問:目前,“雙碳”戰(zhàn)略積極推進,減少化石能源使用、加快可再生能源開發(fā)成為大勢所趨。在此背景下,海上風電的發(fā)展如火如荼,您如何看待這一發(fā)展趨勢?
答: 隨著“雙碳”目標的提出,“十四五”時期,沿海省份陸續(xù)確定了可再生能源發(fā)展目標。我國海岸線長、可利用海域廣闊、海上風能資源豐富,大力發(fā)展海上風電,對我國具有重要的戰(zhàn)略意義。
首先,加快開發(fā)海上風能資源,可以推動我國東部、南部沿海省份調(diào)整以化石能源為主的能源結構,推進能源供給側結構性改革,有助于我國加快實現(xiàn)能源轉型。另外發(fā)展海上風電,能夠改善我國對化石能源和國外能源依賴度較高的局面,有利于保障我國的能源安全。同時海上風電可以帶動上下游相關產(chǎn)業(yè)發(fā)展,形成產(chǎn)業(yè)集群,助推我國在高端軸承、齒輪箱和大功率發(fā)電機等高端裝備制造領域的快速發(fā)展。
問:您認為“十四五”期我國海上風電技術應重點關注哪些方面?
答: 隨著電價補貼的取消,“十四五”將成為我國海上風電技術創(chuàng)新和變革的關鍵期。
在海上風電實現(xiàn)全面平價上網(wǎng)的過程中,我國仍需在電網(wǎng)頂層設計、裝備研發(fā)、海洋工程技術發(fā)展等諸多方面突破技術瓶頸,推動新型大容量風機的應用,開發(fā)適用于深水的專業(yè)施工船機設備,普及海上風電行業(yè)數(shù)字化、自動化技術,將我國從海上風電裝機容量大國建設成為技術強國。
問:從全球范圍來看,海上風電的發(fā)展正由近海逐漸走向深遠海,這方面歐洲走在了前列,并陸續(xù)開發(fā)多個深遠海風場,極大促進了海洋經(jīng)濟的發(fā)展。對比國外,您認為我國在深遠海海上風電開發(fā)領域有哪些優(yōu)勢和不足?
答: 我國海上風力資源豐富,發(fā)展?jié)摿薮?,雖然起步較晚,但近幾年發(fā)展迅速,目前正在逐步走向深遠海開發(fā)。
我國深遠海海上風電開發(fā)優(yōu)勢明顯。一是經(jīng)過多年的培育,我國具備大容量海上風電機組自主設計、研發(fā)、制造、安裝、調(diào)試和運行能力。二是漂浮式風電機組、柔性直流輸電、大容量風機等一系列海上風電關鍵技術已經(jīng)取得突破,比如去年三峽能源已經(jīng)實現(xiàn)全球首臺漂浮式海上風電機組的并網(wǎng)發(fā)電和亞洲首個海上風電柔性直流輸電工程投運。三是經(jīng)過海上風電“搶裝潮”,我國海上風電的運輸、吊裝、運維和施工船舶專業(yè)化水平已經(jīng)得到了很大的提高。四是我國海上風電全產(chǎn)業(yè)鏈制造能力的提升,能夠更加方便、高效地服務于海上風電開發(fā)企業(yè)。
特別值得一提的是,針對不同地質(zhì)條件,三峽能源在陽江打造了“海上風電基礎博物館”,部分基礎型式為國內(nèi)外首次使用,為走向深遠海做好技術儲備。
另外我們也還存在一些不足。例如在設備制造方面,大兆瓦風機軸承的制造仍受制于人,高端風電軸承生產(chǎn)長期被斯凱孚(SKF)、FAG、羅特艾德等國外企業(yè)壟斷。在核心技術方面,在絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)芯片設計制造、模塊封裝、測試等領域,中國廠商與國外廠商仍有明顯差距。在工程技術方面,風資源測量的全面性和精確度不足,原狀土高保真取樣技術水平需要進一步發(fā)展,一體化仿真商業(yè)軟件仍需進一步開發(fā)。在海洋環(huán)境方面,我國東南沿海臺風頻發(fā),所受極端環(huán)境載荷更大,對風電機組的強度、疲勞性能要求更高。
問:2021年7月13日,由三峽能源投資建設的我國首臺漂浮式海上風電平臺“三峽引領”號在廣東陽江海域成功完成系泊系統(tǒng)的安裝和平臺的就位。請您介紹一下“三峽引領”號完成了哪些技術性突破,有何深遠意義。
答: “三峽引領”號的主要技術性突破有三項:一是漂浮風電一體化仿真從理論到方法再到實踐的突破,其涉及的浮式風電關鍵技術研究、水池物理模型試驗、工程設計等均為項目團隊自主攻關,完成從概念研究到工程化設計和樣機建設全套程序。
二是針對臺風、大波高和中等水深的環(huán)境條件,在半潛式漂浮平臺整體構型、系泊系統(tǒng)和動態(tài)電纜設計上取得突破,形成了一個系統(tǒng)解決方案。項目場址水深范圍小,約為28~32米,而漂浮式海上風電通常適用于水深50米以上的水域,水深越淺,設計難度越大。項目采用新型漂浮式海上風電平臺,克服了淺水系泊系統(tǒng)設計技術難點。動態(tài)海纜方面,“三峽引領”號項目海纜是世界上第一根應用于超淺水臺風海域的動態(tài)電纜,創(chuàng)新性地采用了雙波型復雜系統(tǒng),以適應極端天氣下平臺的巨大偏移,創(chuàng)新性特殊附件的選用解決了電纜干涉、打扭問題。
三是漂浮風電的海上施工安裝技術的突破。在碼頭完成風電機組和漂浮平臺的整體組裝以后,利用拖輪把機組和漂浮平臺直接拖到機位與系泊系統(tǒng)連接,相當于把一座35層高、5000多噸重的高樓,直接從岸邊拖到30多公里的外海,實現(xiàn)了漂浮風電整體濕拖安裝技術和現(xiàn)場系泊及動態(tài)電纜安裝關鍵技術的突破。
“三峽引領”號的成功并網(wǎng)發(fā)電,標志著我國浮式風電樣機技術領域真正實現(xiàn)了“從0到1”的重大突破,為國家打造浮式風電精品示范工程和引領產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展奠定了堅實基礎,為我國浮式風電技術及商業(yè)化進程提供了寶貴的創(chuàng)新發(fā)展實踐和信心。
另外,該項目的成功建設也標志著我國在全球率先具備大容量抗臺風型浮式海上風電機組自主研發(fā)、制造、安裝及運營能力,對促進我國海上風電高端裝備制造升級、挖潛深遠海風能資源具有積極意義。
問:您如何看待漂浮式海上風電平臺的未來前景?
答: 據(jù)統(tǒng)計,我國深海風資源總量約10億千瓦,相當于近海風資源的2倍,發(fā)展?jié)摿薮螅?ldquo;由近海到遠海、由淺到深、由固定基礎變漂浮式平臺”是未來海上風電場建設的必然趨勢。未來海上風電的資源更多地在于深?;蛏钸h海,在謀求平價的同時,加大漂浮式風機技術等前沿技術研究勢在必行。
由于國內(nèi)外的海洋環(huán)境條件有較大差異,歐美相對成熟的漂浮式風機技術并不適用于我國漂浮式海上基礎平臺的設計。發(fā)展漂浮式海上風電,需要立足于國內(nèi)的基本情況,融合海洋工程、結構工程、巖土工程、電氣工程等多學科,以堅如磐石的決心迎接困難與挑戰(zhàn)。
問:三峽能源作為三峽集團新能源業(yè)務的戰(zhàn)略實施主體,在新能源開發(fā)方面走在行業(yè)前列。請您簡單介紹三峽能源在深遠海海上風電開發(fā)領域取得了哪些成果,未來如何布局。
答: 漂浮式風機并網(wǎng)發(fā)電、柔性直流輸電工程投產(chǎn)以及在建的陽江青洲等項目,都是三峽能源為走向深遠海開發(fā)海上風電所進行的技術儲備和取得的成果。
未來三峽能源將基于海上風電走向深遠海、規(guī)?;⑵絻r化的發(fā)展趨勢,繼續(xù)投身大容量風機、輕型化海上換流站、高電壓等級電纜、海上風電場智慧運行維護等前沿技術,建設千萬千瓦級海上風電大基地,堅定不移地實施“海上風電引領者”戰(zhàn)略。
問:您如何評價中國船級社(CCS)在我國深遠海海上風電開發(fā)領域的獨特作用?
答: CCS是國際知名的船舶與海上設施入級和檢驗認證專業(yè)機構,中國深遠海海上風電的發(fā)展,離不開CCS的大力支持。
自1999年進入風電認證領域以來,CCS一直在為風電產(chǎn)品提供優(yōu)質(zhì)高效的認證服務。2021年,CCS根據(jù)國內(nèi)外海上浮式風電平臺的設計和建造經(jīng)驗,發(fā)布了《海上浮式風機平臺指南2021》,開始為海上浮式風機平臺提供入級服務。在未來我國深遠海海上風電的發(fā)展中,CCS必將在設計、建造、安裝和營運階段的檢驗和質(zhì)量控制中發(fā)揮更大的作用。
問:未來三峽能源與CCS將在哪些領域進一步擴大合作?
答: 三峽能源一直與CCS保持密切聯(lián)系和合作,如邀請CCS專家進行消防安全、?;饭芾?、危險作業(yè)管理、近海深水區(qū)海上風電船機選擇、安全管理等方面培訓和進行船舶專項檢查。在“三峽引領”號如東海上換流站、海上升壓站等項目的設計和建造過程中,CCS為三峽能源提供了審圖和現(xiàn)場檢驗等相關服務。我們希望未來在深水海上風電領域,與CCS開展更加廣泛的合作。