——“長星風(fēng)電”海上組合式漂浮風(fēng)力發(fā)電專用技術(shù)的研發(fā)及應(yīng)用
2011年3月日本福島核電站核泄漏所造成的輻射危機(jī)，極大地暴露了核電發(fā)展的弊端，使風(fēng)能、太陽能等綠色可再生能源呈現(xiàn)出越來越大的資源優(yōu)勢(shì)和發(fā)展?jié)摿ΑＴ诒姸嗫稍偕茉粗校L(fēng)能以其資源無盡，成本低廉，技術(shù)最成熟，最具規(guī)模開發(fā)條件和發(fā)展前景，成為當(dāng)前最具商業(yè)開發(fā)價(jià)值的能源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球風(fēng)能可利用資源量為72萬億千瓦。即使只成功利用了其中的20%，依然相當(dāng)于世界能源消費(fèi)量的總和或電力需求的7倍。
作為中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的領(lǐng)軍企業(yè)，山東長星風(fēng)電科技有限公司專業(yè)致力于風(fēng)能利用技術(shù)的自主創(chuàng)新和研發(fā)。2010年，長星風(fēng)電繼首創(chuàng)“高速同步無刷勵(lì)磁全功率變流風(fēng)力發(fā)電技術(shù)”之后，憑借自身領(lǐng)先世界的技術(shù)實(shí)力和國際化視野，又率先在世界上發(fā)明了“海上組合式漂浮風(fēng)力發(fā)電專用技術(shù)”，開啟了海上風(fēng)電向深海發(fā)展的新的時(shí)代，成為引領(lǐng)世界海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的先鋒力量。
1. 風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展看海上
近幾年來，隨著陸地風(fēng)能資源開發(fā)殆盡，土地資源日趨緊張，以及海上風(fēng)電技術(shù)的日益成熟，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)向海上發(fā)展已成為必然趨勢(shì)。可以預(yù)見，在未來幾年甚至更長時(shí)間內(nèi)，海上風(fēng)電將成為世界風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要方向和制高點(diǎn)。
1.1 海上風(fēng)能儲(chǔ)量豐富，但開發(fā)利用仍處于起步階段
在全球，海洋占了地球表面積的70％以上，在海上建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)不僅具有廣闊的空間，而且風(fēng)力和風(fēng)能密度大，有著巨大的發(fā)展?jié)摿Γ且恢币詠恚捎诤Ｉ巷L(fēng)電技術(shù)復(fù)雜，安裝、運(yùn)行、維護(hù)成本高，開發(fā)利用程度很低，仍處于起步階段。截至2010年底，世界海上風(fēng)電裝機(jī)容量累計(jì)實(shí)現(xiàn) 3117.6MW，僅占全球風(fēng)電裝機(jī)總量的1.6%。
在中國，據(jù)中國氣象科學(xué)研究院初步探明，可開發(fā)和利用的風(fēng)能總儲(chǔ)量約為10億千瓦，近海可開發(fā)和利用的風(fēng)能儲(chǔ)量有7.5億千瓦，是陸地風(fēng)能資源的三倍以上，水深30米以上風(fēng)能資源更為豐富，而2010年中國海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量僅為106MW，開發(fā)利用率不足1%。豐富的儲(chǔ)量和尚未開發(fā)的狀況無不預(yù)示著海上風(fēng)電巨大的發(fā)展?jié)摿Α?br />
1.2與陸上風(fēng)電相比，發(fā)展海上風(fēng)電具有顯著優(yōu)勢(shì)
風(fēng)能資源更為豐富。海上風(fēng)力資源豐富，比陸地風(fēng)力發(fā)電量大。通常，離岸10km的海上風(fēng)速要比沿岸陸上高出25%；
年利用小時(shí)長。陸上風(fēng)電機(jī)組年平均利用小時(shí)數(shù)一般在2000-2300小時(shí)之間。但根據(jù)國外經(jīng)驗(yàn)，海上風(fēng)電機(jī)組的年平均利用小時(shí)數(shù)一般在3000小時(shí)以上，有的高達(dá)4000小時(shí)左；
風(fēng)能質(zhì)量好，風(fēng)機(jī)壽命較長。由于海上風(fēng)力資源更為穩(wěn)定，風(fēng)速較陸上更高，風(fēng)切變更小，湍流強(qiáng)度小，有穩(wěn)定的主導(dǎo)方向，因此機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定、壽命長，不需要很高的塔架，單機(jī)能量產(chǎn)出較大；
易于大型化、規(guī)模化發(fā)展。由于海上風(fēng)電機(jī)組距離海岸較遠(yuǎn)，對(duì)噪音要求較低，同時(shí)受噪聲、景觀、鳥類、電磁干擾等問題限制較小，且運(yùn)輸便利，因此更易于向大型化、規(guī)模化發(fā)展，在一定程度上降低單位發(fā)電成本；
海上風(fēng)電不占用土地資源，不涉及土地征用等問題，且接近沿海用電負(fù)荷中心；
海上風(fēng)能的開發(fā)利用不會(huì)造成大氣污染和產(chǎn)生任何有害物質(zhì)，可減少溫室氣體排放，環(huán)保價(jià)值可觀。
1.3 各國政府的大力扶植
作為一個(gè)新興朝陽產(chǎn)業(yè)，海上風(fēng)電的發(fā)展離不開政府的大力扶持。自2005年以來，海上風(fēng)電發(fā)展提速，世界各國紛紛出臺(tái)風(fēng)電配額、補(bǔ)貼、規(guī)定上網(wǎng)電價(jià)等優(yōu)惠政策及發(fā)展規(guī)劃鼓勵(lì)海上風(fēng)電的發(fā)展。
根據(jù)歐盟提出的海上風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃，到2020年海上風(fēng)電裝機(jī)容量將達(dá)到4000萬千瓦、到2030年達(dá)到1.5億千瓦，2011年4月，美國提出，到2020年海上風(fēng)電裝機(jī)將達(dá)1000萬千瓦，到2030年實(shí)現(xiàn)5400萬千瓦。2010年，中國國家能源局出臺(tái)《海上風(fēng)電開發(fā)建設(shè)管理暫行辦法》并制定了海上風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃。國家計(jì)劃2020年前在江蘇南通、鹽城、上海、山東魯北等海域重點(diǎn)建設(shè)幾個(gè)百萬千瓦級(jí)大型風(fēng)電基地，并初步形成江蘇和山東沿海千萬千瓦級(jí)風(fēng)電基地。在其他海域，發(fā)揮經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，因海制宜，重點(diǎn)建設(shè)數(shù)十個(gè)10萬千瓦級(jí)的海上風(fēng)電場(chǎng)。到2015年，我國海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)有望達(dá)到500萬千瓦；到2020年，海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)有望達(dá)到3000萬千瓦。
2. 海上風(fēng)電的未來在深海
“風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展看海上，海上風(fēng)電的未來在深海”。目前，在風(fēng)電資源評(píng)估、裝備技術(shù)及勘探、施工綜合技術(shù)不斷進(jìn)步的支撐下，海上風(fēng)電正呈現(xiàn)出由近海向離岸幾十公里的深海方面發(fā)展的趨勢(shì)。
深海區(qū)域意味著更豐富的資源和更廣闊的發(fā)展空間。通常，深海區(qū)域的風(fēng)力資源比近海區(qū)域更為豐富，據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國海域在水深60~900m處的海上風(fēng)力資源達(dá)到1533 GW，30~60m處的海上風(fēng)力資源為541GW, 而近海0~30 m的水域只有430GW（見圖1）。根據(jù)中國國家發(fā)展和改革委員會(huì)能源研究所等機(jī)構(gòu)的研究，中國近海10m、20m、30m水深以內(nèi)的海域風(fēng)能資源分別約為1 ×108 k W、3 ×108 k W和4.9 ×108 k W，如果按照美國海域的數(shù)值比例計(jì)算，中國深海60~900m處的海上風(fēng)能資源將占約17.4 ×108 k W，這就意味著隨著水深和離岸距離的增加，風(fēng)能儲(chǔ)量將成比例增長。此外，深海風(fēng)電場(chǎng)不會(huì)對(duì)海岸景觀、航道和環(huán)境等造成不利影響，更有利于科學(xué)規(guī)劃。
2011年7月，中國國家能源局和國家海洋局聯(lián)合制定的《海上風(fēng)電開發(fā)建設(shè)管理暫行辦法實(shí)施細(xì)則》明確提出，海上風(fēng)電場(chǎng)原則上應(yīng)在離岸距離不少于10公里、灘涂寬度超過10公里時(shí)海域水深不得少于10米的海域布局。隨著淺海域風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)日漸難以滿足風(fēng)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的要求，海上風(fēng)電向深海發(fā)展已成必然。
3. 海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)
3.1 發(fā)展現(xiàn)狀
歐洲是世界上海上風(fēng)電技術(shù)發(fā)展最早的地區(qū)，也是風(fēng)電技術(shù)最成熟的地區(qū)。目前全球90%以上的海上風(fēng)電裝機(jī)容量都分布在歐洲。近年來，在歐洲海上風(fēng)電成功經(jīng)驗(yàn)的鼓勵(lì)下，近年來, 北美、 亞洲各國也加入到海上風(fēng)電的開發(fā)行列中。2010年中國實(shí)現(xiàn)零的突破，建成第一個(gè)海上風(fēng)電項(xiàng)目，同時(shí)美國也批準(zhǔn)投建100萬千瓦海上風(fēng)電項(xiàng)目。據(jù)全球風(fēng)能理事會(huì)（GWEC）統(tǒng)計(jì)，2010年全球風(fēng)電裝機(jī)容量累計(jì)達(dá)194.4吉瓦，占全球電力需求的2%，按照現(xiàn)在的發(fā)展速度，到2020年風(fēng)能將滿足全球12%的電力需求，到2030年更可達(dá)到22%，而在當(dāng)前陸上風(fēng)電發(fā)展已經(jīng)觸頂?shù)那闆r下，海上風(fēng)電將成為未來風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要增長點(diǎn)。
3.2 發(fā)展趨勢(shì)
