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關注產業綠色轉型:海上風電向深海邁進

發布時間:2023-04-17 15:17:00來源: 經濟日報

  海上風電向深海邁進

  在“雙碳”目標指引下,全球能源結構重塑,海上風電成為(wei) 我國推進能源轉型的重要抓手。在近日舉(ju) 辦的海陵島國際風能大會(hui) 上,專(zhuan) 家表示,隨著海上風電快速成長,規模效應逐漸顯現,更大型的風機、更多樣的安裝形式、更多元的開發方式,都將在海上風電高質量發展的道路上扮演重要角色。

  裝機量全球第一

  在浙江省台州市披山島西北側(ce) 的近海海域,華電玉環1號海上風電場北區22台大型風機葉片徐徐轉動,將風能轉化成電能,通過電網點亮千家萬(wan) 戶。同時,浙東(dong) 南最大的海上風電項目——玉環2號海上風電場已獲得核準批複,預計在“十四五”時期末建成投運。屆時,玉環可再生能源年發電量近30億(yi) 千瓦時,占全社會(hui) 用電量比重將超40%。作為(wei) 華東(dong) 地區的重要能源基地,台州的清潔能源並網年發電量將超350億(yi) 千瓦時。

  “這些清潔電能在電網的智能調度下,可滿足近1200萬(wan) 戶普通家庭一年的用電需求。”國網台州供電公司發展部規劃前期專(zhuan) 項職責管理員高挺介紹。

  相比陸上風電,我國海上風能資源更豐(feng) 富,可顯著節約土地成本,且更靠近中東(dong) 部用電負荷中心,便於(yu) 輸電和消納,有利於(yu) 產(chan) 業(ye) 可持續發展。數據顯示,近海水深5米至50米範圍內(nei) ,風能資源技術開發量為(wei) 5億(yi) 千瓦,深遠海風能可開發量更是近海的3倍以上。

  近年來,我國海上風電裝機容量持續增長。2022年我國海上風電新增吊裝容量516萬(wan) 千瓦,約占全球的54%;累計吊裝容量3051萬(wan) 千瓦,同比增長超過20%,持續保持全球第一位。風機大型化趨勢明顯,從(cong) 2011年至2021年,國內(nei) 新增海上風電平均單機容量從(cong) 2.7兆瓦提升至5.6兆瓦,2022年下線的新型海上風電機組的平均單機容量已達11.5兆瓦。

  考慮到能源綠色低碳轉型的需要,各地開發海上風電意願強烈。上海、廣東(dong) 、山東(dong) 、浙江推出地方補貼,各省海上風電規劃已超1億(yi) 千瓦。企業(ye) 積極研發新機型以適應行業(ye) 快速發展,2022年我國對外宣布下線的新型海風機組達到12款。機組大型化繼續提速,金風科技下線16兆瓦機型,中國海裝完成18兆瓦主機裝配,快速更新的大型機組讓海上風電的造價(jia) 大幅下降。

  隨著海上風電項目布局的加快和對海域環境的不斷探索,海上風電產(chan) 業(ye) 逐漸向大功率、深遠海挺進。《“十四五”可再生能源發展規劃》提出,優(you) 化近海海上風電布局,開展深遠海海上風電規劃。

  中國可再生能源學會(hui) 風能專(zhuan) 業(ye) 委員會(hui) 秘書(shu) 長秦海岩認為(wei) ,“十四五”期間,海上風電發展的重點是打基礎,要推動海上風電裝備製造業(ye) 發展。預計2030年海上風電累計裝機量將達2億(yi) 千瓦。

  推進商業(ye) 化開發

  近幾年,我國近海風電資源開發利用已趨飽和,且麵臨(lin) 與(yu) 近海養(yang) 殖、漁業(ye) 捕撈、航線開發等爭(zheng) 奪有限資源等問題,發展空間受到擠壓;而深遠海可開發範圍更廣,風能資源更豐(feng) 富,風速風頻更優(you) 質,海上風電向深遠海發展已成必然趨勢。

  海上風電走向深遠海,漂浮式風機將起到關(guan) 鍵作用。在近海區域開發風電,由於(yu) 水深較淺,通常采用底部固定式支架作為(wei) 基礎,以保障風機可以安穩屹立在大海中。但這種安裝方式隻適用於(yu) 淺海,在很大程度上限製了海上風機的發展規模。為(wei) 突破水深限製瓶頸,漂浮式海上風機逐漸進入人們(men) 的視野。

  浮式風電平台是一種可在水中漂浮並捕捉風能發電的裝備。我國漂浮式風電技術仍處於(yu) 樣機測試及示範工程階段。前不久,“海油觀瀾號”在廣東(dong) 珠海舉(ju) 行啟航儀(yi) 式,它是我國首個(ge) 工作海域距離海岸線100千米以上、水深超過100米的浮式風電平台。

  海油工程設計院浮體(ti) 部經理楊小龍介紹,“海油觀瀾號”裝機容量為(wei) 7.25兆瓦,在單位千瓦投資、單位千瓦用鋼量、單台浮式風機容量、抗台風性能等多項指標上,均處於(yu) 國際先進水平。

  上海勘測設計研究院有限公司陽江分公司副經理黃俊表示,我國海域台風比較多,海洋環境惡劣,漂浮式風機的可靠性是一大挑戰。此外,浮式風電目前成本還比較高,要和製氫、海洋牧場等多元業(ye) 態結合,開展綜合利用以降低成本。

  “保障海上風電快速發展與(yu) 海上產(chan) 品質量的平衡,控製產(chan) 品的高可靠性至關(guan) 重要。”金風科技海上風電設計研究院副院長寧巧珍預測,通過提升可靠性等措施,未來可實現大部件故障率從(cong) 3.5%降到1.5%,故障下海次數從(cong) 每年5次下降到1次,按照目前海上裝機約3000萬(wan) 千瓦計算,全生命周期內(nei) 海上風電運維成本將減少700億(yi) 元以上。

  融合發展成趨勢

  我國海上風電高速發展,很大程度上受益於(yu) 中央財政補貼政策。根據《關(guan) 於(yu) 促進非水可再生能源發電健康發展的若幹意見》,2022年後新增海上風電不再納入中央財政補貼範圍,由地方按照實際情況予以支持。考慮到目前我國海上風電成本較高,實現平價(jia) 上網仍有難度。

  為(wei) 應對海上風電的平價(jia) 上網挑戰,除了向機組大型化、高穩定性方向發展,立體(ti) 化融合開發是效益最大化的關(guan) 鍵。當前海上風電開發的主流方式隻有單一發電功能,如果發電之外利用既有基礎設施改建發展養(yang) 殖業(ye) ,或是就近消納電能用於(yu) 製氫、海上油氣平台生產(chan) 等,海上風電項目就有了成本下降的空間。

  3月22日,國家能源局公布《加快油氣勘探開發與(yu) 新能源融合發展行動方案(2023—2025年)》,通過海上風電開發為(wei) 油氣平台提供綠色電力,替代分散式燃氣或燃油發電,形成海上風電與(yu) 油氣田區域電力係統互補供電模式。

  “海油觀瀾號”是全球首個(ge) 給海上油氣田供電的深遠海風電平台。中國海油新能源分公司工程建設中心總經理康思偉(wei) 介紹,“海油觀瀾號”投產(chan) 後,風機年發電量將達2200萬(wan) 千瓦時,所發電力通過1條5千米長的動態海纜接入海上油田群電網,用於(yu) 油氣生產(chan) 。

  中國海油執行副總裁兼新能源部總經理楊雲(yun) 表示,進軍(jun) 深遠海風電是中國海油結合油氣主業(ye) ,探索新能源產(chan) 業(ye) 差異化發展的一條新路徑。發展海上風電,不僅(jin) 能直接帶動船舶工業(ye) 、海洋養(yang) 殖、氫能等產(chan) 業(ye) 發展,還可以與(yu) 其他領域組合,促進我國海洋經濟與(yu) 地方經濟發展。

  立體(ti) 化融合發展還有更多解法。2022年1月,明陽集團廣東(dong) 陽江沙扒深海漁業(ye) 養(yang) 殖實驗區完成首次收魚,在高集成度的處理流程、冷鏈全覆蓋支持下,24小時內(nei) 就能被擺上餐桌,這標誌著我國首個(ge) “海上風電+海洋牧場”示範區實踐成功,開創了世界深遠海抗台風養(yang) 殖的先河。2022年11月,明陽集團東(dong) 方CZ9海上風電場示範項目動工,將建設成“海上風電+海洋牧場+海水製氫”立體(ti) 化海洋能源創新開發示範項目。

  “通過海上風電與(yu) 其他產(chan) 業(ye) 的融合,項目整體(ti) 邊際成本得到改善。”明陽集團副總裁葉凡說,海上風電開發要打造集多種能源或資源於(yu) 一體(ti) 的海上綜合能源係統,構建“水下—水麵—水上”海洋空間立體(ti) 開發格局,形成海上綜合能源開發模式。

  王軼辰

(責編:陳濛濛)

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