海上风电向深海迈进
2023-04-17 09:35:57   来源： ()　   评论：0 点击：

在“双碳”目标指引下，全球能源结构重塑，海上风电成为我国推进能源转型的重要抓手。在近日举办的海陵岛国际风能大会上，专家表示，随着海上风电快速成长，规模效应逐渐显现，更大型的风机、更多样的安装形式、更多元的开发方式，都将在海上风电高质量发展的道路上扮演重要角色。

装机量全球第一

在浙江省台州市披山岛西北侧的近海海域，华电玉环1号海上风电场北区22台大型风机叶片徐徐转动，将风能转化成电能，通过电网点亮千家万户。同时，浙东南最大的海上风电项目——玉环2号海上风电场已获得核准批复，预计在“十四五”时期末建成投运。届时，玉环可再生能源年发电量近30亿千瓦时，占全社会用电量比重将超40%。作为华东地区的重要能源基地，台州的清洁能源并网年发电量将超350亿千瓦时。

“这些清洁电能在电网的智能调度下，可满足近1200万户普通家庭一年的用电需求。”国网台州供电公司发展部规划前期专项职责管理员高挺介绍。

相比陆上风电，我国海上风能资源更丰富，可显著节约土地成本，且更靠近中东部用电负荷中心，便于输电和消纳，有利于产业可持续发展。数据显示，近海水深5米至50米范围内，风能资源技术开发量为5亿千瓦，深远海风能可开发量更是近海的3倍以上。

近年来，我国海上风电装机容量持续增长。2022年我国海上风电新增吊装容量516万千瓦，约占全球的54%；累计吊装容量3051万千瓦，同比增长超过20%，持续保持全球第一位。风机大型化趋势明显，从2011年至2021年，国内新增海上风电平均单机容量从2.7兆瓦提升至5.6兆瓦，2022年下线的新型海上风电机组的平均单机容量已达11.5兆瓦。

考虑到能源绿色低碳转型的需要，各地开发海上风电意愿强烈。上海、广东、山东、浙江推出地方补贴，各省海上风电规划已超1亿千瓦。企业积极研发新机型以适应行业快速发展，2022年我国对外宣布下线的新型海风机组达到12款。机组大型化继续提速，金风科技下线16兆瓦机型，中国海装完成18兆瓦主机装配，快速更新的大型机组让海上风电的造价大幅下降。

随着海上风电项目布局的加快和对海域环境的不断探索，海上风电产业逐渐向大功率、深远海挺进。《“十四五”可再生能源发展规划》提出，优化近海海上风电布局，开展深远海海上风电规划。

中国可再生能源学会风能专业委员会秘书长秦海岩认为，“十四五”期间，海上风电发展的重点是打基础，要推动海上风电装备制造业发展。预计2030年海上风电累计装机量将达2亿千瓦。

推进商业化开发

近几年，我国近海风电资源开发利用已趋饱和，且面临与近海养殖、渔业捕捞、航线开发等争夺有限资源等问题，发展空间受到挤压；而深远海可开发范围更广，风能资源更丰富，风速风频更优质，海上风电向深远海发展已成必然趋势。

海上风电走向深远海，漂浮式风机将起到关键作用。在近海区域开发风电，由于水深较浅，通常采用底部固定式支架作为基础，以保障风机可以安稳屹立在大海中。但这种安装方式只适用于浅海，在很大程度上限制了海上风机的发展规模。为突破水深限制瓶颈，漂浮式海上风机逐渐进入人们的视野。

浮式风电平台是一种可在水中漂浮并捕捉风能发电的装备。我国漂浮式风电技术仍处于样机测试及示范工程阶段。前不久，“海油观澜号”在广东珠海举行启航仪式，它是我国首个工作海域距离海岸线100千米以上、水深超过100米的浮式风电平台。

海油工程设计院浮体部经理杨小龙介绍，“海油观澜号”装机容量为7.25兆瓦，在单位千瓦投资、单位千瓦用钢量、单台浮式风机容量、抗台风性能等多项指标上，均处于国际先进水平。

上海勘测设计研究院有限公司阳江分公司副经理黄俊表示，我国海域台风比较多，海洋环境恶劣，漂浮式风机的可靠性是一大挑战。此外，浮式风电目前成本还比较高，要和制氢、海洋牧场等多元业态结合，开展综合利用以降低成本。

“保障海上风电快速发展与海上产品质量的平衡，控制产品的高可靠性至关重要。”金风科技海上风电设计研究院副院长宁巧珍预测，通过提升可靠性等措施，未来可实现大部件故障率从3.5%降到1.5%，故障下海次数从每年5次下降到1次，按照目前海上装机约3000万千瓦计算，全生命周期内海上风电运维成本将减少700亿元以上。

融合发展成趋势

我国海上风电高速发展，很大程度上受益于中央财政补贴政策。根据《关于促进非水可再生能源发电健康发展的若干意见》，2022年后新增海上风电不再纳入中央财政补贴范围，由地方按照实际情况予以支持。考虑到目前我国海上风电成本较高，实现平价上网仍有难度。

为应对海上风电的平价上网挑战，除了向机组大型化、高稳定性方向发展，立体化融合开发是效益最大化的关键。当前海上风电开发的主流方式只有单一发电功能，如果发电之外利用既有基础设施改建发展养殖业，或是就近消纳电能用于制氢、海上油气平台生产等，海上风电项目就有了成本下降的空间。

3月22日，国家能源局公布《加快油气勘探开发与新能源融合发展行动方案（2023—2025年）》，通过海上风电开发为油气平台提供绿色电力，替代分散式燃气或燃油发电，形成海上风电与油气田区域电力系统互补供电模式。

“海油观澜号”是全球首个给海上油气田供电的深远海风电平台。中国海油新能源分公司工程建设中心总经理康思伟介绍，“海油观澜号”投产后，风机年发电量将达2200万千瓦时，所发电力通过1条5千米长的动态海缆接入海上油田群电网，用于油气生产。

中国海油执行副总裁兼新能源部总经理杨云表示，进军深远海风电是中国海油结合油气主业，探索新能源产业差异化发展的一条新路径。发展海上风电，不仅能直接带动船舶工业、海洋养殖、氢能等产业发展，还可以与其他领域组合，促进我国海洋经济与地方经济发展。

立体化融合发展还有更多解法。2022年1月，明阳集团广东阳江沙扒深海渔业养殖实验区完成首次收鱼，在高集成度的处理流程、冷链全覆盖支持下，24小时内就能被摆上餐桌，这标志着我国首个“海上风电+海洋牧场”示范区实践成功，开创了世界深远海抗台风养殖的先河。2022年11月，明阳集团东方CZ9海上风电场示范项目动工，将建设成“海上风电+海洋牧场+海水制氢”立体化海洋能源创新开发示范项目。

“通过海上风电与其他产业的融合，项目整体边际成本得到改善。”明阳集团副总裁叶凡说，海上风电开发要打造集多种能源或资源于一体的海上综合能源系统，构建“水下—水面—水上”海洋空间立体开发格局，形成海上综合能源开发模式。