在“雙碳”目標(biāo)指引下，全球能源結(jié)構(gòu)重塑，海上風(fēng)電成為我國推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型的重要抓手。在近日舉辦的海陵島國際風(fēng)能大會(huì)上，專家表示，隨著海上風(fēng)電快速成長，規(guī)模效應(yīng)逐漸顯現(xiàn)，更大型的風(fēng)機(jī)、更多樣的安裝形式、更多元的開發(fā)方式，都將在海上風(fēng)電高質(zhì)量發(fā)展的道路上扮演重要角色。
裝機(jī)量全球第一
在浙江省臺(tái)州市披山島西北側(cè)的近海海域，華電玉環(huán)1號(hào)海上風(fēng)電場北區(qū)22臺(tái)大型風(fēng)機(jī)葉片徐徐轉(zhuǎn)動(dòng)，將風(fēng)能轉(zhuǎn)化成電能，通過電網(wǎng)點(diǎn)亮千家萬戶。同時(shí)，浙東南最大的海上風(fēng)電項(xiàng)目——玉環(huán)2號(hào)海上風(fēng)電場已獲得核準(zhǔn)批復(fù)，預(yù)計(jì)在“十四五”時(shí)期末建成投運(yùn)。屆時(shí)，玉環(huán)可再生能源年發(fā)電量近30億千瓦時(shí)，占全社會(huì)用電量比重將超40%。作為華東地區(qū)的重要能源基地，臺(tái)州的清潔能源并網(wǎng)年發(fā)電量將超350億千瓦時(shí)。
(資料圖片僅供參考)
“這些清潔電能在電網(wǎng)的智能調(diào)度下，可滿足近1200萬戶普通家庭一年的用電需求?！眹W(wǎng)臺(tái)州供電公司發(fā)展部規(guī)劃前期專項(xiàng)職責(zé)管理員高挺介紹。
相比陸上風(fēng)電，我國海上風(fēng)能資源更豐富，可顯著節(jié)約土地成本，且更靠近中東部用電負(fù)荷中心，便于輸電和消納，有利于產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。數(shù)據(jù)顯示，近海水深5米至50米范圍內(nèi)，風(fēng)能資源技術(shù)開發(fā)量為5億千瓦，深遠(yuǎn)海風(fēng)能可開發(fā)量更是近海的3倍以上。
近年來，我國海上風(fēng)電裝機(jī)容量持續(xù)增長。2022年我國海上風(fēng)電新增吊裝容量516萬千瓦，約占全球的54%；累計(jì)吊裝容量3051萬千瓦，同比增長超過20%，持續(xù)保持全球第一位。風(fēng)機(jī)大型化趨勢明顯，從2011年至2021年，國內(nèi)新增海上風(fēng)電平均單機(jī)容量從2.7兆瓦提升至5.6兆瓦，2022年下線的新型海上風(fēng)電機(jī)組的平均單機(jī)容量已達(dá)11.5兆瓦。
考慮到能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的需要，各地開發(fā)海上風(fēng)電意愿強(qiáng)烈。上海、廣東、山東、浙江推出地方補(bǔ)貼，各省海上風(fēng)電規(guī)劃已超1億千瓦。企業(yè)積極研發(fā)新機(jī)型以適應(yīng)行業(yè)快速發(fā)展，2022年我國對(duì)外宣布下線的新型海風(fēng)機(jī)組達(dá)到12款。機(jī)組大型化繼續(xù)提速，金風(fēng)科技下線16兆瓦機(jī)型，中國海裝完成18兆瓦主機(jī)裝配，快速更新的大型機(jī)組讓海上風(fēng)電的造價(jià)大幅下降。
隨著海上風(fēng)電項(xiàng)目布局的加快和對(duì)海域環(huán)境的不斷探索，海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)逐漸向大功率、深遠(yuǎn)海挺進(jìn)?！丁笆奈濉笨稍偕茉窗l(fā)展規(guī)劃》提出，優(yōu)化近海海上風(fēng)電布局，開展深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電規(guī)劃。
中國可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專業(yè)委員會(huì)秘書長秦海巖認(rèn)為，“十四五”期間，海上風(fēng)電發(fā)展的重點(diǎn)是打基礎(chǔ)，要推動(dòng)海上風(fēng)電裝備制造業(yè)發(fā)展。預(yù)計(jì)2030年海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)量將達(dá)2億千瓦。
推進(jìn)商業(yè)化開發(fā)
近幾年，我國近海風(fēng)電資源開發(fā)利用已趨飽和，且面臨與近海養(yǎng)殖、漁業(yè)捕撈、航線開發(fā)等爭奪有限資源等問題，發(fā)展空間受到擠壓；而深遠(yuǎn)?？砷_發(fā)范圍更廣，風(fēng)能資源更豐富，風(fēng)速風(fēng)頻更優(yōu)質(zhì)，海上風(fēng)電向深遠(yuǎn)海發(fā)展已成必然趨勢。
海上風(fēng)電走向深遠(yuǎn)海，漂浮式風(fēng)機(jī)將起到關(guān)鍵作用。在近海區(qū)域開發(fā)風(fēng)電，由于水深較淺，通常采用底部固定式支架作為基礎(chǔ)，以保障風(fēng)機(jī)可以安穩(wěn)屹立在大海中。但這種安裝方式只適用于淺海，在很大程度上限制了海上風(fēng)機(jī)的發(fā)展規(guī)模。為突破水深限制瓶頸，漂浮式海上風(fēng)機(jī)逐漸進(jìn)入人們的視野。
浮式風(fēng)電平臺(tái)是一種可在水中漂浮并捕捉風(fēng)能發(fā)電的裝備。我國漂浮式風(fēng)電技術(shù)仍處于樣機(jī)測試及示范工程階段。前不久，“海油觀瀾號(hào)”在廣東珠海舉行啟航儀式，它是我國首個(gè)工作海域距離海岸線100千米以上、水深超過100米的浮式風(fēng)電平臺(tái)。
海油工程設(shè)計(jì)院浮體部經(jīng)理?xiàng)钚↓埥榻B，“海油觀瀾號(hào)”裝機(jī)容量為7.25兆瓦，在單位千瓦投資、單位千瓦用鋼量、單臺(tái)浮式風(fēng)機(jī)容量、抗臺(tái)風(fēng)性能等多項(xiàng)指標(biāo)上，均處于國際先進(jìn)水平。
上?？睖y設(shè)計(jì)研究院有限公司陽江分公司副經(jīng)理黃俊表示，我國海域臺(tái)風(fēng)比較多，海洋環(huán)境惡劣，漂浮式風(fēng)機(jī)的可靠性是一大挑戰(zhàn)。此外，浮式風(fēng)電目前成本還比較高，要和制氫、海洋牧場等多元業(yè)態(tài)結(jié)合，開展綜合利用以降低成本。
“保障海上風(fēng)電快速發(fā)展與海上產(chǎn)品質(zhì)量的平衡，控制產(chǎn)品的高可靠性至關(guān)重要?！苯痫L(fēng)科技海上風(fēng)電設(shè)計(jì)研究院副院長寧巧珍預(yù)測，通過提升可靠性等措施，未來可實(shí)現(xiàn)大部件故障率從3.5%降到1.5%，故障下海次數(shù)從每年5次下降到1次，按照目前海上裝機(jī)約3000萬千瓦計(jì)算，全生命周期內(nèi)海上風(fēng)電運(yùn)維成本將減少700億元以上。
融合發(fā)展成趨勢
我國海上風(fēng)電高速發(fā)展，很大程度上受益于中央財(cái)政補(bǔ)貼政策。根據(jù)《關(guān)于促進(jìn)非水可再生能源發(fā)電健康發(fā)展的若干意見》，2022年后新增海上風(fēng)電不再納入中央財(cái)政補(bǔ)貼范圍，由地方按照實(shí)際情況予以支持?？紤]到目前我國海上風(fēng)電成本較高，實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)仍有難度。
為應(yīng)對(duì)海上風(fēng)電的平價(jià)上網(wǎng)挑戰(zhàn)，除了向機(jī)組大型化、高穩(wěn)定性方向發(fā)展，立體化融合開發(fā)是效益最大化的關(guān)鍵。當(dāng)前海上風(fēng)電開發(fā)的主流方式只有單一發(fā)電功能，如果發(fā)電之外利用既有基礎(chǔ)設(shè)施改建發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)，或是就近消納電能用于制氫、海上油氣平臺(tái)生產(chǎn)等，海上風(fēng)電項(xiàng)目就有了成本下降的空間。
3月22日，國家能源局公布《加快油氣勘探開發(fā)與新能源融合發(fā)展行動(dòng)方案(2023—2025年)》，通過海上風(fēng)電開發(fā)為油氣平臺(tái)提供綠色電力，替代分散式燃?xì)饣蛉加桶l(fā)電，形成海上風(fēng)電與油氣田區(qū)域電力系統(tǒng)互補(bǔ)供電模式。
“海油觀瀾號(hào)”是全球首個(gè)給海上油氣田供電的深遠(yuǎn)海風(fēng)電平臺(tái)。中國海油新能源分公司工程建設(shè)中心總經(jīng)理康思偉介紹，“海油觀瀾號(hào)”投產(chǎn)后，風(fēng)機(jī)年發(fā)電量將達(dá)2200萬千瓦時(shí)，所發(fā)電力通過1條5千米長的動(dòng)態(tài)海纜接入海上油田群電網(wǎng)，用于油氣生產(chǎn)。
中國海油執(zhí)行副總裁兼新能源部總經(jīng)理?xiàng)钤票硎?，進(jìn)軍深遠(yuǎn)海風(fēng)電是中國海油結(jié)合油氣主業(yè)，探索新能源產(chǎn)業(yè)差異化發(fā)展的一條新路徑。發(fā)展海上風(fēng)電，不僅能直接帶動(dòng)船舶工業(yè)、海洋養(yǎng)殖、氫能等產(chǎn)業(yè)發(fā)展，還可以與其他領(lǐng)域組合，促進(jìn)我國海洋經(jīng)濟(jì)與地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
立體化融合發(fā)展還有更多解法。2022年1月，明陽集團(tuán)廣東陽江沙扒深海漁業(yè)養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)區(qū)完成首次收魚，在高集成度的處理流程、冷鏈全覆蓋支持下，24小時(shí)內(nèi)就能被擺上餐桌，這標(biāo)志著我國首個(gè)“海上風(fēng)電+海洋牧場”示范區(qū)實(shí)踐成功，開創(chuàng)了世界深遠(yuǎn)?？古_(tái)風(fēng)養(yǎng)殖的先河。2022年11月，明陽集團(tuán)東方CZ9海上風(fēng)電場示范項(xiàng)目動(dòng)工，將建設(shè)成“海上風(fēng)電+海洋牧場+海水制氫”立體化海洋能源創(chuàng)新開發(fā)示范項(xiàng)目。
“通過海上風(fēng)電與其他產(chǎn)業(yè)的融合，項(xiàng)目整體邊際成本得到改善?！泵麝柤瘓F(tuán)副總裁葉凡說，海上風(fēng)電開發(fā)要打造集多種能源或資源于一體的海上綜合能源系統(tǒng)，構(gòu)建“水下—水面—水上”海洋空間立體開發(fā)格局，形成海上綜合能源開發(fā)模式。
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