自“十四五”規(guī)劃提出“3060”目標(biāo)后，國內(nèi)風(fēng)電行業(yè)迎來了全新的發(fā)展機遇。一直以來，風(fēng)力資源作為一種可再生能源，因其分布廣泛、儲量巨大、沒有污染等優(yōu)勢備受能源市場青睞，并且目前我國風(fēng)力發(fā)電技術(shù)較為成熟，具備規(guī)模開發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展前景，在緩解我國能源供應(yīng)緊缺、優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)、響應(yīng)“3060”目標(biāo)等方面有著舉足輕重的角色。

風(fēng)力發(fā)電又分為陸上風(fēng)電和海上風(fēng)電，在石油資源日趨緊張的態(tài)勢下，各國均將眼光投向了風(fēng)力資源巨大的海域，我國也不例外。與陸上風(fēng)電相比，海上風(fēng)電具有風(fēng)能更加平穩(wěn)、風(fēng)機利用率更高、單機裝機容量更大等優(yōu)勢，但同時也面臨建設(shè)成本高、技術(shù)壁壘高、維護成本高的“三高”難題。

目前，海上風(fēng)電的開發(fā)、傳輸利用到了何種創(chuàng)新技術(shù)？與陸上風(fēng)電相比，其能源效率如何？其建設(shè)和使用過程中是否會給環(huán)境帶來壓力？除了風(fēng)力發(fā)電，海上風(fēng)電項目還有哪些不為人知的“妙用”？帶著諸多疑問，中國科技新聞網(wǎng)攜手百度百家號，本著“挖掘科技故事，傳播創(chuàng)新精神”的理念，走進了中國能源行業(yè)的“國家隊”、國內(nèi)海上風(fēng)電工程技術(shù)的領(lǐng)軍企業(yè)——中國能源建設(shè)集團有限公司，從海上風(fēng)電的產(chǎn)業(yè)鏈和業(yè)務(wù)布局、地域分布、市場份額、經(jīng)營現(xiàn)狀等維度出發(fā)，探秘其海上風(fēng)電建設(shè)方面的經(jīng)驗與成果。

迎“風(fēng)”而上海上風(fēng)電能源效益幾何？

數(shù)據(jù)顯示，海上風(fēng)電效率較陸上風(fēng)電年發(fā)電量多出20%~40%，具有更高的能源效益。以廣東省珠海金灣海上風(fēng)電場為例，該風(fēng)場每年可提供清潔電能近8億千瓦時，滿足30萬戶家庭一年的用電量；與同等規(guī)模燃煤電廠相比，每年可節(jié)省標(biāo)煤消耗約23萬噸、減少二氧化碳排放約46萬噸。

讓我們走進看看這“大風(fēng)車”的運行與日常生活究竟是何種關(guān)系。海上風(fēng)電的扇葉看似轉(zhuǎn)速很慢，實際上風(fēng)機葉尖速度一般在95m/s左右，幾乎與高鐵行駛的速度持平。以國內(nèi)目前已投運的5.5MW風(fēng)機為例，扇葉轉(zhuǎn)一圈約需要7~8秒，可發(fā)10度電，能供一臺電動汽車行駛60km左右，供一臺智能手機充電400次。

在節(jié)能減排方面，扇葉轉(zhuǎn)一圈相當(dāng)于減少標(biāo)煤3kg，減少二氧化碳排放8kg，相當(dāng)于一臺燃油汽車跑40公里的碳排放量。

圖：珠海金灣海上風(fēng)電場

因其強大的能源效益，近年來全球海上風(fēng)電新增裝機量呈現(xiàn)波動上升趨勢；亞洲市場的海上風(fēng)電裝機容量僅次于歐洲市場，海上風(fēng)電新增裝機量占比達到了 38.58%，其中我國海上風(fēng)電新增裝機量逐年上升，2020年為 3060 MW，占全球新增裝機量比重的50.4%。

海上風(fēng)電在擁有了龐大的裝機量、顯著的能源效益的前提下，如何進行電能輸送也是一個重要議題。目前海上風(fēng)機通過支纜匯集到海上升壓站，然后通過大容量海纜，送至陸上集控中心，再接入電網(wǎng)，送至千家萬戶。

在我們利用清潔能源的同時，不容忽視的是，海上風(fēng)電發(fā)展并非暢通無阻。海上風(fēng)電中央財政補貼將于2022年開始取消，這無疑給海上風(fēng)電的成本控制提出了更高的要求。2020年3月，財政部、國家發(fā)改委、國家能源局印發(fā)《關(guān)于促進非水可再生能源發(fā)電健康發(fā)展的若干意見》(財建〔2020〕4號)，提出2020年起新增核準(zhǔn)海上風(fēng)電項目不再納入中央財政補貼范圍，前期完成核準(zhǔn)并于2021年12月31日前全部機組完成并網(wǎng)的存量項目可納入中央財政補貼范圍。而廣東省財政補貼延續(xù)至2024年，對2025年起并網(wǎng)的項目不再補貼。也就是說，廣東省還可搭上海上風(fēng)電補貼的末班車。

這也意味著，一邊是補貼取消，海上風(fēng)電成本或?qū)⑴噬灰贿吺恰半p碳”目標(biāo)，海上風(fēng)電迎來新的“星辰大海”。拐點已至，海上風(fēng)電若想突圍，需要“?！敝幸姟皺C”，才能順利踏上平價之路。

電力規(guī)劃設(shè)計總院院長助理劉世宇也強調(diào)，若想實現(xiàn)平價上網(wǎng)，就需要整體推進創(chuàng)新。因為平價上網(wǎng)是海上風(fēng)電可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵時期，要從技術(shù)創(chuàng)新、設(shè)計優(yōu)化、裝備升級等方面來全面降低成本。

走向“深藍” 海上風(fēng)電凝聚數(shù)字智慧

中國能建黨委常委、副總經(jīng)理吳云在交流座談會上指出，目前我國近海區(qū)的海上資源已經(jīng)漸趨飽和，需要“由近及遠(yuǎn)、由淺到深”，開展深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電、高空風(fēng)能發(fā)電、新型儲能等關(guān)鍵技術(shù)研究，積極推動新能源開發(fā)和新模式、新技術(shù)示范應(yīng)用。

未來海上風(fēng)電的發(fā)展趨勢是深水遠(yuǎn)?；C組大型化，這將對風(fēng)電機組的研發(fā)、制造、安裝運維、相關(guān)裝備制造等環(huán)節(jié)也提出更高的要求，掌握核心技術(shù)的龍頭企業(yè)必須擁有先發(fā)優(yōu)勢，中國能建表示將對海上風(fēng)電技術(shù)進行“積極儲備、超前研究”的策略：在深?；矫妫e極開展“漂浮式風(fēng)電基礎(chǔ)”研究；在遠(yuǎn)?；矫?，研發(fā)高壓柔性直流輸電技術(shù)，并開展海上風(fēng)電人工能源島的論證；在機組大型化方面，結(jié)合裝備升級和迭代優(yōu)化技術(shù)解決施工難點問題。

值得一提的是，若將海上風(fēng)電風(fēng)機設(shè)置在遠(yuǎn)海，勢必增加建造成本以及電力輸送難度。于是，海上風(fēng)電制氫以及海上風(fēng)電與互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等產(chǎn)業(yè)的深度融合成為了新的破局思路。2016年，我國海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)剛剛起步，面臨著投資成本高、風(fēng)機故障率高、運維管理弱、交通可達性差、開發(fā)建設(shè)監(jiān)管難度大等問題。為提高海上風(fēng)電場安全、可靠和經(jīng)濟運行水平，中國能建廣東院提請廣東省發(fā)展改革委建設(shè)廣東省海上風(fēng)電大數(shù)據(jù)中心。

據(jù)了解，廣東省海上風(fēng)電大數(shù)據(jù)中心采集并儲存了廣東省海上風(fēng)電規(guī)劃、建設(shè)及運營數(shù)據(jù)，帶動并促進海洋大數(shù)據(jù)、海事大數(shù)據(jù)、氣象大數(shù)據(jù)、地震大數(shù)據(jù)等公益數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，促進海上風(fēng)電管理模式的智能化。

中國能建廣東院數(shù)字化中心高級工程師譚任深向中國科技新聞網(wǎng)表示，海上風(fēng)電在深海、遠(yuǎn)海這樣的運行環(huán)境上，建設(shè)運維的成本非常之高，所以在風(fēng)力發(fā)電的同時，建設(shè)數(shù)據(jù)中心，對規(guī)劃建設(shè)、運營以及海洋生態(tài)數(shù)據(jù)進行采集收集，可以一舉多得，推動海上風(fēng)電向智慧化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

數(shù)字化的轉(zhuǎn)型，賦予了海上風(fēng)電項目一些意想不到的功能?！拔覀冊诤５纂娎|設(shè)置了監(jiān)測系統(tǒng)，不但可以監(jiān)測出海底電纜的運行狀態(tài)，還能幫助我們提前發(fā)現(xiàn)海洋上的一些地震信息，幫助防災(zāi)減災(zāi)，同時也可以給民眾提供一些諸如海洋氣象預(yù)報等公益性服務(wù)。將數(shù)據(jù)提供給用戶和政府，不僅能產(chǎn)生較大的社會效益，還能帶動整個行業(yè)的健康發(fā)展?！弊T任深舉例稱。

構(gòu)建產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟 “海上風(fēng)電+”成未來趨勢

海上風(fēng)電若想實現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，實現(xiàn)“引資緊鏈”也刻不容緩。在推動海上風(fēng)電全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展方面，中國能建有著自己獨特的實現(xiàn)路徑。

中國能建廣東院副總工程師湯東升表示，風(fēng)電機需要的每一個元器件從設(shè)計、施工、安裝到調(diào)試，產(chǎn)業(yè)鏈條分布廣泛。在這個過程中，每一項技術(shù)的創(chuàng)新都有可能對鏈條產(chǎn)生影響，實現(xiàn)“降本增效”。

十四五“期間，我國將以海上風(fēng)電降成本為主要發(fā)展目標(biāo)，同時開展海上風(fēng)電+海洋牧場、海上風(fēng)電+制氫儲氫、海上風(fēng)電+海水淡化、海上風(fēng)電+波浪發(fā)電、海上風(fēng)電+海洋化工、海上風(fēng)電+海洋科學(xué)研究等多樣化融合應(yīng)用，推動圍繞海上風(fēng)電的海洋經(jīng)濟發(fā)展。毫無疑問，”海上風(fēng)電+模式將會是未來海上風(fēng)電發(fā)展的重要方向。

海上風(fēng)電因其噪音大、體積龐大，曾引發(fā)業(yè)界擔(dān)憂。有業(yè)內(nèi)人士擔(dān)心海上風(fēng)電會對海洋生態(tài)環(huán)境造成惡劣影響。對此，中國能建表示，海上風(fēng)電場的噪音影響局限在非常近距離范圍內(nèi)，有研究發(fā)現(xiàn)，海上風(fēng)電場對海洋生物不但不構(gòu)成明顯影響，還可能會成為海洋生物的一個新棲息地，甚至增加了生物多樣性。

此外，利用海上風(fēng)機的穩(wěn)固性，將牧場平臺、休閑垂釣載體、海上救助平臺、智能化網(wǎng)箱、貝類筏架、藻類筏架、海珍品礁、集魚礁、產(chǎn)卵礁等與風(fēng)機基礎(chǔ)相融合，降低牧場運維成本、提高經(jīng)濟生物養(yǎng)殖容量，從而實現(xiàn)海域空間資源的集約高效利用的海洋開發(fā)新模式。海上風(fēng)電+深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖+人工魚礁+旅游開發(fā)的現(xiàn)代立體生態(tài)型“海洋牧場”目前已經(jīng)成為現(xiàn)實。

同時，海上風(fēng)電+制氫也成為了海上風(fēng)電又一新的探索。風(fēng)電能夠提高風(fēng)能的利用率，解決棄風(fēng)難題；還能有效降低化石能源的消耗，降低污染物排放，為“3060”貢獻綠色能源。

“3060”目標(biāo)提出以后，風(fēng)能、太陽能、氫能等新能源必將成為電力系統(tǒng)供應(yīng)的主體能源，節(jié)能減排、低碳綠色成為了當(dāng)下社會關(guān)切的議題?！?060”是國家重大戰(zhàn)略決策，中國能建作為能源建筑央企，在海上風(fēng)電領(lǐng)域不斷積極探索，為緩解我國能源供應(yīng)緊缺的狀況，優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)，改善大氣環(huán)境質(zhì)量，減少溫室氣體的排放貢獻了能建方案、能建智慧、能建力量。

來源：中國科技新聞網(wǎng)