這一天,國(guó)人爭“風”深海的距離再一次被拉近!
初夏的茂名,鳳凰花開,海風輕拂,投用兩年多(duō)的廣東茂名廣港碼頭(tóu)迎來了一位重(chóng)量級“客人(rén)”。5月27日,國內首台深遠海浮式風電裝備——“扶搖號”在這裏完成總裝,並成功舉行拖航儀式。這一裏程碑節點將對我國海上風電邁向深遠(yuǎn)海、助力“30·60”目標達成產生深遠意義。
5月31日,位於(yú)廣東省徐聞(wén)縣的羅鬥沙海域,國內首台深遠海浮式風電裝備“扶搖號”風機高(gāo)高聳立(lì),施工船將該平台拖至項目規劃位置,開(kāi)啟安裝固定施工。湛江海事局現場護航,保障(zhàng)海上(shàng)作業安全(quán)。

方興未艾,浮式風(fēng)電進展突破(pò)
碳達峰、碳中(zhōng)和“30·60”目標開啟了低碳(tàn)新時代,在全球碳中和遠景之下,包括中國在(zài)內的各世界主要(yào)經濟體無一例外將風電(diàn)行(háng)業(yè)發展(zhǎn)作為實現(xiàn)碳中和的重要路徑之一(yī)。
作為海洋大國,我國海上風資源豐富,其中深遠(yuǎn)海風(fēng)電資源開發(fā)利用潛力尤其巨大,據公開數據顯示:我國(guó)深遠海風能儲量達1268GW,遠海風資源占比超過60%(按照國際(jì)通用慣例以及實際工程經驗,一般認(rèn)為水深大於50米為深海風電,場區中心離岸距離大(dà)於70千米為遠海風電)。同時(shí),海上風電也因(yīn)其清潔低碳、靠近東南沿海地區用電負荷(hé)側、消納方便,在“雙碳(tàn)目標”中的(de)重要作用愈加凸顯,發展海上風電被視為我國(guó)能源結構轉型的重要戰略(luè)支撐(chēng)。

目前,我國海上風電已邁入全麵平(píng)價、大規模開發階段。作為(wéi)國內海上風電先行者和風電裝備技術“國家隊”,中國海裝依托“國家海上風力發電工程技(jì)術研究中心”深耕海(hǎi)上風電十餘年,在海上風資源開發利用上具有豐(fēng)富經驗和硬(yìng)核實(shí)力。隨著全球(qiú)能源轉型進程不斷加速(sù),中(zhōng)國海裝乘勢而上、勇擔重任,主動承擔了《海上浮式風電裝備研製(zhì)》項目,並通過(guò)集智攻關,硬是將深遠(yuǎn)海浮式風電裝備這塊硬骨頭啃了下來,全力以赴完成了國內首台深遠海浮式風電裝備(bèi)——“扶搖號”的設(shè)計製造等(děng)係列工作。“扶(fú)搖號”浮式風電裝備將應用於平均水深65m的深海海域,具備環境適應性強、浮式機組功率國內最大、浮體結構形式簡(jiǎn)單、係泊錨固係統可靠性高、一體化設計等諸多優勢,它的誕生填補了我(wǒ)國深遠海浮式風電裝備空白,成為我國進軍深遠海能源開發領域的一大“利器(qì)”。

逐夢深海,自(zì)主創新勢頭強勁
當(dāng)前海上風電機組主要是通過單樁或者導管架式等結構固定(dìng)在海(hǎi)床上,基礎固定式機組的(de)最大缺陷在於隻能應用於水深不(bú)超過60m的近岸淺海海域,而當水深(shēn)大於60m時,固定式支撐結構的成本(běn)急劇增加,而采(cǎi)用漂浮式基礎的技術經濟指標(biāo)將(jiāng)大幅提升,浮式基礎由於(yú)不受水深限製以及能夠簡化機組(zǔ)吊(diào)裝,從而使深遠海域的風能資源開發成為可能。因此,浮式風電機組已成為60m水深以上的海上風場建設必然選擇。
關鍵核心技術買不來,更要不來,唯有依靠自主創新和自主研發。依(yī)托母公司中國船舶集團在海洋裝(zhuāng)備領域的深(shēn)厚底蘊和全產業鏈優勢,中國(guó)海裝聯合集(jí)團內多家優勢企業及(jí)優質外協單位,緊密圍繞海上浮式風電裝備能力提升問題,從海上浮式風(fēng)電裝備的環境適應性出發,開展基礎理論(lùn)研究和實驗技術研究,在基礎理論與實驗(yàn)結(jié)果互相驗證的基礎上,綜合運用各種(zhǒng)工具(jù)和(hé)分析結果,開(kāi)展海上浮式風電裝備的工程設計(jì),最終形成了風電(diàn)機組(zǔ)-浮體-係泊係統的一體化設計(jì)方(fāng)案(àn)。

“扶搖號”研製(zhì)過程中,麵臨時間周期緊(jǐn)、環境條件(jiàn)流速大、海底(dǐ)地址條件複雜等諸(zhū)多難題,中國海裝項目團隊通過自力更生、集智聚力(lì),先後攻克突破了複雜海洋(yáng)環境氣動及水動(dòng)載(zǎi)荷(hé)耦合動力學分析技術、海上浮式風電裝備協同控製技術、浮式風電裝備全耦合水池模型試驗技術、基於係(xì)統性能匹配的海上浮式風電裝備總體設計技術、以傳動鏈優(yōu)化為核心的(de)海上浮式風電機(jī)組適應性設計技術等係列卡脖子難題,讓研發工作與工程實施同步推進、互融(róng)互促,最終研製出了具有自主知識產權、具有(yǒu)獨特戰略優(yōu)勢的深遠海浮式風電裝備“扶搖號”。
扶搖(yáo)號”浮式平台總長72米、型深33米、型寬(kuān)80米,搭載中國海裝6.2MW抗台型I類風力(lì)發電機組(zǔ),機組塔筒高度為78米,輪轂中心高度96米,風輪直徑152米,葉片長度(dù)74米,浮體和機組總重量超(chāo)過4000噸,為目前國內最大浮(fú)式風(fēng)電機(jī)組。此外,“扶搖號”主要部件90%以上(shàng)在(zài)國(guó)內完成配套,這將有效填補國內該領域空白,也將進一步提升我國在(zài)風電和海洋工程裝備領域的國際競爭力。

未來(lái)可(kě)期,產(chǎn)業應用前景廣闊(kuò)
產業的成長和擴張是一個從專業化到係統化、從單一化到多元化的過(guò)程,同時每個產業的發展都有一定的階段性。“海上風電商業化過程,基本符合產業發展的規律(lǜ),浮動式風(fēng)電(diàn)的商業化路徑,也可以朝著預計的發展,並且同樣遵循從技(jì)術競賽(sài)——降低成本——商業化應用的幾個發展階段。”中國(guó)可再生能源學會風能專(zhuān)委會秘書長秦海岩在“能(néng)明白@會客廳”談及海上風電(diàn)時表示。
據英國第三方谘詢機構(gòu)Carbon Trust2020年7月發布的預測數(shù)據,中國的漂(piāo)浮式風電市(shì)場將在2025年達到20MW,在2030年達到495MW,在2035年達到2500MW,在(zài)2040年達到7000MW,未來市場前景廣闊。而按照目前國內漂浮式風電行業的快速發展態勢,數據將遠超以上(shàng)預測值(zhí)。

作(zuò)為國內乃至國際上首個由風電整機廠商(shāng)直接主導的浮式(shì)風電示範工程,中國海裝在“扶搖號”研發過程中提出了麵向(xiàng)工程應用(yòng)的(de)成套解決方案,掌握了浮式風電(diàn)裝備開發的全流程技術開發能力,打破了國外的技術壟斷,達到(dào)了國內領先水平。同時,中國海裝協同(tóng)全產業鏈優勢企業,大幅推動(dòng)了我國在高端軸承、齒輪箱、大功率發電機以及高端係泊(bó)係統製造等前沿技術的進步,為未來浮(fú)式風電大量定製化設計場景提供(gòng)了技(jì)術支撐,探索了浮(fú)式風電降低成本的路徑(jìng),對我國浮式風電規模化發展提供了依(yī)據。
好風憑借力,扶(fú)搖上青雲。待“扶搖號”投(tóu)入應用後(hòu),中國海裝(zhuāng)將圍繞浮式風電(diàn)裝備的成本經濟性、發(fā)電性能、電能質量控製等方麵開展進一步探索(suǒ),並在此(cǐ)基礎上,開發更大功率等級的浮式風電裝(zhuāng)備,矢誌推動我國浮式(shì)風電產業化規模化發展。未來,中國海裝還將積極探(tàn)索與浮式風電相關的產業(yè)配套及產業組合,力爭在海上風電與海洋氫能、深海養殖、海上旅遊、海水淡化等能源和資源多場景應用及裝備新發展上取得新突破,以進一步豐(fēng)富產業集群,增強中國海裝海上(shàng)風電全壽命周期綜合服務能力,助推我國海洋經濟的高質量發展。

“十四五”時期是碳達峰的關鍵期、窗口期,中國海裝(zhuāng)將秉承“創新引領、海陸並舉、向海圖強”的發展思路,踐行新發展理念,支(zhī)撐新能源戰略,以企業的高(gāo)質量發展推動我國海上風電向(xiàng)深遠海走深走(zǒu)實,助力構建清潔低碳安全高效的新型能源體係。
來源(yuán):中國海裝
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