2023年，我國(guó)海上風(fēng)電發(fā)展邁入新拐點(diǎn)。

困擾海上風(fēng)電發(fā)展的多重因素，都得以厘清或?qū)崿F(xiàn)突破。如廣東國(guó)管海域海上風(fēng)電項(xiàng)目競(jìng)配正式啟動(dòng)，自然資源部發(fā)布推進(jìn)海域立體設(shè)權(quán)工作通知，廣西完成區(qū)首個(gè)分層設(shè)權(quán)方式不動(dòng)產(chǎn)登記等。

與此同時(shí)，越來越多的省份提出了超預(yù)期規(guī)劃，釋放了大量的開發(fā)資源。《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》提出，“十四五”期間，我國(guó)重點(diǎn)建設(shè)山東半島、長(zhǎng)三角、閩南、粵東、北部灣五大海上風(fēng)電基地集群。

就像當(dāng)年對(duì)三北地區(qū)資源的開發(fā)奠定了今天的產(chǎn)業(yè)格局，每一次新場(chǎng)景的爆發(fā)，都將有望重塑產(chǎn)業(yè)格局。大基地如此，海上風(fēng)電亦是如此。

目前，各類資源已經(jīng)在圍繞海上風(fēng)電爭(zhēng)相布局，風(fēng)機(jī)大型化就是顯著的趨勢(shì)之一。但是，整體看，我國(guó)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)依然處在發(fā)展初期階段。從風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)，到海上吊裝，再到后期運(yùn)維，以及全生命周期的降本增效，都面臨著一系列風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)。

面對(duì)即將大規(guī)模釋放的海上風(fēng)電，產(chǎn)業(yè)鏈準(zhǔn)備好了嗎？2023年10月，在全球風(fēng)電行業(yè)權(quán)威盛會(huì)——2023北京國(guó)際風(fēng)能大會(huì)暨展覽會(huì)（CWP2023）上，來自海內(nèi)外的機(jī)構(gòu)和企業(yè)，就如何推動(dòng)海上風(fēng)電穩(wěn)定健康發(fā)展，分享經(jīng)驗(yàn)和思考。

海上風(fēng)電如何降本增效

2021年，我國(guó)海上風(fēng)電進(jìn)入平價(jià)時(shí)代。降本增效依然是行業(yè)的主旋律。

風(fēng)機(jī)大型化成為行業(yè)降本增效的重要手段。今年以來，金風(fēng)科技在推出”GWH252-16MW機(jī)組之后，又推出面向不同風(fēng)速特點(diǎn)海域開發(fā)設(shè)計(jì)的全新系列海上機(jī)組，葉輪直徑26X，功率涵蓋12.X~16.X。

依托模塊化設(shè)計(jì)的Model Z平臺(tái)，遠(yuǎn)景推出EN-270/14MW深遠(yuǎn)海智能風(fēng)機(jī)、EN-252/14MW。

明陽(yáng)智能則推出戰(zhàn)略性產(chǎn)品——全球最大MySE22MW海上機(jī)組。據(jù)了解，該機(jī)組針對(duì)廣東、福建等超Ⅰ類風(fēng)速區(qū)域研發(fā)，可適用于固定式和漂浮式風(fēng)電應(yīng)用場(chǎng)景。

在大型化趨勢(shì)下，如何保證機(jī)組的高可靠性？遠(yuǎn)景能源風(fēng)機(jī)產(chǎn)品首席專家高猛表示，整機(jī)廠商若無(wú)法合理有效驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈，對(duì)于大部件的設(shè)計(jì)及質(zhì)量管控上缺乏經(jīng)驗(yàn)，將很難有效做質(zhì)量管控。他介紹，遠(yuǎn)景很早就開始投入大部件的自研自制，近兩年仍在加大力度。目前，遠(yuǎn)景已經(jīng)具備大部件的獨(dú)立設(shè)計(jì)及生產(chǎn)供應(yīng)能力，擁有葉片和齒輪箱的批量制造能力。

他強(qiáng)調(diào)，只有貫通穿透產(chǎn)業(yè)鏈的大部件技術(shù)，才算真正打通失效模式管控的最后一公里。風(fēng)電可靠性的追求沒有終點(diǎn)。

中船海裝研究院副院長(zhǎng)文茂詩(shī)表示，如何進(jìn)一步提升基礎(chǔ)能效，降低海上風(fēng)電的開發(fā)成本，仍是產(chǎn)業(yè)當(dāng)期面臨的受要技術(shù)問題。從中船海裝打造平臺(tái)機(jī)型的經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，我認(rèn)為通過整機(jī)核心參數(shù)匹配設(shè)計(jì)，全局最優(yōu)的載荷優(yōu)化迭代，成熟IPC技術(shù)及再創(chuàng)新三個(gè)方面有助于破局海上風(fēng)電的平價(jià)。

金風(fēng)科技還從系統(tǒng)性的角度規(guī)劃了降本增效方案。金風(fēng)海洋工程有限公司副經(jīng)理冒錦玉指出，未來的風(fēng)電開發(fā)不再是單一風(fēng)機(jī)制造，而是一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)，涉及到從風(fēng)場(chǎng)開發(fā)、設(shè)計(jì)制造以及建設(shè)運(yùn)維等一系列環(huán)節(jié)。

他介紹，金風(fēng)海洋打算以自身為平臺(tái)，打通整個(gè)建設(shè)環(huán)節(jié)，統(tǒng)籌考慮，避免僅從單一環(huán)節(jié)考慮導(dǎo)致整個(gè)風(fēng)場(chǎng)開發(fā)成本的提高。同時(shí)，金風(fēng)海洋將從機(jī)組交付到吊裝運(yùn)維，統(tǒng)籌規(guī)劃，從安全、成本、質(zhì)量、效率四個(gè)方面，為客戶提供一整套關(guān)于風(fēng)機(jī)建設(shè)，設(shè)計(jì)制造，基礎(chǔ)打樁，海纜鋪設(shè)以及吊裝運(yùn)營(yíng)維護(hù)等一系列高效并且低成本的運(yùn)輸方案以及吊裝方案。

迎接深遠(yuǎn)海開發(fā)挑戰(zhàn)

隨著近海風(fēng)資源開發(fā)趨近飽和及用海限制，深遠(yuǎn)海正成為海上風(fēng)電發(fā)展新方向。

數(shù)據(jù)顯示，目前，全國(guó)深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電規(guī)劃共布局41個(gè)海上風(fēng)電集群，預(yù)計(jì)總?cè)萘?90GW，是近海的三倍。深遠(yuǎn)海海洋環(huán)境復(fù)雜，氣象水文惡劣，遭遇臺(tái)風(fēng)、地震帶等幾率更大，建設(shè)成本、輸電成本、運(yùn)維成本更高。

當(dāng)下，深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電開發(fā)還面臨著一系列具體的挑戰(zhàn)。

上海電氣風(fēng)電集團(tuán)股份有限公司工程服務(wù)分公司服務(wù)產(chǎn)品開發(fā)部副部長(zhǎng)劉磊指出，海上的運(yùn)維窗口期時(shí)間短，船舶費(fèi)用比較高，是海上風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)遇到的普遍困擾。

他介紹，作為海上風(fēng)電的代表性企業(yè)，電氣風(fēng)電實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模的海上裝機(jī)，在大規(guī)模項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)積累中，創(chuàng)新性地應(yīng)用空中化工裝，特種化吊具和智能化運(yùn)維設(shè)備，不僅增加了窗口期，還縮短了吊裝時(shí)間，同時(shí)實(shí)現(xiàn)無(wú)人化、少人化運(yùn)維的創(chuàng)新性突破。

在運(yùn)維上，海上風(fēng)電也面臨著一系列難題。北京千堯新能源科技開發(fā)有限公司總經(jīng)理助理趙大軍指出，海上風(fēng)電在船舶登乘方面，船舶升沉的變化會(huì)帶來的安全性隱患，船舶到風(fēng)機(jī)登乘平臺(tái)的可達(dá)率低。

為應(yīng)對(duì)上述問題，千堯科技提供智慧登乘的解決方案，通過小型風(fēng)電運(yùn)維船加小型波浪補(bǔ)償棧橋相結(jié)合的策略，不僅有效解決安全性的問題，同時(shí)又節(jié)省了對(duì)于傳統(tǒng)大型廊橋的大規(guī)模支出。未來，千堯科技將進(jìn)一步開展關(guān)于大型的海上伸縮式波浪補(bǔ)償?shù)难芯浚瑪U(kuò)充智慧登乘的解決方案庫(kù)。

由于深遠(yuǎn)海風(fēng)高浪急特點(diǎn)，在這樣的環(huán)境中鋪設(shè)海纜存在安裝故障率高、海纜折斷頻發(fā)生等問題。豪氏威馬（中國(guó)）有限公司副總經(jīng)理唐述武提供一組參考數(shù)據(jù)，深遠(yuǎn)海因安裝導(dǎo)致的故障率大概在20%到70%之間。

他介紹，為減少著陸點(diǎn)變化、海纜張力變化以及懸垂海纜波動(dòng)，豪氏威馬通過應(yīng)用海浪補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備，提高工作性能，增加工作窗口期，最大化工作時(shí)間并提高整個(gè)海纜完整性，減少海纜故障導(dǎo)致的停機(jī)問題，助力海上風(fēng)電發(fā)展。

在專業(yè)的海上風(fēng)電工程裝備上，挪威烏斯坦中國(guó)區(qū)副總經(jīng)理杜可介紹，目前，歐洲的海洋風(fēng)電船舶已經(jīng)朝著專業(yè)化、細(xì)分化的方向發(fā)展。海上風(fēng)電項(xiàng)目從早期鋪纜，到塔筒、機(jī)艙及葉片的吊裝，包括后期的安裝調(diào)試和運(yùn)維以及生命周期結(jié)束之后的退役都有專業(yè)船舶來完成響應(yīng)的工作。

他表示，烏斯坦公司業(yè)務(wù)聚焦于海洋工程的船舶領(lǐng)域，積累了非常豐富的海洋工程經(jīng)驗(yàn)，希望能夠服務(wù)于中國(guó)的海上風(fēng)電建設(shè)。

多業(yè)態(tài)融合發(fā)展

對(duì)海上風(fēng)電發(fā)展形態(tài)，行業(yè)已經(jīng)形成共識(shí)：未來，海上風(fēng)電技術(shù)將隨市場(chǎng)而動(dòng)，向深遠(yuǎn)海、漂浮式、高可靠性、低成本、產(chǎn)業(yè)融合、大型化等多個(gè)方面演進(jìn)。

目前，丹麥、德國(guó)、比利時(shí)等國(guó)都提出了以海上風(fēng)電為核心的”能源島“建設(shè)規(guī)劃。在國(guó)內(nèi)，明陽(yáng)智能在遠(yuǎn)海綜合能源生態(tài)領(lǐng)域，也做出一定探索。

風(fēng)能大會(huì)上，明陽(yáng)智慧能源集團(tuán)股份公司風(fēng)能研究院軟件數(shù)字化室主任孫啟濤指出，目前走向深遠(yuǎn)海我們?nèi)悦媾R多重挑戰(zhàn)，包括數(shù)據(jù)積累和體系建設(shè)不足，缺乏對(duì)深遠(yuǎn)海廣域環(huán)境的感知；深遠(yuǎn)海網(wǎng)絡(luò)通信的安全性和穩(wěn)定性仍有待提高；對(duì)于感知體系的態(tài)勢(shì)預(yù)估模型有待完善；測(cè)試窗口期短，運(yùn)維難度大等方面的問題亟待解決。

他表示，未來，走向深遠(yuǎn)海是大勢(shì)所趨。深遠(yuǎn)海的未來場(chǎng)景是新型生態(tài)化，深遠(yuǎn)海綜合能源的生態(tài)不僅停留在海上風(fēng)電，海洋牧場(chǎng)，還包括海水制氫、波浪能、儲(chǔ)能的應(yīng)用。希望明陽(yáng)智能通過數(shù)字化、信息化技術(shù)的發(fā)展，推進(jìn)Deep Fusion X平臺(tái)的廣泛應(yīng)用，進(jìn)一步推動(dòng)海洋糧倉(cāng)，海上綜合能源示范應(yīng)用的創(chuàng)新發(fā)展。

產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)力

近期，全球風(fēng)能理事會(huì)發(fā)布的《2023年全球海上風(fēng)電報(bào)告》顯示，2022年，全球海上風(fēng)電新增裝機(jī)量達(dá)880萬(wàn)千瓦，是有史以來海上風(fēng)電裝機(jī)增量第二高的年份。其中，中國(guó)、英國(guó)、法國(guó)等海上風(fēng)電裝機(jī)量尤為顯著。

其中，中國(guó)更是連續(xù)數(shù)年穩(wěn)居全球最大海上風(fēng)電市場(chǎng)，去年海上風(fēng)電新增裝機(jī)量超過500萬(wàn)千瓦，成為推動(dòng)全球海上風(fēng)電裝機(jī)量增長(zhǎng)的絕對(duì)主力。

面對(duì)國(guó)內(nèi)蓬勃的海上風(fēng)電市場(chǎng)，產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)也圍繞行業(yè)痛點(diǎn)，推出自己的解決方案。

腐蝕問題是海上風(fēng)電面臨的主要困擾之一。海虹老人北亞投資有限公司業(yè)務(wù)拓展部經(jīng)理王璟表示，腐蝕的產(chǎn)生通常伴隨四個(gè)基本要素，金屬本身比較活躍的一些地方會(huì)產(chǎn)生陽(yáng)極，不活躍的地方產(chǎn)生陰極，通過電解質(zhì)，比如水和濕度比較高的液體，會(huì)形成一種導(dǎo)電體，然后在陽(yáng)極到陰極有一個(gè)電離子回路的回旋，回路的電路形成，這樣造成腐蝕，所以我們解決腐蝕的問題，就要盡量規(guī)避或者是延緩這個(gè)四個(gè)因素的發(fā)生，這個(gè)就是我們稱之為控制腐蝕。

針對(duì)腐蝕問題，佐敦涂料（張家港）有限公司電力行業(yè)經(jīng)理陳景鑫介紹，應(yīng)用佐敦免維護(hù)涂料方案，在浪濺區(qū)的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)，塔筒，高速運(yùn)轉(zhuǎn)的葉片以及海上的升壓站區(qū)域，可實(shí)現(xiàn)30年以上的免維護(hù)，從而在海上風(fēng)電整個(gè)生命周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)降本。新建階段的降本來自于腐蝕余量?jī)?yōu)化，防腐階段的降本在于直接減少了一個(gè)防腐維修的工程量以及人員長(zhǎng)期成本，兩環(huán)節(jié)綜合考量，整個(gè)生命周期內(nèi)單樁成本可以從62萬(wàn)降低15萬(wàn)。

Polytech A/S材料研發(fā)總監(jiān)拉斯姆斯·康·約翰森指出，葉片腐蝕的程度和時(shí)間與風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)及環(huán)境因素息息相關(guān)，通過設(shè)置下相關(guān)模型，葉片的腐蝕過程可以被預(yù)測(cè)，并且計(jì)算出前緣防護(hù)的長(zhǎng)度。

他介紹，為了減少葉片的腐蝕，Polytech A/S也可以進(jìn)行風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)和運(yùn)行環(huán)境的改變，并給出相關(guān)調(diào)整與腐蝕變化的量化分析。全球降雨圖和風(fēng)速圖的準(zhǔn)確的測(cè)繪使我們模型的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，Polytech A/S據(jù)此計(jì)算具體地點(diǎn)風(fēng)機(jī)葉片的受腐蝕情況。

會(huì)上，隔而固（青島）振動(dòng)控制有限公司總工程師高星亮分享了調(diào)諧質(zhì)量減振器在海上風(fēng)電安裝中的應(yīng)用。

他指出，通過研究調(diào)諧質(zhì)量減振器可以發(fā)現(xiàn)，TMD是解決風(fēng)電發(fā)電機(jī)問題的有效手段。在安裝階段，調(diào)諧質(zhì)量減振器的應(yīng)用，可有限抵減不規(guī)則的機(jī)艙擺動(dòng)，節(jié)省60%的安裝時(shí)間。同時(shí)，在風(fēng)機(jī)領(lǐng)域，調(diào)諧質(zhì)量減振器不僅可用于解決風(fēng)振問題，包括垂直運(yùn)輸，風(fēng)機(jī)運(yùn)輸，升壓站及噪聲控制等方面均可應(yīng)用。