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献礼二十大〡国内首台深远海浮式风电装备起航!

这一天

国人争深海的距离

再一次被拉进

 

初夏的茂名

凤凰花开

海风轻拂

投用两年多的广东茂名广港码头

迎来了一位重量级客人

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国内首台深远海浮式风电装备

——“扶摇号

在这里完成总装

并成功举行拖航仪式

这一里程碑节点

将对我国海上风电迈向深远海

助力“30·60”目标达成

产生深远意义



 

方兴未艾 浮式风电进展

 

突破碳达峰、碳中和“30·60”目标开启了低碳新时代,在全球碳中和远景之下,包括中国在内的各世界主要经济体无一例外将风电行业发展作为实现碳中和的重要路径之一。

 

作为海洋大国,我国海上风资源丰富,其中深远海风电资源开发利用潜力尤其巨大,据公开数据显示:我国深远海风能储量达1268GW,远海风资源占比超过60%(按照国际通用惯例以及实际工程经验,一般认为水深大于50米为深海风电,场区中心离岸距离大于70千米为远海风电)。同时,海上风电也因其清洁低碳、靠近东南沿海地区用电负荷侧、消纳方便,在双碳目标中的重要作用愈加凸显,发展海上风电被视为我国能源结构转型的重要战略支撑。

 



目前,我国海上风电已迈入全面平价、大规模开发阶段。作为国内海上风电先行者和风电装备技术国家队,中国海装依托国家海上风力发电工程技术研究中心深耕海上风电十余年,在海上风资源开发利用上具有丰富经验和硬核实力。随着全球能源转型进程不断加速,中国海装乘势而上、勇担重任,主动承担了《海上浮式风电装备研制》项目,并通过集智攻关,硬是将深远海浮式风电装备这块硬骨头啃了下来,全力以赴完成了国内首台深远海浮式风电装备——“扶摇号的设计制造等系列工作。

 



扶摇号浮式风电装备将应用于平均水深65m的深海海域,具备环境适应性强、浮式机组功率国内最大、浮体结构形式简单、系泊锚固系统可靠性高、一体化设计等诸多优势,它的诞生填补了我国深远海浮式风电装备空白,成为我国进军深远海能源开发领域的一大利器

逐梦深蓝 自主创新势头强劲

 

当前海上风电机组主要是通过单桩或者导管架式等结构固定在海床上,基础固定式机组的最大缺陷在于只能应用于水深不超过60m的近岸浅海海域,而当水深大于60m时,固定式支撑结构的成本急剧增加,而采用漂浮式基础的技术经济指标将大幅提升,浮式基础由于不受水深限制以及能够简化机组吊装,从而使深远海域的风能资源开发成为可能。因此,浮式风电机组已成为60m水深以上的海上风场建设必然选择。

 

关键核心技术买不来,更要不来,唯有依靠自主创新和自主研发。依托母公司中国船舶集团在海洋装备领域的深厚底蕴和全产业链优势,中国海装联合集团内多家优势企业及优质外协单位,紧密围绕海上浮式风电装备能力提升问题,从海上浮式风电装备的环境适应性出发,开展基础理论研究和实验技术研究,在基础理论与实验结果互相验证的基础上,综合运用各种工具和分析结果,开展海上浮式风电装备的工程设计,最终形成了风电机组-浮体-系泊系统的一体化设计方案。

 



扶摇号研制过程中,面临时间周期紧、环境条件流速大、海底地址条件复杂等诸多难题,中国海装项目团队通过自力更生、集智聚力,先后攻克突破了复杂海洋环境气动及水动载荷耦合动力学分析技术、海上浮式风电装备协同控制技术、浮式风电装备全耦合水池模型试验技术、基于系统性能匹配的海上浮式风电装备总体设计技术、以传动链优化为核心的海上浮式风电机组适应性设计技术等系列卡脖子难题,让研发工作与工程实施同步推进、互融互促,最终研制出了具有自主知识产权、具有独特战略优势的深远海浮式风电装备扶摇号

 

扶摇号的浮式平台总长72m、型深33m、型宽80m,搭载中国海装6.2MW抗台型I类风力发电机组,机组塔筒高度为78m,轮毂中心高度96m,风轮直径152米,叶片长度74m,浮体和机组总重量超过4000吨,为目前国内最大浮式风电机组。此外,扶摇号主要部件90%以上在国内完成配套,这将有效填补国内该领域空白,也将进一步提升我国在风电和海洋工程装备领域的国际竞争力。




未来可期 产业应用前景广阔

 

产业的成长和扩张是一个从专业化到系统化、从单一化到多元化的过程,同时每个产业的发展都有一定的阶段性。“海上风电商业化过程,基本符合产业发展的规律,浮动式风电的商业化路径,也可以朝着预计的发展,并且同样遵循从技术竞赛——降低成本——商业化应用的几个发展阶段。”中国可再生能源学会风能专委会秘书长秦海岩在“能明白@会客厅”谈及海上风电时表示。

 



据英国第三方咨询机构CarbonTrust20207月发布的预测数据,中国的漂浮式风电市场将在2025年达到20MW,2030年达到495MW,在2035年达到2500MW,在2040年达到7000MW,未来市场前景广阔。而按照目前国内漂浮式风电行业的快速发展态势,数据将远超以上预测值。

 

作为国内乃至国际上首个由风电整机厂商直接主导的浮式风电示范工程,中国海装在“扶摇号”研发过程中提出了面向工程应用的成套解决方案,掌握了浮式风电装备开发的全流程技术开发能力,打破了国外的技术垄断,达到了国内领先水平。同时,中国海装协同全产业链优势企业,大幅推动了我国在高端轴承、齿轮箱、大功率发电机以及高端系泊系统制造等前沿技术的进步,为未来浮式风电大量定制化设计场景提供了技术支撑,探索了浮式风电降低成本的路径,对我国浮式风电规模化发展提供了依据。

 

好风凭借力,扶摇上青云。待“扶摇号”投入应用后,中国海装将围绕浮式风电装备的成本经济性、发电性能、电能质量控制等方面开展进一步探索,并在此基础上,开发更大功率等级的浮式风电装备,矢志推动我国浮式风电产业化规模化发展。未来,中国海装还将积极探索与浮式风电相关的产业配套及产业组合,力争在海上风电与海洋氢能、深海养殖、海上旅游、海水淡化等能源和资源多场景应用及装备新发展上取得新突破,以进一步丰富产业集群,增强中国海装海上风电全寿命周期综合服务能力,助推我国海洋经济的高质量发展。

 



“十四五”时期是碳达峰的关键期、窗口期,中国海装将秉承“创新引领、海陆并举、向海图强”的发展思路,践行新发展理念,支撑新能源战略,以企业的高质量发展推动我国海上风电向深远海走深走实,助力构建清洁低碳安全高效的新型能源体系。