自“十四五”規(guī)劃提出“3060”目標(biāo)后，國(guó)內(nèi)風(fēng)電行業(yè)迎來(lái)了全新的發(fā)展機(jī)遇。一直以來(lái)，風(fēng)力資源作為一種可再生能源，因其分布廣泛、儲(chǔ)量巨大、沒(méi)有污染等優(yōu)勢(shì)備受能源市場(chǎng)青睞，并且目前我國(guó)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)較為成熟，具備規(guī)模開(kāi)發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展前景，在緩解我國(guó)能源供應(yīng)緊缺、優(yōu)化能源消費(fèi)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(shì)下，各國(guó)均將眼光投向了風(fēng)力資源巨大的海域，我國(guó)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(jī)利用率更高、單機(jī)裝機(jī)容量更大等優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也面臨建設(shè)成本高、技術(shù)壁壘高、維護(hù)成本高的“三高”難題。

目前，海上風(fēng)電的開(kāi)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(guò)程中是否會(huì)給環(huán)境帶來(lái)壓力？除了風(fēng)力發(fā)電，海上風(fēng)電項(xiàng)目還有哪些不為人知的“妙用”？帶著諸多疑問(wèn)，中國(guó)科技新聞網(wǎng)攜手百度百家號(hào)，本著“挖掘科技故事，傳播創(chuàng)新精神”的理念，走進(jìn)了中國(guó)能源行業(yè)的“國(guó)家隊(duì)”、國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電工程技術(shù)的領(lǐng)軍企業(yè)——中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)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(chǎng)份額、經(jīng)營(yíng)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(yàn)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(chǎng)為例，該風(fēng)場(chǎng)每年可提供清潔電能近8億千瓦時(shí)，滿足30萬(wàn)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(wàn)噸、減少二氧化碳排放約46萬(wàn)噸。

讓我們走進(jìn)看看這“大風(fēng)車(chē)”的運(yùn)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(shí)際上風(fēng)機(jī)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(guó)內(nèi)目前已投運(yùn)的5.5MW風(fēng)機(jī)為例，扇葉轉(zhuǎn)一圈約需要7~8秒，可發(fā)10度電，能供一臺(tái)電動(dòng)汽車(chē)行駛60km左右，供一臺(tái)智能手機(jī)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(tái)燃油汽車(chē)跑40公里的碳排放量。

圖：珠海金灣海上風(fēng)電場(chǎng)

因其強(qiáng)大的能源效益，近年來(lái)全球海上風(fēng)電新增裝機(jī)量呈現(xiàn)波動(dòng)上升趨勢(shì)；亞洲市場(chǎng)的海上風(fēng)電裝機(jī)容量?jī)H次于歐洲市場(chǎng)，海上風(fēng)電新增裝機(jī)量占比達(dá)到了 38.58%，其中我國(guó)海上風(fēng)電新增裝機(jī)量逐年上升，2020年為 3060 MW，占全球新增裝機(jī)量比重的50.4%。

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

在我們利用清潔能源的同時(shí)，不容忽視的是，海上風(fēng)電發(fā)展并非暢通無(wú)阻。海上風(fēng)電中央財(cái)政補(bǔ)貼將于2022年開(kāi)始取消，這無(wú)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(cái)政部、國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局印發(fā)《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(jiàn)》(財(cái)建〔2020〕4號(hào))，提出2020年起新增核準(zhǔn)海上風(fēng)電項(xiàng)目不再納入中央財(cái)政補(bǔ)貼范圍，前期完成核準(zhǔn)并于2021年12月31日前全部機(jī)組完成并網(wǎng)的存量項(xiàng)目可納入中央財(cái)政補(bǔ)貼范圍。而廣東省財(cái)政補(bǔ)貼延續(xù)至2024年，對(duì)2025年起并網(wǎng)的項(xiàng)目不再補(bǔ)貼。也就是說(shuō)，廣東省還可搭上海上風(fēng)電補(bǔ)貼的末班車(chē)。

這也意味著，一邊是補(bǔ)貼取消，海上風(fēng)電成本或?qū)⑴噬?；一邊是“雙碳”目標(biāo)，海上風(fēng)電迎來(lái)新的“星辰大?！?。拐點(diǎn)已至，海上風(fēng)電若想突圍，需要“?！敝幸?jiàn)“機(jī)”，才能順利踏上平價(jià)之路。

電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院院長(zhǎng)助理劉世宇也強(qiáng)調(diào)，若想實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)，就需要整體推進(jìn)創(chuàng)新。因?yàn)槠絻r(jià)上網(wǎng)是海上風(fēng)電可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，要從技術(shù)創(chuàng)新、設(shè)計(jì)優(yōu)化、裝備升級(jí)等方面來(lái)全面降低成本。

走向“深藍(lán)” 海上風(fēng)電凝聚數(shù)字智慧

中國(guó)能建黨委常委、副總經(jīng)理吳云在交流座談會(huì)上指出，目前我國(guó)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(kāi)展深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電、高空風(fēng)能發(fā)電、新型儲(chǔ)能等關(guān)鍵技術(shù)研究，積極推動(dòng)新能源開(kāi)發(fā)和新模式、新技術(shù)示范應(yīng)用。

未來(lái)海上風(fēng)電的發(fā)展趨勢(shì)是深水遠(yuǎn)?；?、機(jī)組大型化，這將對(duì)風(fēng)電機(jī)組的研發(fā)、制造、安裝運(yùn)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(shì)，中國(guó)能建表示將對(duì)海上風(fēng)電技術(shù)進(jìn)行“積極儲(chǔ)備、超前研究”的策略：在深?；矫妫e極開(kāi)展“漂浮式風(fēng)電基礎(chǔ)”研究；在遠(yuǎn)?；矫妫邪l(fā)高壓柔性直流輸電技術(shù)，并開(kāi)展海上風(fēng)電人工能源島的論證；在機(jī)組大型化方面，結(jié)合裝備升級(jí)和迭代優(yōu)化技術(shù)解決施工難點(diǎn)問(wèn)題。

值得一提的是，若將海上風(fēng)電風(fēng)機(jī)設(shè)置在遠(yuǎn)海，勢(shì)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(guó)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)剛剛起步，面臨著投資成本高、風(fēng)機(jī)故障率高、運(yùn)維管理弱、交通可達(dá)性差、開(kāi)發(fā)建設(shè)監(jiān)管難度大等問(wèn)題。為提高海上風(fēng)電場(chǎng)安全、可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平，中國(guó)能建廣東院提請(qǐng)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(chǔ)存了廣東省海上風(fēng)電規(guī)劃、建設(shè)及運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，帶動(dòng)并促進(jìn)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(jìn)海上風(fēng)電管理模式的智能化。

中國(guó)能建廣東院數(shù)字化中心高級(jí)工程師譚任深向中國(guó)科技新聞網(wǎng)表示，海上風(fēng)電在深海、遠(yuǎn)海這樣的運(yùn)行環(huán)境上，建設(shè)運(yùn)維的成本非常之高，所以在風(fēng)力發(fā)電的同時(shí)，建設(shè)數(shù)據(jù)中心，對(duì)規(guī)劃建設(shè)、運(yùn)營(yíng)以及海洋生態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集收集，可以一舉多得，推動(dòng)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(xiàng)目一些意想不到的功能?！拔覀?cè)诤５纂娎|設(shè)置了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，不但可以監(jiān)測(cè)出海底電纜的運(yùn)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(shí)也可以給民眾提供一些諸如海洋氣象預(yù)報(bào)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(huì)效益，還能帶動(dòng)整個(gè)行業(yè)的健康發(fā)展?！弊T任深舉例稱(chēng)。

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

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

中國(guó)能建廣東院副總工程師湯東升表示，風(fēng)電機(jī)需要的每一個(gè)元器件從設(shè)計(jì)、施工、安裝到調(diào)試，產(chǎn)業(yè)鏈條分布廣泛。在這個(gè)過(guò)程中，每一項(xiàng)技術(shù)的創(chuàng)新都有可能對(duì)鏈條產(chǎn)生影響，實(shí)現(xiàn)“降本增效”。

十四五“期間，我國(guó)將以海上風(fēng)電降成本為主要發(fā)展目標(biāo)，同時(shí)開(kāi)展海上風(fēng)電+海洋牧場(chǎng)、海上風(fēng)電+制氫儲(chǔ)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(dòng)圍繞海上風(fēng)電的海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展。毫無(wú)疑問(wèn)，”海上風(fēng)電+模式將會(huì)是未來(lái)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(huì)對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境造成惡劣影響。對(duì)此，中國(guó)能建表示，海上風(fēng)電場(chǎng)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(chǎng)對(duì)海洋生物不但不構(gòu)成明顯影響，還可能會(huì)成為海洋生物的一個(gè)新棲息地，甚至增加了生物多樣性。

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

同時(shí)，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(xiàn)綠色能源。

“3060”目標(biāo)提出以后，風(fēng)能、太陽(yáng)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(huì)關(guān)切的議題。“3060”是國(guó)家重大戰(zhàn)略決策，中國(guó)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(guó)能源供應(yīng)緊缺的狀況，優(yōu)化能源消費(fèi)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(xiàn)了能建方案、能建智慧、能建力量。

來(lái)源：中國(guó)科技新聞網(wǎng)