在深远海“等风来”
2021年12月25日，中国首个百万千瓦级海上风电场——三峡阳江沙扒海上风电项目实现全容量并网发电，每年可为粤港澳大湾区提供约47亿千瓦时的清洁电能，可满足约200万户家庭年用电量，每年可节约标准煤约150万吨，每年可减排二氧化碳约400万吨。 三峡阳江沙扒海上风电场项目位于广东省阳江市沙扒镇南面海域，总装机容量170万千瓦，共布置269台海上风电机组及3座海上升压站。
该项目不仅安装使用了全球首台抗台风型漂浮式海上风电机组，还创下国内单体容量最大的海上升压站、国内同等容量下重量最轻的海上升压站等多个“全国之最”。近年来，我国清洁低碳转型步伐加快。拿风电举例，据统计2019年我国风电新增装机容量为26785兆瓦，2020年我国风电新增装机容量增长至52000兆瓦，2020年底我国风电累计装机容量增长至288320兆瓦。国家能源局持续推动可再生能源消纳，印发《2021年可再生能源电力消纳责任权重及有关事项的通知》《清洁能源消纳情况综合监管工作方案》，上半年，水电、核电、风电、太阳能发电累计发电量同比增长10.2%，发电装机容量合计约9.9亿千瓦，占电力总装机容量的比重提高到43.9%，较去年同期提高了2.9个百分点。我国的海上风能资源极为丰富，在海上风电领域，中国已经连续三年拿下了新增装机容量第一的宝座。2021年7月28日，国家能源局召开新闻发布会，称2021年上半年我国海上风电新增装机214.6万千瓦。2021年12月16日，中国海装大连庄河海上风电项目完成吊装。至此中国海装东北地区的海上项目的吊装工作提前圆满收官，并创造下单月吊装11台、单台吊装18.5小时的海装新速度。项目位于辽东半岛东侧南部，最低气温低至-29.3℃，故采用了中国海装自主化设计的低温型海上风电机组，在极低气温下确保正常运行的同时，有效提升发电效益。12月21日，山东海上风电示范项目全容量并网投产仪式在海阳举行，至此，山东首批海上风电60万千瓦示范项目实现全容量并网。12月23日，宁波首个海上风电项目工程建成投产。项目总投资约44亿元，共安装41台6.2兆瓦风机，总装机容量25.42万千瓦，接入1座220千伏海上升压站，单独配置一条5公里长的送出线路，通过陆上集控中心关口并入电网。据悉，该项目投运后，每年可提供绿色电能约7亿千瓦时，相当于减少能源消费23.3万吨标准煤，减少碳排放47.7万吨。我国是全球能源消费量最高的国家，但由于煤炭储量丰富、油气资源匮乏，受煤炭资源禀赋的驱动，煤炭消费在我国能源消费结构中长期占据主导地位。 为保障碳达峰、碳中和目标的顺利实现，能源转型是首要任务，可再生能源迎来前所未有的发展机遇。风电如今是仅次于水电的新能源，未来风电仍将稳居前二，是我国可再生能源市场的重要组成部分。事实上，从全球来看，海上风电仍处于初级阶段，但能源革命并不以短期的成本因素为主要考虑。我国具备较好的风能资源，且海上风电自带运行效率高、输电距离短、不占用土地、适宜大规模开发等优点，因此，国家风电发展政策逐渐向海上发电倾斜，海上风电市场前景广阔。据《中国“十四五”电力发展规划研究》，我国将主要在广东、江苏、福建、浙江、山东、辽宁和广西沿海等地区开发海上风电，重点开发7个大型海上风电基地，大型基地2035年、2050年总装机规模分别达到7100万、1.32亿千瓦。《广东省海洋经济发展“十四五”规划》提出，“十四五”期间广东省将推动海上风电项目规模化开发，力争到2025年底全省风电装机容量达到1800万千瓦，推动海上风电产业集群发展，加快建设阳江、粤东海上风电产业基地。浙江提出重点推进海上风电发展，打造近海及深远海海上风电应用基地、海洋能、陆上产业基地发展新模式，到2025年，力争全省风电装机容量达到630万千瓦，其中海上风电500万千瓦。目前，我国海上风电装机主要位于近海区域，以水深低于60米的近海项目为主，但实际上近海空间资源有限，海上风电的发展将跟随油气工业的发展轨迹，从浅近海走向深远海。
我国海上风电由近海浅海向深海发展的趋势已经形成，漂浮式海上风电的发展为未来海上风电提供了更加广阔的发展空间。2021年12月25日，黄海南部海域，国内离岸最远海上风电项目，江苏大丰H8-2海上风电项目，实现全容量并网发电，标志着我国海上风电突破远距离交流输电距离瓶颈，向深远海再进一程。江苏大丰项目场址离岸最远距离超80公里，总装机容量300兆瓦，配套建设一座陆上集控中心、一座海上升压站和海上高抗站。同传统海上风电相比，深海的风力更为强劲，漂浮式海上风电的适用范围更广，可安装在风能更丰富的较深海域，不一定局限在面积有限的浅水大陆架，适用海域范围远大于近海地区。如何充分利用深海丰富的风能资源，大力开发海上风电漂浮式技术，尽快实现漂浮式风机商业化，已经成为中国海上风电发展的主要任务。根据《世界能源报告》，到2030年前，全球漂浮式风力装机容量将达到8-10吉瓦；2040年前预计将有超过60吉瓦的浮式风电场投入使用。近海的海上风电装机主要采用固定式基础，但由于深远海的水深增加，固定式的支撑结构难度更大，海上风机支撑结构形式需要从固定式支撑结构转变为漂浮式支撑结构。就当前的技术水平来看，我国漂浮式海上风电要想实现商业化，还需要解决一系列技术难题。如，由于浮式基础无时无刻不受到风和波浪载荷的作用，很多结构容易产生疲劳破坏，而疲劳破坏对结构危险性极大，需要着重考虑；大范围的连片发展及模块化、输电系统的软连接问题也有待解决；我国海况复杂，设计时也需要考虑台风等极端天气情况。但这些都不是障碍，不存在“卡脖子”的问题。未来，漂浮式海上风电只要加大安全设计、模拟仿真以及试验性拓展，就可以实现稳步推进，有望实现爆发式增长。（综合编辑）
来源：本刊原创文章
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