海上風(fēng)電走向“新藍(lán)海”

隨著“雙碳”戰(zhàn)略持續(xù)推進(jìn)，我國海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步增長(zhǎng)。2024年前三季度，我國海上風(fēng)電新增并網(wǎng)容量247萬千瓦，累計(jì)并網(wǎng)容量達(dá)3910萬千瓦。目前，我國海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)已連續(xù)3年穩(wěn)居全球首位。

為適應(yīng)海上風(fēng)電發(fā)展新形勢(shì)，自然資源部近日印發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)海上風(fēng)電項(xiàng)目用海管理的通知》，從強(qiáng)化規(guī)劃管控、厲行節(jié)約集約、優(yōu)化用海審批、堅(jiān)持生態(tài)用海四方面提出12項(xiàng)措施，進(jìn)一步優(yōu)化海上風(fēng)電項(xiàng)目用海管理。新政有助于提高海域資源利用效率，加強(qiáng)海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)，促進(jìn)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)走向“新藍(lán)海”。

開發(fā)規(guī)模穩(wěn)步提升

△ 2023年6月28日，全球首臺(tái)16兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組在三峽集團(tuán)福建海上風(fēng)電場(chǎng)順利完成吊裝，并于7月19日成功并網(wǎng)發(fā)電。

海上風(fēng)電是風(fēng)電技術(shù)與海洋工程技術(shù)深度融合的戰(zhàn)略性新興技術(shù)，是我國構(gòu)建新型能源體系、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)、建設(shè)海洋強(qiáng)國的重要方向。據(jù)國家氣候中心最新評(píng)估結(jié)果，我國150米高度近海風(fēng)能資源技術(shù)可開發(fā)量超15億千瓦，深遠(yuǎn)海風(fēng)能資源技術(shù)可開發(fā)量超12億千瓦。

“海上風(fēng)電對(duì)沿海省份電力保障和綠色轉(zhuǎn)型意義重大。”水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院總經(jīng)理易躍春表示，我國海上風(fēng)電資源豐富、發(fā)電小時(shí)數(shù)高、距離電力負(fù)荷中心近、消納空間足，有望成為沿海省份新型能源體系建設(shè)的重要支撐。

近年來，我國海上風(fēng)電規(guī)模化發(fā)展加快，已形成能夠支撐每年新增千萬千瓦的海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈體系。

設(shè)計(jì)高度185米，相當(dāng)于63層居民樓，葉輪直徑超過310米，掃風(fēng)面積超過7.7萬平方米，相當(dāng)于10.5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)……東方電氣自主研制的26兆瓦級(jí)海上風(fēng)電機(jī)組，是目前全球單機(jī)容量最大、葉輪直徑最長(zhǎng)的海上全國產(chǎn)化風(fēng)電機(jī)組。其中，機(jī)組的發(fā)電機(jī)、葉片、軸承、電控系統(tǒng)等關(guān)鍵部套技術(shù)均達(dá)到世界領(lǐng)先水平，是中國風(fēng)電裝備全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)快速進(jìn)步的最新成果。

在這個(gè)第一背后，我國海上風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)制造體系基本完備，高壓交流輸電系統(tǒng)技術(shù)成熟，新型測(cè)風(fēng)設(shè)備及巖土工程勘測(cè)手段應(yīng)用取得突破進(jìn)展，自航式海上風(fēng)電安裝平臺(tái)迭代升級(jí)，運(yùn)維模式逐步完善，采集監(jiān)控、氣象預(yù)報(bào)、船舶運(yùn)維等智能化運(yùn)維技術(shù)初步應(yīng)用，海上風(fēng)電與海洋牧場(chǎng)、制氫、光伏等的融合發(fā)展推進(jìn)試點(diǎn)示范。

中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)秘書長(zhǎng)郝英杰介紹，近年來，我國海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)化發(fā)展迅速，目前海上風(fēng)電機(jī)組最大單機(jī)容量達(dá)20兆瓦級(jí)，累計(jì)裝機(jī)容量從2018年的不足500萬千瓦提升至2024年底有望突破4500萬千瓦。

據(jù)預(yù)測(cè)，到2030年，國內(nèi)海上風(fēng)電總裝機(jī)將達(dá)2億千瓦，涉及總投資約2.6萬億元，可帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈總產(chǎn)值超20萬億元。隨著我國海上風(fēng)電開發(fā)規(guī)模持續(xù)穩(wěn)步提升，深遠(yuǎn)海將成為未來海上風(fēng)電開發(fā)主戰(zhàn)場(chǎng)，集群化開發(fā)、大容量機(jī)組、漂浮式風(fēng)電、新型送出技術(shù)等將是未來重點(diǎn)發(fā)展方向。

風(fēng)電技術(shù)的進(jìn)步，正為海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展打開更廣闊的空間。金風(fēng)科技總裁曹志剛表示，隨著適應(yīng)性技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新，風(fēng)電機(jī)組已經(jīng)能夠突破常規(guī)應(yīng)用環(huán)境，包括超常規(guī)溫度、超高風(fēng)速環(huán)境等，在抗臺(tái)風(fēng)技術(shù)的支持下，風(fēng)電機(jī)組已經(jīng)可以“與臺(tái)風(fēng)共舞”，將風(fēng)資源的可利用范圍顯著擴(kuò)大，也為深遠(yuǎn)海風(fēng)電發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的經(jīng)驗(yàn)支撐。

協(xié)同效應(yīng)持續(xù)釋放

海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈具有鏈條長(zhǎng)、關(guān)聯(lián)度大、帶動(dòng)性強(qiáng)、輻射范圍廣等特點(diǎn)，建設(shè)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)菍?shí)現(xiàn)風(fēng)電全產(chǎn)業(yè)建鏈、海洋經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)強(qiáng)鏈補(bǔ)鏈延鏈的有效路徑。“要凝聚力量，以科技創(chuàng)新支撐共鏈協(xié)同，加強(qiáng)統(tǒng)籌規(guī)劃，發(fā)揮產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)勢(shì)，大力推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新，形成技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，實(shí)現(xiàn)我國海上風(fēng)電高質(zhì)量創(chuàng)新發(fā)展。”中國工程院院士舒印彪說。

近年來，我國出臺(tái)了一系列支持海上風(fēng)電發(fā)展的政策，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)合作，取得顯著成效。2016年10月，國內(nèi)首個(gè)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的海上風(fēng)電項(xiàng)目——三峽集團(tuán)江蘇響水近海風(fēng)電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)全容量并網(wǎng)發(fā)電，拉開了海上風(fēng)電發(fā)展大幕。如今，鹽城市匯聚了多家風(fēng)電整機(jī)和零部件頭部企業(yè)，95%的風(fēng)機(jī)零部件在江蘇省內(nèi)實(shí)現(xiàn)集成供應(yīng)，形成“3小時(shí)供應(yīng)鏈”。

類似的故事也在廣東陽江上演。2021年12月，我國首個(gè)百萬千瓦級(jí)海上風(fēng)電項(xiàng)目——三峽陽江沙扒海上風(fēng)電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)全容量并網(wǎng)發(fā)電。海上風(fēng)電開發(fā)助力廣東省陽江市打造全產(chǎn)業(yè)鏈一體化的廣東（陽江）國際風(fēng)電城，推動(dòng)金風(fēng)科技、明陽智能、東方風(fēng)電等22家風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)落戶陽江，帶動(dòng)總投資近200億元，基本涵蓋了風(fēng)電裝備制造全產(chǎn)業(yè)鏈。

當(dāng)前，我國已形成從開發(fā)建設(shè)到配套服務(wù)的海上風(fēng)電完整產(chǎn)業(yè)鏈。根據(jù)中國可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專業(yè)委員會(huì)統(tǒng)計(jì)，中國擁有全球最完善、成本最優(yōu)的全套產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈，全球風(fēng)電葉片、齒輪箱、發(fā)電機(jī)等零部件，有60%至70%在中國生產(chǎn)制造。

在2024海上風(fēng)電現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈共鏈行動(dòng)大會(huì)上，廣西北海與三峽能源簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，進(jìn)一步加強(qiáng)區(qū)域協(xié)同發(fā)展；三峽能源、金風(fēng)科技、寧波東方、北投能源等34家企業(yè)共同簽署海上風(fēng)電現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈共鏈行動(dòng)合約；三峽能源與上海拜安、兆方美迪等12家企業(yè)達(dá)成合作意向，為推動(dòng)中小企業(yè)融入產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)造機(jī)遇。

“海上風(fēng)電現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈共鏈行動(dòng)是行業(yè)發(fā)展的必然選擇。海上風(fēng)電機(jī)組包含數(shù)以千萬計(jì)的零部件，涉及眾多專業(yè)廠家，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈共鏈，可以大大降低成本，提高產(chǎn)業(yè)鏈資源利用率。” 中國可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專業(yè)委員會(huì)高級(jí)顧問杜廣平說。

合力提高創(chuàng)新能力

△ 位于山東省萊州市海域的海上風(fēng)電項(xiàng)目。

當(dāng)前，我國海上風(fēng)電在高端裝備制造能力、深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電施工能力上達(dá)到國際水平。在未來高質(zhì)量發(fā)展中，我國海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展與國外廠商面臨的問題和挑戰(zhàn)是一樣的，都要在技術(shù)“無人區(qū)”攀登新高峰。

記者了解到，目前海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)尚存一些短板。在風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)與研發(fā)環(huán)節(jié)，功率半導(dǎo)體、高穩(wěn)定性主控系統(tǒng)、機(jī)組設(shè)計(jì)軟件等設(shè)計(jì)制造能力有待提升；在海上并網(wǎng)與輸電環(huán)節(jié)，柔性直流送出關(guān)鍵部件亟需降本，高壓柔性直流海纜、動(dòng)態(tài)海纜技術(shù)水平仍需提升；在風(fēng)電場(chǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)與建安環(huán)節(jié)，深遠(yuǎn)海資源環(huán)境勘測(cè)評(píng)估技術(shù)規(guī)范仍待完善，深遠(yuǎn)海風(fēng)電施工技術(shù)裝備有待升級(jí)；在海上風(fēng)電運(yùn)維環(huán)節(jié)，智能化精準(zhǔn)功率預(yù)測(cè)、極端災(zāi)害應(yīng)急防護(hù)、遠(yuǎn)程故障診斷預(yù)警能力有待提升；在海上風(fēng)電融合發(fā)展環(huán)節(jié)，融合應(yīng)用裝備亟需技術(shù)降本，融合工程一體化設(shè)計(jì)施工技術(shù)有待深入研究。

“相較國際先進(jìn)水平，我國在大容量風(fēng)機(jī)、遠(yuǎn)距離輸電、深遠(yuǎn)海施工運(yùn)維等領(lǐng)域的核心部件、關(guān)鍵技術(shù)裝備研發(fā)和批量制造方面還有差距。”中國工業(yè)經(jīng)濟(jì)聯(lián)合會(huì)執(zhí)行副會(huì)長(zhǎng)兼秘書長(zhǎng)熊夢(mèng)說。

持續(xù)健全完善海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)谴龠M(jìn)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的有效路徑。業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，要通過發(fā)揮牽頭建設(shè)單位的主體支撐和融通帶動(dòng)作用，不斷推進(jìn)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)固鏈、技術(shù)補(bǔ)鏈、融合強(qiáng)鏈和優(yōu)化塑鏈。

“在高端材料方面，我們將與石化領(lǐng)域的上游企業(yè)共同研發(fā)；在深遠(yuǎn)海風(fēng)電高端附件方面，我們將與相關(guān)領(lǐng)域的高校加強(qiáng)合作，提供性能更好的交直流轉(zhuǎn)換產(chǎn)品。”寧波東方電纜總裁助理張治安說。

國務(wù)院國資委秘書長(zhǎng)莊樹新表示，應(yīng)鼓勵(lì)共鏈企業(yè)聚焦關(guān)鍵共性技術(shù)、前沿引領(lǐng)技術(shù)、顛覆性技術(shù)，圍繞風(fēng)電機(jī)組、海上輸電、海洋工程、運(yùn)維等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，聯(lián)合推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游補(bǔ)短板、鍛長(zhǎng)板，共同提高產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力、供應(yīng)鏈暢通能力。

“我們將會(huì)同產(chǎn)業(yè)鏈上下游單位，共建海上風(fēng)電創(chuàng)新平臺(tái)、創(chuàng)新聯(lián)合體、特色產(chǎn)業(yè)園區(qū)，健全供需對(duì)接機(jī)制、項(xiàng)目共建機(jī)制、成果共享機(jī)制和生態(tài)共建機(jī)制，推動(dòng)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈融合化、集群化、生態(tài)化、規(guī)模化發(fā)展。深化產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)圈戰(zhàn)略合作，加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)對(duì)接和產(chǎn)能合作，支持重點(diǎn)項(xiàng)目落地實(shí)施，構(gòu)建海上風(fēng)電開發(fā)利用合作共贏新生態(tài)。”三峽集團(tuán)董事長(zhǎng)劉偉平表示。

全力筑牢質(zhì)量根基

△ 位于山東東營(yíng)北部海域的海上風(fēng)電項(xiàng)目。

風(fēng)電設(shè)備造價(jià)昂貴，一次事故帶來的不僅是直接財(cái)產(chǎn)損失，還會(huì)對(duì)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的聲譽(yù)造成難以挽回的影響。近年來，海上風(fēng)電不斷向深遠(yuǎn)海推進(jìn)，風(fēng)機(jī)大型化快速提升，一些機(jī)型來不及進(jìn)行長(zhǎng)周期實(shí)地驗(yàn)證就要推向市場(chǎng)，如何保障風(fēng)機(jī)質(zhì)量是一道必答題。

在遠(yuǎn)景能源高級(jí)副總裁、風(fēng)機(jī)產(chǎn)品線總裁婁益民看來，風(fēng)電是新質(zhì)生產(chǎn)力、先進(jìn)生產(chǎn)力，風(fēng)機(jī)是長(zhǎng)壽命需求、高價(jià)值投資的設(shè)備，必須要堅(jiān)持長(zhǎng)期主義，關(guān)注25年、30年全生命周期的收益狀況。

“曾經(jīng)站在巨人肩膀上快速成長(zhǎng)的中國風(fēng)電現(xiàn)已蹚入‘無人區(qū)’，接下來向前的每一步都是全新的探索，這意味著風(fēng)機(jī)將從‘制造’進(jìn)入‘創(chuàng)造’階段。越來越大的新機(jī)組開發(fā)需要海量成本投入，包括全工況、多層級(jí)測(cè)試驗(yàn)證在內(nèi)的大量投入，都應(yīng)在終端產(chǎn)品價(jià)格中有所體現(xiàn)，讓創(chuàng)造、創(chuàng)新的價(jià)值得到市場(chǎng)認(rèn)可。”婁益民說。

制造端精益生產(chǎn)是保障風(fēng)電設(shè)備質(zhì)量的重要一環(huán)。近日，全球首座風(fēng)電行業(yè)“燈塔工廠”認(rèn)證落戶中國韶山·三一重能葉片工廠，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電行業(yè)“燈塔工廠”從0到1的突破。三一重能副總經(jīng)理廖旭東介紹，在韶山工廠，一臺(tái)ipad即可實(shí)時(shí)監(jiān)控工廠所有運(yùn)行情況和生產(chǎn)數(shù)據(jù)，從生產(chǎn)單元的溫度濕度，到螺栓力矩控制、葉片打磨平整系數(shù)等工藝參數(shù)與技術(shù)指標(biāo)，每一項(xiàng)影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)都將呈現(xiàn)在平臺(tái)上，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)全流程360度無死角在線監(jiān)控、精益化管理。

風(fēng)電行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，還要解決電能可靠性問題。國家能源局新能源和可再生能源司原副司長(zhǎng)史立山說，今后要解決風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電存在的波動(dòng)性問題，形成獨(dú)立提供新能源電力的能力，這需要進(jìn)一步加強(qiáng)風(fēng)電和儲(chǔ)能的配合、風(fēng)電與微電網(wǎng)的配合。

婁益民同樣表示，以風(fēng)光為代表的新能源將成為未來能源系統(tǒng)的主力電源，要真正將電網(wǎng)中的綠電占比提升至80%甚至更高，就需要克服風(fēng)光的強(qiáng)波動(dòng)性，基于構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)、構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能建立“源隨荷動(dòng)、荷隨源動(dòng)、源荷互動(dòng)”的新型電力系統(tǒng)是一條可行之路。只要突破構(gòu)網(wǎng)乃至離網(wǎng)設(shè)備的技術(shù)瓶頸，棄風(fēng)棄光問題將迎刃而解，新能源將開啟繁花似錦的未來。