跨入新階段
“扶搖號”是我國目前最大的浮式風電機組，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6.2兆瓦的抗臺風性風力發(fā)電機組，機位點平均水深達65米，超過了傳統(tǒng)固定式海上風電的水深極限。
“與傳統(tǒng)陸上風電或近海風電開發(fā)相比，深海風資源開發(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電機組的方式，不僅施工成本高昂，而且樁基太長影響風機穩(wěn)定性。”中國海裝學科帶頭人董曄弘在接受記者采訪時表示，“在開發(fā)深遠海風電的時候，需要考慮將風電機組安裝在漂浮的平臺上，也就是海上浮式風電技術(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)條件復雜等諸多難題，中國海裝項目團隊先后攻克突破了復雜海洋環(huán)境氣動及水動載荷耦合動力學分析技術(shù)、海上浮式風電裝備協(xié)同控制技術(shù)、浮式風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電裝備總體設計技術(shù)、以傳動鏈優(yōu)化為核心的海上浮式風電機組適應性設計技術(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)的深遠海浮式風電裝備‘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)。”董曄弘進一步告訴記者，“在開發(fā)過程中，中船集團下屬的船舶設計研究中心和中國船舶科學研究中心承擔了浮體設計、錨泊系統(tǒng)設計、水池試驗等方面的研究任務，上海交大船舶海洋與建筑工程學院為高精準度的縮比水池試驗提供了重要的技術(shù)支撐。此外，哈爾濱工程大學承擔了一體化耦合仿真相關(guān)的機理和理論研究工作，重慶大學承擔了浮式風電機組傳動鏈力學分析及受力狀態(tài)監(jiān)測等技術(shù)研究。在各單位的合作下，最終完成了浮式風電裝備的機組-浮體-系泊總體設計技術(shù)、一體化仿真分析技術(shù)、水池縮比試驗驗證技術(shù)、風電機組適應性優(yōu)化技術(shù)及海上浮式風電建造施工技術(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)，開展浮式風電裝備研制的正向設計及實施能力。”
根據(jù)國家氣候中心統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，我國深海風資源總量可達到10億千瓦，相當于近海風資源的2倍，正值我國海上風電產(chǎn)業(yè)逐步進入全面平價時代，浮式風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企業(yè)，還是西門子歌美颯、通用電氣等國際整機制造商，都相繼發(fā)布了新的浮式海上風機技術(shù)。去年7月，通用電氣宣布將研發(fā)單機功率為12兆瓦的浮式海上風機，維斯塔斯也宣布旗下10兆瓦浮式風機進入商用階段。業(yè)界普遍認為，在全球積極應對氣候變化的背景下，浮式海上風電這一賽道將變得更加熱鬧。董曄弘認為：“這是非常好的趨勢，中國的浮式風電技術(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電技術(shù)，正在持續(xù)擴展我國海上風電的可開發(fā)范圍。從潮間帶到近海，從近海到深遠海，我國海上風力資源的可開發(fā)“邊界”已愈加模糊，浮式海上風電技術(shù)的應用勢必將推動海上風電市場規(guī)模實現(xiàn)高速增長。
全球風能理事會發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，近兩年來，我國都是全球海上風電新增裝機容量最多的國家，隨著我國海上風電產(chǎn)業(yè)正式步入平價時代，中國仍將是全球海上風電市場的“絕對主力”。據(jù)英國第三方咨詢機構(gòu)Carbon Trust此前發(fā)布的預測數(shù)據(jù)，中國的浮式風電市場到2030年將達到49.5萬千瓦，在2035年將達到250萬千瓦，到2040年則有望達到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資源儲量高、靠近負荷中心、開發(fā)潛力大，很有可能是下一階段海上風電開發(fā)的熱點區(qū)域。在這些海域，中高水深的區(qū)域大量存在，浮式風電市場規(guī)模相當大。不僅如此，浮式海上風電技術(shù)的應用場景，還可拓展至制氫、深海養(yǎng)殖、海水淡化等新興領域，海上風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電實現(xiàn)規(guī)?；l(fā)展？董曄弘建議：“浮式風電目前還處在示范樣機階段，和固定式海上風電的技術(shù)成熟度不是同一等級，希望在政策支持方面將浮式風電和固定式海上風電視作兩種完全不同的裝備，采用不同的扶持政策，適當延后浮式風電平價上網(wǎng)的期限。”
