- 顯著節約土地成本 海上風電迎來新拐點
- 2023年07月04日 來源：經濟日報
提要：6月28日14時30分，經過30多個小時不間斷的葉片安裝，全球首臺超大容量16兆瓦海上風電機組在三峽集團福建海上風電場順利完成吊裝任務。這標志著我國海上風電在高端裝備制造、深遠海海上風電施工能力等全產業鏈上實現重要突破，達到國際領先水平。
6月28日14時30分，經過30多個小時不間斷的葉片安裝，全球首臺超大容量16兆瓦海上風電機組在三峽集團福建海上風電場順利完成吊裝任務。這標志著我國海上風電在高端裝備制造、深遠海海上風電施工能力等全產業鏈上實現重要突破，達到國際領先水平。
52層樓高的“大風機”
夏季的福建海域風浪較小，是一年中難得的海上施工窗口期。記者從福州長樂海事處海巡碼頭乘船出發2小時后，一片由風力發電機組成的海上“森林”映入眼簾。
這里是三峽集團平潭海上風電場，放眼望去，一臺巨型風機的個頭要比周圍其他風機大出不少，格外引人矚目。它就是全球首臺16兆瓦商業化示范應用風電機組，是目前全球范圍內已建成的單機容量最大、葉輪直徑最大、單位兆瓦重量最輕的風電機組。
16兆瓦海上風電機組采用四樁導管架風機基礎，輪轂中心高度152米，相當于52層大樓高；機艙、發電機組合體重達385噸，相當于190臺越野車的重量；葉片長123米，單只葉片重54噸，葉輪掃風面積約5萬平方米，約為7個標準足球場大。
因為體型巨大，16兆瓦海上風電機組吊裝對施工船舶要求很高，項目施工方從廣東沿海調來由三峽集團專門投資建造的全球首艘2000噸級第四代海上風電安裝平臺——“白鶴灘”號。
與普通施工船不同，“白鶴灘”號是目前國內起吊能力最強、作業水深最深、可變載荷最大的自升自航式一體化風電安裝平臺。當平臺裝載著風電設備來到目標海域時，“白鶴灘”號可停留在海面上，將四條“大長腿”緩慢插入海底，穿過淤泥直達硬頂層，再通過馬達發力將平臺升至海面上方，風電設備就可直接在平臺上操作和安裝，大大降低了風電設備在海上安裝的難度。
“工程海域海床表面淤泥類地層厚度大、承載力低，風機機組結構尺寸大、重量重，大型吊裝次數達10次以上，適合本海域吊裝大容量風機的安裝船資源數量有限，‘白鶴灘’號是最適合的。”三峽物資招標公司“白鶴灘”號技術負責人王懷剛說。
下一步，完成吊裝的16兆瓦風電機組將進入并網前的調試和試驗階段，預計在7月上旬并網發電。根據該海域多年測風數據計算，僅這一臺機組每年可輸出超過6600萬千瓦時的清潔電能，滿足3.6萬戶三口之家一年的生活用電，節約標煤約2.2萬噸，減排二氧化碳約5.4萬噸。
值得一提的是，該機組核心關鍵部件實現了全面國產化。三峽集團黨組書記、董事長雷鳴山表示：“該機組建成投產后將成為全球已投產的最大海上風電機組。它的意義不僅體現在單機發電能力的提升上，更是對黨的二十大報告中關于‘著力提升產業鏈供應鏈韌性和安全水平’‘加快實現高水平科技自立自強’等重大部署的具體踐行，在前瞻布局、集智攻關中引領中國海上風電實現由跟跑并跑向領跑的巨大跨越。”
大型化有效降低度電成本
相比陸上風電，我國海上風能資源更豐富，可顯著節約土地成本，且更靠近中東部用電負荷中心，便于輸電和消納，有利于產業可持續發展，因而近年來成為沿海各省重點發展的清潔能源類型。
由于海上施工難度更大，海上風電整體造價遠高于陸上風電，推動機組大型化成為海上風電降本的重要路徑。此次吊裝的16兆瓦海上風機，僅用時6年便將機組單機容量增大3倍。業內人士預計，“十五五”期間海上機組單機容量將達到20兆瓦甚至30兆瓦。
“大兆瓦機組可以有效減少同等裝機規模的風機數量，節約海域使用面積，是當前海上風電降本增效的重要途徑。”三峽集團福建公司總經理曾建平說，16兆瓦海上風電機組的安裝落地，將有效降低海上風電項目度電成本、提高項目收益率。
容量加大，研發制造難度也隨之加大。在16兆瓦機組開發進程中存在諸多挑戰。三峽集團福建公司副總經理劉建平介紹，16兆瓦海上風電機組攻克了超長柔性葉片、大型主軸軸承、超大容量發電機小型化等一系列關鍵技術難題，機組運行狀態監測數字化水平提高，能夠針對臺風等惡劣天氣智能調整運行模式，確保風機安全和高效發電。
為保證大型國產主軸承的熱處理符合工藝要求，研發人員冒著高溫深入熱處理車間跟蹤軸承的熱處理過程，并建立多種跟蹤機制，時刻關注軸承的加工進展，掌握相關檢測過程及檢測結果；反復校核計算擋邊高度，順利實現軸承裝配一次成功，軸承尺寸精度和旋轉精度達到P5級較高精度，為主軸承的國產化積累了寶貴經驗。
三峽集團福建公司執行董事雷增卷表示，16兆瓦海上風電機組的成功吊裝和應用，不僅促進了我國海上風電施工效率提升與用電成本降低，更實現了我國海上風電產業鏈核心技術突破和海上風電裝備制造的產業化、國產化，對進一步促進我國海上風電產業可持續發展具有重要推動作用。
海上風電迎來新拐點
隨著近海風資源開發趨近飽和及用海限制，深遠海成為海上風電發展的新方向。截至2022年底，我國海上風電累計裝機容量超30吉瓦，已招標待建和未招標項目容量超70吉瓦，基本集中在近海海域。全國深遠海海上風電規劃共布局41個海上風電集群，預計總容量290吉瓦，是近海的3倍。
在遠景集團高級副總裁田慶軍看來，中國海上風電正迎來新的拐點，無論是單機容量、風輪直徑、基礎形式、輸電模式還是開發規模，都與近海風電不可同日而語，漂浮式和柔性直流送出技術的大規模應用還需要技術進步和經驗積累。
田慶軍表示，大兆瓦、深遠海對海上風機的可靠性要求更加嚴苛，需要產業鏈各環節持續發力。整機商要加強基礎研究，用技術創新解決成本、性能、質量的“不可能三角”；開發商要充分考慮風電場全生命周期可靠性，給技術創新更多驗證時間。
作為海上風電產業的鏈長企業，三峽集團表示，將針對海上風電邁向深遠海規模化發展，聚焦圍繞深遠海風電友好送出及漂浮式風電關鍵技術研究、大容量海上風電機組理論與關鍵技術研究、海上風電資源評估及勘察設計關鍵技術研究3個方向，研制出面向國家重大需求的核心裝備與系統，解決海上風電領域“卡脖子”基礎理論和前沿技術問題，全面提升海上風電行業技術升級和創新能力。
經濟性也決定了海上風電產業的未來。自2022年起，新增海上風電和光熱項目不再納入中央財政補貼范圍，海上風電新增裝機規模出現大幅下滑。
客觀來看，我國海上風電距離全面平價上網仍有一定差距。目前，我國海上風電造價為每千瓦1.3萬元至1.8萬元，部分項目甚至高達每千瓦2萬元。同時，海上風電運維成本遠高于陸上風電。在此條件下，一些海上風電項目尚難實現平價上網。
中國可再生能源學會風能專業委員會秘書長秦海巖表示，目前我國海上風電仍需各省提供包括補貼在內的一系列支持措施。他建議，海上風電要保持合理的開發節奏。一方面，任何創新成果在批量化應用之前，都必須進行充分驗證，以降低風險。另一方面，海上風電技術正處在快速迭代期，使用現有技術大干快上，不僅成本高、風險大，也無法讓風能資源得到最有效利用。“十四五”時期海上風電發展的主基調依然是穩妥，不應盲目追求規模和速度，“十五五”時期及以后才是開始大規模開發建設的高速發展期。
