從淺藍到深藍+:電氣風電以技術爲舵駛向深遠海

【環球網財經記者 馬牧野】隨着我國“雙碳”目標的深入實施,深遠海風電這一綠電資源寶庫正逐步成爲海上能源規模化發展的重要佈局方向。在“單30”政策(離岸距離30公里以外或水深在30米以上)指引下,我國已在風速資源優越但建設難度加大的深遠海域取得顯著進展。

今年6月,全球首個漂浮式風漁融合項目“國能共享號”在福建莆田南日島國家級海洋牧場示範區順利併網發電,標誌着“水下養魚、水上發電”的海洋經濟創新模式正式進入實踐階段。該項目不僅探索了“綠色能源+藍色糧倉”的新發展模式,同時也爲深遠海綠色能源的立體化開發、海洋資源的集約高效利用提供了寶貴經驗。

作爲該項目的核心風力發電設備供應商,上海電氣風電集團股份有限公司(以下簡稱“電氣風電”)爲“國能共享號”貢獻了關鍵力量,提供了一臺4兆瓦海上風電機組。這是在取得“中國首個規模化深遠海海上風電項目”與“全球規模最大的商業化漂浮式海上風電項目”等亮眼成績後,電氣風電在漂浮式風電領域的又一重要突破。

能源稀缺“地產”,漂浮式海上風電前景廣闊

國際可再生能源署(IRENA)近日發佈的《漂浮式海上風電展望》報告指出,漂浮式海上風電因其獨特的發電潛力和較高的社會接受度,在海上風電領域引起了廣泛關注。大多數漂浮式海上風電機組遠離海岸,是能源行業中供不應求的“地產”。目前,全球漂浮風電行業仍處於起步階段,截至2023年,運營裝機容量約爲270兆瓦,但全球範圍內擬建漂浮風電項目的裝機容量已超過240吉瓦。

電氣風電海上產品專業總工程師連西崗在接受環球網採訪時介紹,漂浮式風機相對於固定式風機來說,機組的運動幅度會增加,對於風機運行的安全性提出了更高的要求。在本項目中,由於養殖網箱的加入,進一步增加了漂浮式基礎運動的不確定性,電氣風電在風機設計時,就考慮了有養殖網衣與沒有養殖網衣兩種情況下的影響,確保風機可以滿足任意工況的運行穩定性。

爲應對風漁融合項目的複雜性,電氣風電對於風機關鍵的運行部件進行了適應性的設計,如變槳系統進行了優化設計,可以滿足風機爲穩定整個系統需要頻繁、及時變槳的響應,保證機組運行的穩定性;同時,機組的電氣系統,發電機、變流器等也可抵抗由於特殊工況下引起的功率波動影響,保證併網的友好性。

“國能共享號”是電氣風電的首臺漂浮式風機的樣機工程。電氣風電自2016年起便投身於漂浮式風機的研究,不僅參與了上海市科委的相關課題研究,還主導了多項創新性技術研發,爲漂浮式風機的商業化應用奠定了堅實的技術基礎。“‘國能共享號’的成功併網,是電氣風電漂浮式領域的一個開端。我們一直在推進自身關鍵核心技術攻關,更大兆瓦的漂浮式風機、更新型的漂浮式基礎正在逐步研發驗證中。目前,電氣風電16兆瓦漂浮式風機已成功中標海南萬寧漂浮式項目,產品設計已完成,也順利通過了水池實驗測試,預計將於明年根據風場情況進行風場安裝運行測試。”連西崗說。

瞄準深遠海,電氣風電加速推進技術創新

關於深遠海,根據世界銀行的數據,全球可開發利用的海上風能資源總量超過驚人的710億千萬,其中深遠海區域佔比超過七成,然而,當前這些寶貴資源的開發利用率卻不足0.5%,顯示出深遠海風電開發領域的巨大潛力與待挖掘空間。

在我國,國家氣候中心的最新評估結果顯示,我國深遠海風能資源技術可開發量超過12億千瓦,爲風能產業發展提供了堅實的資源基礎。爲積極應對能源轉型需求,我國《“十四五”可再生能源發展規劃》明確提出,將深化深遠海風電規劃佈局,完善開發建設管理體系,推動技術創新與示範應用,探索集中送出和運維新模式,旨在通過降本增效措施,推動深遠海風電實現平價上網,爲我國深遠海風電的快速發展指明瞭清晰方向。

對於全國海上累計裝機容量第一,裝機海域從國內北邊海域一直到南邊海域,擁有最全的海上風電經驗庫的電氣風電,正積極應對深遠海風電開發面臨的複雜海域環境、施工難度大及遠海風電輸送距離遠等挑戰。公司圍繞機組設備大型化、柔性低頻交流輸電技術、基於運維母船的新運維模式以及數字化智慧風場解決方案等四大創新路徑,不斷探索和實踐,以技術創新引領深遠海風電的發展潮流。

連西崗表示,面對未來深遠海風電市場的廣闊前景,公司已做好充分準備。一方面,將持續推動機組容量大型化,以滿足市場日益增長的經濟性需求,目前18-20兆瓦機組已成功下線,而更大功率的20兆瓦以上機組也在緊鑼密鼓的研發中。另一方面,電氣風電正積極拓展海風機組的多元化應用,不僅限於發電併網,更致力於與海洋牧場、海上風電就地制氫等領域深度融合,爲深遠海風電提供多場景、多功能的綜合解決方案,推動風電產業與海洋經濟的協同發展。

從跟跑到領跑,全產業鏈優勢助力中國風電出海

隨着中國海上風電市場正式邁入全面的平價時代,如何在確保機組可靠性的同時有效控制成本,成爲了業內關注的焦點。電氣風電則早在2019年便前瞻性地佈局了緊湊型半直驅技術路線。連西崗表示,截至目前,電氣風電的海神平臺半直驅機組已經優化迭代到第三代產品,半直驅技術的可靠性也已得到了市場的充分認可。未來海上風電產品的競爭之路,必然是可靠性的比拼之路,電氣風電在此情況下已具備核心優勢。

中信證券研報顯示,海風板塊進一步提升主要看出口、深遠海政策。在深遠海方面,相關規劃將打開海風長期成長空間,預計“十五五”規劃開工體量在150吉瓦以上。此外,國管海域用管理辦法尚未出臺,當前海上風電用海管理辦法僅針對省管海域,預計國管海域用海管理辦法出臺後相關項目可大規模推動。在出口方面,根據海外裝機推算,2024年下半年-2025年,國內企業將進入海外訂單獲取高峯,板塊海外訂單落地和更多企業打開海外市場。

在連西崗看來,中國目前已經具備了海上風電的全產業鏈供應的能力。在以前,是國際的海上風電帶領國內的海上風電發展。近年來,隨着中國海上風電的發展,國內各大廠商的大兆瓦海上風機相繼下線併成功吊裝,經過樣機及批量驗證後,這些產品已具備走向國際市場的條件。同時,中國強大的施工裝備能力和豐富的風能資源,爲供應鏈的批量發展提供了有力支撐,形成了顯著的成本優勢。

然而,中國風機出海之路亦非坦途。“不同區域的特殊需求、電網頻率差異、海外運維團隊的培養以及備品備件供應鏈的本地化建設、海外市場可能出現的國際貿易壁壘等,都是亟待解決的挑戰。總之,風機出海還是一條漫長且充滿挑戰的道路,以電氣風電爲代表的中國風電整機制造商將不遺餘力地將中國風電機組推廣到全球。”連西崗說。



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