DQZHAN訊：海上風電如何實現(xiàn)彎道超車
這些年來，國內(nèi)從2007年1.5MW的風機起步，到2009年東海大橋3MW的風機，再到三峽響水海上風電場批量單機4MW機組，到如今福建三峽海上風電產(chǎn)業(yè)園孵化的13MW大風機，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以上的風機，我們要實現(xiàn)所有海上風電人的夢想，我們要領(lǐng)跑。——中國三峽新能源集團副總經(jīng)理、黨委委員呂鵬遠。
向海爭風，與大海博弈
洋流的沖擊、海水的腐蝕、臺風的肆虐、遠距離的輸送等等，這些都是海上風電人需要攻克的難題。
呂鵬遠表示，海上風電*大的難關(guān)就是與大海博弈，我們海上風電人就是趕海人，我們需要有乘長風，破萬里浪的精神，為中國海上風電事業(yè)貢獻力量，為實現(xiàn)“碳中和 碳達峰”目標披荊斬棘。
2022年初，由我國自主研制擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的13MW抗臺風型海上風電機組在福建三峽海上風電國際產(chǎn)業(yè)園順利下線，這是當前我國下線的亞洲地區(qū)單機容量*大，葉輪直徑*大的風電機組，可以抵御17級以上的超強臺風，適用于我國98%的海域。
13MW海上風電機組下線是我國大機型的又一個重要的里程碑，也標志著我們海上風電技術(shù)走在了世界的前列。
呂鵬遠介紹，這臺風機從基礎(chǔ)到輪轂的高度有130米，相當于40多層樓，葉輪直徑相當于三個福建艦航空母艦并排的寬度，轉(zhuǎn)一圈發(fā)電量達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，二氧化碳減排達到3.8萬噸。
從2007年到2022年，15年的時間，中國海上風機單機容量從1.5兆瓦躍升到下半年的15MW以上，15年我們的風機的單機容量翻了10倍。每年以一個兆瓦的速度在增加。
呂鵬遠表示，這說起來容易，但做起來其實非常難，有時可能容量增加一點點，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機機組的**，三峽在福建興化灣建設(shè)了一個大機型的試驗風場，一共有14臺機組，幾乎涵蓋國內(nèi)外所有主流海上風大主機廠家產(chǎn)品，通過這些產(chǎn)品同臺競技，相互比較，推動我國國產(chǎn)海上風電大機型的技術(shù)發(fā)展和**。
運行至今，我們應(yīng)該可以很負責任地說，我們國內(nèi)的同類型的風機，我們的可利用率，我們的發(fā)電效率不比國外的風機差，甚至我們有的廠家比它更好。呂鵬遠如此說到。
呂鵬遠感概道，從無到有，從小到大，從弱到強，這一路走過來的話，是無比的自豪的。很多人說風機的國產(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)模化能夠做到多大，海上風電的開發(fā)能夠走得多遠。如果說我們還有一些核心技術(shù)掌握在外國人手里的話，海上風電這條路將走不快，走不遠，也走不穩(wěn)。
以海上風電打樁錘為例，以前進口一臺打樁錘將近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，價格卻比進口低很多。
在13MW海上風電機組的研制過程中，同樣也遇到了“卡脖子”問題， 東方電氣風電研發(fā)中心副主任趙偉回顧說，以往國際上大型風電機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)的非常傲慢和強勢，他們覺得中國大兆瓦海上風電機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)過了幾百輪的實驗，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準，實現(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，13兆瓦海上風電機組葉片長度達到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)驗和先列，*終，通過反復(fù)的工藝實驗，不斷的返工和經(jīng)驗總結(jié)，葉片得以成功誕生，成為當時國內(nèi)*長的風電葉片。
值得一提的是，在整個13兆瓦海上風電機組開發(fā)過程中，東方風電進行了10多項技術(shù)**，攻克了20多項關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)了幾乎所有關(guān)鍵部件的國產(chǎn)化。
勇于探索，向深遠海邁進
在呂鵬遠看來，未來的海上風電，不僅要實現(xiàn)風機的大型化，更要向深遠海邁進，在漂浮式海上風電取得技術(shù)突破，實現(xiàn)海上風電場大規(guī)模開發(fā)。
中國“十四五”可再生能源規(guī)劃指出，要開展深遠海海上風電規(guī)劃，推動近海規(guī)模化開發(fā)和深遠海示范化開發(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海海上風電示范工程開工建設(shè)。
然而海上風電建設(shè)本來就技術(shù)難度大，從近海走向深遠海，難度系數(shù)更是成倍增加，我們?nèi)绾瓮ㄟ^技術(shù)**推動風電場走向深海。
首先是輸電問題，風電場離岸距離越來越遠，電如何實現(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)用在當時無論是國內(nèi)還是國際，都沒有項目先列和經(jīng)驗，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400千伏的柔性直流海纜輸電海上風電場，三峽如東海上風電場在當時創(chuàng)下了多個記錄，輸電距離國內(nèi)*長，達108公里；電壓等級國內(nèi)*大，正負400千伏；海上換流站世界*大，重2.2萬噸。
當前，三峽如東海上風電場運行非常出乎意料的好，呂鵬遠如是說道。
基礎(chǔ)方面，傳統(tǒng)的海上風電基礎(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，對施工船機的要求也提出了很高的要求，漂浮式海上風電機組成為邁步深遠海必不可少關(guān)鍵技術(shù)之一。
2021年底，我國頭個漂浮式海上風電平臺“三峽**號”廣東陽江海上風電場成功并網(wǎng)發(fā)電，標志著我國在全球率先具備大容量抗臺風型漂浮式海上風電機組自主研發(fā)、制造、安裝及運營能力。
據(jù)了解，“三峽**號”單機容量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。
呂鵬遠介紹，漂浮式海上風電和傳統(tǒng)海上風電*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，風機像不倒翁一樣，不倒不沉，不走不破，風機目前漂浮在廣東陽江海上風電場，運行狀態(tài)非常好。
持續(xù)**，讓成本更低
風從海上來，電從風中生，因為運行效率高，輸電距離短，不占用土地，適宜大規(guī)模開發(fā)等特點，我國沿海多省份出臺的能源“十四五”規(guī)劃中，都將海上風電作為未來的重要發(fā)展方向。
2022年起，海上風電國家財政補貼**退出，平價上網(wǎng)已成為海上風電未來發(fā)展的必然趨勢，以廣東為例，以前海上風電電價是0.85元/度，平價之后，就是0.453元/度，甚至更低，我國海上風電如何在平價時代實現(xiàn)自力更生，走出一條讓綠色能源更加普惠的道路。
呂鵬遠指出，首先，要規(guī)模化開發(fā)海上風電，這樣可以有效攤薄成本；廣東陽江一二三四五期是中國當前**個百萬千瓦級的風電場，可以為海上風電場平價開發(fā)起到一個示范作用。
**是堅持風電機組大型化，以一個100萬千瓦的海上風電場為例，13兆瓦與10兆瓦相比，能減少23臺機位，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)會風能專業(yè)委員會秘書長秦海巖表示，到“十四五”末，風電的成本還能進一步下降 “12345”這個價格。也就是陸上風資源好的地方電做到1毛錢，風資源中等地方陸上做到2毛錢，風資源差一點地方做到3毛錢，近海全部做到4毛錢，然后遠海100公里以外做到5毛錢，這是“十四五”我們預(yù)測能達到的目標。
秦海巖指出，到2025年，中國的海上風電累計裝機容量，結(jié)合當前各省的規(guī)劃裝機目標和產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展速度來看，我們預(yù)測可以達到6000萬千瓦，幾乎翻了一倍，到2030年，累計裝機規(guī)模可以達到1.2億，再次實現(xiàn)翻倍。
為推動我國海上風電**發(fā)展，促進產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)合作交流，北極星電力網(wǎng)、
