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海上風(fēng)電如何實(shí)現(xiàn)彎道超車

DQZHAN訊:海上風(fēng)電如何實(shí)現(xiàn)彎道超車


這些年來,國內(nèi)從2007年1.5MW的風(fēng)機(jī)起步,到2009年東海大橋3MW的風(fēng)機(jī),再到三峽響水海上風(fēng)電場批量單機(jī)4MW機(jī)組,到如今福建三峽海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)園孵化的13MW大風(fēng)機(jī),一路走來,中國同歐美國家,從*開始的跟跑,到慢慢地并跑,不久的將來,我們相信一定可以生產(chǎn)出15MW以上的風(fēng)機(jī),我們要實(shí)現(xiàn)所有海上風(fēng)電人的夢想,我們要領(lǐng)跑?!袊龒{新能源集團(tuán)副總經(jīng)理、黨委委員呂鵬遠(yuǎn)。



向海爭風(fēng),與大海博弈


洋流的沖擊、海水的腐蝕、臺風(fēng)的肆虐、遠(yuǎn)距離的輸送等等,這些都是海上風(fēng)電人需要攻克的難題。


呂鵬遠(yuǎn)表示,海上風(fēng)電*大的難關(guān)就是與大海博弈,我們海上風(fēng)電人就是趕海人,我們需要有乘長風(fēng),破萬里浪的精神,為中國海上風(fēng)電事業(yè)貢獻(xiàn)力量,為實(shí)現(xiàn)“碳中和 碳達(dá)峰”目標(biāo)披荊斬棘。


2022年初,由我國自主研制擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的13MW抗臺風(fēng)型海上風(fēng)電機(jī)組在福建三峽海上風(fēng)電國際產(chǎn)業(yè)園順利下線,這是當(dāng)前我國下線的亞洲地區(qū)單機(jī)容量*大,葉輪直徑*大的風(fēng)電機(jī)組,可以抵御17級以上的超強(qiáng)臺風(fēng),適用于我國98%的海域。


13MW海上風(fēng)電機(jī)組下線是我國大機(jī)型的又一個重要的里程碑,也標(biāo)志著我們海上風(fēng)電技術(shù)走在了世界的前列。


呂鵬遠(yuǎn)介紹,這臺風(fēng)機(jī)從基礎(chǔ)到輪轂的高度有130米,相當(dāng)于40多層樓,葉輪直徑相當(dāng)于三個福建艦航空母艦并排的寬度,轉(zhuǎn)一圈發(fā)電量達(dá)24度,滿發(fā)一年的發(fā)電量約5,000萬度,可以供中國2.5萬個三口之家一年的用電量。與火電相比,其滿發(fā)一年可以節(jié)約我們的燃煤1.5萬噸,二氧化碳減排達(dá)到3.8萬噸。




從2007年到2022年,15年的時間,中國海上風(fēng)機(jī)單機(jī)容量從1.5兆瓦躍升到下半年的15MW以上,15年我們的風(fēng)機(jī)的單機(jī)容量翻了10倍。每年以一個兆瓦的速度在增加。


呂鵬遠(yuǎn)表示,這說起來容易,但做起來其實(shí)非常難,有時可能容量增加一點(diǎn)點(diǎn),在設(shè)計制造上難度卻是數(shù)量級的增加。這都是設(shè)計人員、建設(shè)人員、制造人員等,全體風(fēng)電人戮力同心,共同努力,有時候不眠不休才能取得這樣一個成果。


打破壟斷,同國外競賽


為推動我國大型海上風(fēng)機(jī)機(jī)組的**,三峽在福建興化灣建設(shè)了一個大機(jī)型的試驗(yàn)風(fēng)場,一共有14臺機(jī)組,幾乎涵蓋國內(nèi)外所有主流海上風(fēng)大主機(jī)廠家產(chǎn)品,通過這些產(chǎn)品同臺競技,相互比較,推動我國國產(chǎn)海上風(fēng)電大機(jī)型的技術(shù)發(fā)展和**。




運(yùn)行至今,我們應(yīng)該可以很負(fù)責(zé)任地說,我們國內(nèi)的同類型的風(fēng)機(jī),我們的可利用率,我們的發(fā)電效率不比國外的風(fēng)機(jī)差,甚至我們有的廠家比它更好。呂鵬遠(yuǎn)如此說到。


呂鵬遠(yuǎn)感概道,從無到有,從小到大,從弱到強(qiáng),這一路走過來的話,是無比的自豪的。很多人說風(fēng)機(jī)的國產(chǎn)化意義是成本的降低,我覺得這僅僅是一個方面,國產(chǎn)化決定了我國海上工業(yè)發(fā)展規(guī)?;軌蜃龅蕉啻?,海上風(fēng)電的開發(fā)能夠走得多遠(yuǎn)。如果說我們還有一些核心技術(shù)掌握在外國人手里的話,海上風(fēng)電這條路將走不快,走不遠(yuǎn),也走不穩(wěn)。


以海上風(fēng)電打樁錘為例,以前進(jìn)口一臺打樁錘將近1億元,成本非常高昂,目前,國產(chǎn)打樁錘設(shè)備施工效果絲毫不遜于國外,價格卻比進(jìn)口低很多。


在13MW海上風(fēng)電機(jī)組的研制過程中,同樣也遇到了“卡脖子”問題, 東方電氣風(fēng)電研發(fā)中心副主任趙偉回顧說,以往國際上大型風(fēng)電機(jī)組都是采用液壓變槳系統(tǒng),但該系統(tǒng)被丹麥的兩個廠家所壟斷,在和他們溝通的過程中,價格昂貴不說,對方還表現(xiàn)的非常傲慢和強(qiáng)勢,他們覺得中國大兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組必須要用他們的產(chǎn)品,而且還是必須用全套。


在這種不服氣、不服輸?shù)木耱?qū)動下,通過不懈的努力,不斷的琢磨思考以及各方面調(diào)研,在經(jīng)歷了反反復(fù)復(fù)經(jīng)過了幾百輪的實(shí)驗(yàn),終于以雙驅(qū)電動變槳代替了液壓變槳,成本不但只有國外的液壓變槳系統(tǒng)的三分之一,而且運(yùn)行效果非常好。


趙偉表示,此后,很多以前用液壓變槳的廠家,都轉(zhuǎn)向了我們電動雙驅(qū)變槳,同時我們也牽頭制定了國家標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵核心技術(shù)國產(chǎn)化,讓關(guān)鍵技術(shù)牢牢掌握在自己手里面,不用別人的臉色行事。



葉片方面,13兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組葉片長度達(dá)到103米,玻璃纖維在重量和韌性等方面已經(jīng)不能要求,必須使用碳纖維的主梁,這是**次使用,沒有任何經(jīng)驗(yàn)和先列,*終,通過反復(fù)的工藝實(shí)驗(yàn),不斷的返工和經(jīng)驗(yàn)總結(jié),葉片得以成功誕生,成為當(dāng)時國內(nèi)*長的風(fēng)電葉片。


值得一提的是,在整個13兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組開發(fā)過程中,東方風(fēng)電進(jìn)行了10多項技術(shù)**,攻克了20多項關(guān)鍵技術(shù),實(shí)現(xiàn)了幾乎所有關(guān)鍵部件的國產(chǎn)化。


勇于探索,向深遠(yuǎn)海邁進(jìn)


在呂鵬遠(yuǎn)看來,未來的海上風(fēng)電,不僅要實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的大型化,更要向深遠(yuǎn)海邁進(jìn),在漂浮式海上風(fēng)電取得技術(shù)突破,實(shí)現(xiàn)海上風(fēng)電場大規(guī)模開發(fā)。


中國“十四五”可再生能源規(guī)劃指出,要開展深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電規(guī)劃,推動近海規(guī)?;_發(fā)和深遠(yuǎn)海示范化開發(fā),爭取在廣東、廣西、福建、山東、江蘇、浙江、上海等資源和建設(shè)條件好的區(qū)域,結(jié)合基地項目建設(shè),推動一批百萬千瓦級深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電示范工程開工建設(shè)。


然而海上風(fēng)電建設(shè)本來就技術(shù)難度大,從近海走向深遠(yuǎn)海,難度系數(shù)更是成倍增加,我們?nèi)绾瓮ㄟ^技術(shù)**推動風(fēng)電場走向深海。




首先是輸電問題,風(fēng)電場離岸距離越來越遠(yuǎn),電如何實(shí)現(xiàn)*少損耗的輸送過來?柔性直流可以*大限度的減少損耗,但該技術(shù)應(yīng)用在當(dāng)時無論是國內(nèi)還是國際,都沒有項目先列和經(jīng)驗(yàn),三峽勇于探索,敢于做**個吃螃蟹的人,通過多方協(xié)調(diào),通力合作,*終建成了國內(nèi)頭個正負(fù)400千伏的柔性直流海纜輸電海上風(fēng)電場,三峽如東海上風(fēng)電場在當(dāng)時創(chuàng)下了多個記錄,輸電距離國內(nèi)*長,達(dá)108公里;電壓等級國內(nèi)*大,正負(fù)400千伏;海上換流站世界*大,重2.2萬噸。


當(dāng)前,三峽如東海上風(fēng)電場運(yùn)行非常出乎意料的好,呂鵬遠(yuǎn)如是說道。


基礎(chǔ)方面,傳統(tǒng)的海上風(fēng)電基礎(chǔ)施工是直接將基座插入海底,隨著從施工水域越來越深,傳統(tǒng)施工方式成本很高,對施工船機(jī)的要求也提出了很高的要求,漂浮式海上風(fēng)電機(jī)組成為邁步深遠(yuǎn)海必不可少關(guān)鍵技術(shù)之一。




2021年底,我國頭個漂浮式海上風(fēng)電平臺“三峽**號”廣東陽江海上風(fēng)電場成功并網(wǎng)發(fā)電,標(biāo)志著我國在全球率先具備大容量抗臺風(fēng)型漂浮式海上風(fēng)電機(jī)組自主研發(fā)、制造、安裝及運(yùn)營能力。


據(jù)了解,“三峽**號”單機(jī)容量5.5兆瓦,每年可以輸送出4000萬千瓦時清潔電能,可滿足11000個三口之家一年的家庭正常用電,預(yù)計每年可減少二氧化碳排放約20000噸。


呂鵬遠(yuǎn)介紹,漂浮式海上風(fēng)電和傳統(tǒng)海上風(fēng)電*大的不同就是一個字“漂”,它浮于水面,浮體和海底用錨系連接固定,風(fēng)機(jī)像不倒翁一樣,不倒不沉,不走不破,風(fēng)機(jī)目前漂浮在廣東陽江海上風(fēng)電場,運(yùn)行狀態(tài)非常好。


持續(xù)**,讓成本更低


風(fēng)從海上來,電從風(fēng)中生,因?yàn)檫\(yùn)行效率高,輸電距離短,不占用土地,適宜大規(guī)模開發(fā)等特點(diǎn),我國沿海多省份出臺的能源“十四五”規(guī)劃中,都將海上風(fēng)電作為未來的重要發(fā)展方向。


2022年起,海上風(fēng)電國家財政補(bǔ)貼**退出,平價上網(wǎng)已成為海上風(fēng)電未來發(fā)展的必然趨勢,以廣東為例,以前海上風(fēng)電電價是0.85元/度,平價之后,就是0.453元/度,甚至更低,我國海上風(fēng)電如何在平價時代實(shí)現(xiàn)自力更生,走出一條讓綠色能源更加普惠的道路。


呂鵬遠(yuǎn)指出,首先,要規(guī)模化開發(fā)海上風(fēng)電,這樣可以有效攤薄成本;廣東陽江一二三四五期是中國當(dāng)前**個百萬千瓦級的風(fēng)電場,可以為海上風(fēng)電場平價開發(fā)起到一個示范作用。


**是堅持風(fēng)電機(jī)組大型化,以一個100萬千瓦的海上風(fēng)電場為例,13兆瓦與10兆瓦相比,能減少23臺機(jī)位,意味著少做23個基礎(chǔ),包括海纜、輸電線路等等,相同的容量可以減少約5億元投資;


第三是持續(xù)推動設(shè)備的國產(chǎn)化,隨著國產(chǎn)化裝備技術(shù)的不斷升級迭代,使用成本也在不斷降低。


第四就是提升施工單位、開發(fā)單位等項目參與方的管理水平;*后就是降低一些非技術(shù)性的成本。




中國可再生能源學(xué)會風(fēng)能專業(yè)委員會秘書長秦海巖表示,到“十四五”末,風(fēng)電的成本還能進(jìn)一步下降 “12345”這個價格。也就是陸上風(fēng)資源好的地方電做到1毛錢,風(fēng)資源中等地方陸上做到2毛錢,風(fēng)資源差一點(diǎn)地方做到3毛錢,近海全部做到4毛錢,然后遠(yuǎn)海100公里以外做到5毛錢,這是“十四五”我們預(yù)測能達(dá)到的目標(biāo)。


秦海巖指出,到2025年,中國的海上風(fēng)電累計裝機(jī)容量,結(jié)合當(dāng)前各省的規(guī)劃裝機(jī)目標(biāo)和產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展速度來看,我們預(yù)測可以達(dá)到6000萬千瓦,幾乎翻了一倍,到2030年,累計裝機(jī)規(guī)??梢赃_(dá)到1.2億,再次實(shí)現(xiàn)翻倍。


為推動我國海上風(fēng)電**發(fā)展,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)合作交流,北極星電力網(wǎng)、


滬公網(wǎng)安備 31010102004818號