòu)及地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域處于國(guó)際領(lǐng)先水平,為三峽集團(tuán)海上風(fēng)電開(kāi)辟深遠(yuǎn)海新賽道。
2010年建成的東海大橋海上風(fēng)電項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了中國(guó)海上風(fēng)電從“0”到“1”的突破,踏出了中國(guó)人從陸地風(fēng)電向海上風(fēng)電堅(jiān)實(shí)的步,三峽上海院依托這一項(xiàng)目形成的研究成果“我國(guó)首座大型海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)與運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)及示范應(yīng)用”,斬獲2018年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。隨后,勇攀科技高峰的三峽科研工作者又將目光投向了“漂浮式海上風(fēng)電”。
2015年,三峽上海院總工程師林毅峰帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開(kāi)始進(jìn)行多項(xiàng)漂浮式海上風(fēng)電研究,2016年及2018年,先后承擔(dān)了上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)科研計(jì)劃項(xiàng)目“深遠(yuǎn)海域海上風(fēng)電示范工程前期研究項(xiàng)目”及“漂浮式海上風(fēng)電機(jī)組-支撐結(jié)構(gòu)-地基基礎(chǔ)一體化設(shè)計(jì)、仿真及工程應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究項(xiàng)目”——這些都為我國(guó)首臺(tái)漂浮式海上風(fēng)電試驗(yàn)樣機(jī)研發(fā)提供了原始積累。
即便如此,在接到項(xiàng)目任務(wù)時(shí),項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)很多人心中并沒(méi)有完全成功的把握。
原因無(wú)他,與國(guó)際上已投產(chǎn)的相關(guān)項(xiàng)目相比,此次項(xiàng)目具有以下特點(diǎn):項(xiàng)目水深淺(水深越淺,漂浮式設(shè)計(jì)越難);工程海域海洋環(huán)境惡劣、臺(tái)風(fēng)頻發(fā);漂浮式風(fēng)電機(jī)組起步晚,須抗臺(tái),載荷大;空氣動(dòng)力、水動(dòng)力多場(chǎng)耦合作用下漂浮式風(fēng)機(jī)分析計(jì)算難度大;相關(guān)國(guó)際規(guī)范對(duì)本項(xiàng)目適用性不足……國(guó)內(nèi)并無(wú)成熟先例,即使是漂浮式技術(shù)相對(duì)成熟的歐美,經(jīng)驗(yàn)也不適用于我國(guó)浮式海上基礎(chǔ)平臺(tái)設(shè)計(jì)。
然而,“為我中華 志建三峽”的心從不服輸。平均年齡還不到33歲的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì),帶著一股開(kāi)拓創(chuàng)新、永不服輸?shù)钠磩牛瑸樽龊眉夹g(shù)儲(chǔ)備,開(kāi)始了勇闖“無(wú)人區(qū)”之旅。
針對(duì)“疑難雜癥”,在沒(méi)有成熟經(jīng)驗(yàn)可供借鑒的情況下,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)開(kāi)展多次收資調(diào)研,與國(guó)內(nèi)外相關(guān)設(shè)計(jì)、施工、軟件開(kāi)發(fā)單位進(jìn)行大量溝通,有針對(duì)性地對(duì)漂浮式海上風(fēng)電平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)研究。
成員們從零開(kāi)始,大膽假設(shè)、小心求證,鉆研理論、調(diào)試程序,反復(fù)實(shí)踐、一絲不茍,歷經(jīng)三年鏖戰(zhàn),終于克服研發(fā)設(shè)計(jì)及施工條件限制的諸多難題,在國(guó)內(nèi)首次應(yīng)用漂浮式風(fēng)電機(jī)組-基礎(chǔ)平臺(tái)-系泊系統(tǒng)及動(dòng)態(tài)電纜一體化分析技術(shù),突破淺水效應(yīng)下的漂浮式風(fēng)機(jī)機(jī)組系泊系統(tǒng)及動(dòng)態(tài)電纜設(shè)計(jì)研究關(guān)鍵技術(shù),完成了漂浮式風(fēng)電機(jī)組平臺(tái)及系泊系統(tǒng)的相關(guān)研發(fā)及勘測(cè)設(shè)計(jì),開(kāi)發(fā)出了符合我國(guó)南海海洋環(huán)境條件的新型抗臺(tái)風(fēng)型浮式基礎(chǔ)。
同時(shí),項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還結(jié)合我國(guó)海洋環(huán)境實(shí)際及建設(shè)條件,開(kāi)展了國(guó)內(nèi)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范研究及編制,形成了一批科技成果,將有效促進(jìn)前沿技術(shù)裂變,加速沿海地區(qū)能源轉(zhuǎn)型,更好服務(wù)“雙碳”戰(zhàn)略實(shí)施。
國(guó)之大者,鑄國(guó)之利器,國(guó)家賴之以強(qiáng),企業(yè)賴之以贏,人民生活賴之以好。
在國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域一片空白的情況下,三峽科研工作者一步一個(gè)腳印開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)和研發(fā),每一份報(bào)告和每一項(xiàng)成果,都凝聚著項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員的智慧與汗水,從設(shè)計(jì)到施工到裝備的成套技術(shù),整個(gè)過(guò)程,核心技術(shù)都牢牢掌握在我們自己手中。
從在遼寧莊河海上風(fēng)電場(chǎng)突破“抗冰錐”結(jié)構(gòu)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)技術(shù)難題,到在廣東陽(yáng)江探索深遠(yuǎn)海漂浮式基礎(chǔ),三峽集團(tuán)清潔能源走廊不僅范圍廣,更是技術(shù)強(qiáng),為國(guó)家提供源源不斷綠色動(dòng)力的同時(shí),也用三峽智慧賦能中國(guó)技術(shù)全面出海,為服務(wù)國(guó)家新能源開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略提供了有力支撐。