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        海上風(fēng)電技術(shù)論壇:突破技術(shù)瓶頸 譜寫新篇章

        2017-02-05 02:32:31本刊王菲
        風(fēng)能 2017年11期

        本刊 | 王菲

        未來幾年,在世界范圍內(nèi),海上風(fēng)電將迎來快速發(fā)展。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,到2020年,全球海上風(fēng)電市場每年將以30%的速度增長。同樣,隨著我國風(fēng)電開發(fā)的重心從棄風(fēng)限電嚴(yán)重的“三北”地區(qū)向中東部和南方地區(qū)轉(zhuǎn)移,海上風(fēng)電也成為我國風(fēng)電發(fā)展的重要領(lǐng)域。但是海上風(fēng)電開發(fā)與陸上風(fēng)電相比,難度更大,需要在技術(shù)和管理等方面進(jìn)行更多創(chuàng)新。在10月17日下午舉行的海上風(fēng)電技術(shù)論壇上,來自國內(nèi)外風(fēng)電領(lǐng)域的專家,圍繞海上風(fēng)電政策、降低成本、海上風(fēng)電整體技術(shù)解決方案、歐洲海上風(fēng)電技術(shù)風(fēng)險評估及測試、海上臺風(fēng)特性及發(fā)電量情況評估等議題發(fā)表精彩演講。

        荷蘭雖為歐洲的小國,但在海上風(fēng)電領(lǐng)域有很多成功的經(jīng)驗值得借鑒學(xué)習(xí)。來自荷蘭經(jīng)濟(jì)部的海上風(fēng)電項目主管Rene Moor向與會者介紹了荷蘭海上風(fēng)電政策和降低成本的經(jīng)驗。他表示,2013年,荷蘭制定了海上風(fēng)電的路線圖,目標(biāo)是到2030年實現(xiàn)450萬千瓦的海上風(fēng)電裝機(jī)目標(biāo),同時降低40%的開發(fā)成本。在Rene Moor 看來,成本降低背后的驅(qū)動力不僅僅是因為荷蘭有非常好的體制,還包括單機(jī)容量更大的風(fēng)電機(jī)組、專用的安裝船舶和設(shè)備等技術(shù)因素,利率和資本成本、船舶以及設(shè)備價格低等市場因素,以及由政府承擔(dān)風(fēng)險的政策因素,所有的因素加速了當(dāng)?shù)睾I巷L(fēng)電行業(yè)發(fā)展成熟。同時,荷蘭海上風(fēng)電的獨特之處還體現(xiàn)在,國外企業(yè)并不需要在當(dāng)?shù)刈曰蛘弑仨毰c該國的企業(yè)合資才能參加競標(biāo)。“目前,荷蘭的海上風(fēng)電開發(fā)政策是完全放開的,世界各國的企業(yè)都能參與?!闭沁@種市場機(jī)制,對荷蘭海上風(fēng)電的發(fā)展起到了積極作用。

        回溯到15年前,海上風(fēng)電雖然從油氣行業(yè)借鑒了經(jīng)驗,但不同于油氣行業(yè)的一次性設(shè)計,海上風(fēng)電要發(fā)展出多個不同的方案,因地制宜做出最優(yōu)設(shè)計。這就要求設(shè)計師對相關(guān)因素進(jìn)行精密的計算,包括水、動力、壓力集中因素以及地質(zhì)情況等。如今,海上氣象的報告已經(jīng)非常詳細(xì),包含的因素也不斷增多。來自Ramboll公司的海上風(fēng)電部主任Santiago Paredes-Pinzón 介紹了地震分析和冰載對海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)設(shè)計的影響。地震的載荷和冰載已成為全球海上風(fēng)電行業(yè)面臨的共同挑戰(zhàn),對于中國來說尤其如此。在Santiago Paredes-Pinzón看來,中國的很多風(fēng)電項目都需要進(jìn)行最優(yōu)設(shè)計?!翱梢园阉胁煌妮d荷,折算成一個標(biāo)準(zhǔn)的載荷,通過改變不同場景下的數(shù)值,得出底部的加速,同時還可以算出風(fēng)電機(jī)組的應(yīng)力,得出在地震活動的情況下出現(xiàn)的底部加速數(shù)據(jù),通過計算地震器之間的載荷,在風(fēng)電機(jī)組之間進(jìn)行不同的應(yīng)用。”

        Santiago Paredes-Pinzón還在演講中談到,“如果決定用最安全的方案,那么多數(shù)設(shè)計師都會保持較保守的心態(tài)。其實,還是希望他們能夠做一些大膽的設(shè)計,使機(jī)組達(dá)到更高的性能?!彼诖袊軌蜥槍Φ卣鸹顒雍蛷?qiáng)冰載設(shè)計出不同于歐洲的風(fēng)電機(jī)組。這需要設(shè)計師和生產(chǎn)商的共同協(xié)作,開發(fā)商給設(shè)計者提供數(shù)據(jù),設(shè)計者幫助開發(fā)商解決更多問題,從而達(dá)到最優(yōu)設(shè)計的目的。

        漂浮式海上風(fēng)電在未來具有很大的發(fā)展?jié)摿Γ梢岳酶玫娘L(fēng)能資源,同時它又有很好的底座作為支撐,并且十分環(huán)保,安裝的優(yōu)勢顯而易見。挪威國家石油公司(Statoil)技術(shù)部主任Rajnish Sharma基于Hywind項目分享了漂浮式風(fēng)電機(jī)組的安裝經(jīng)驗,介紹了世界上最大的漂浮式風(fēng)電機(jī)組,每個葉片長達(dá)75米,全世界的任何海域都具備安裝這款機(jī)組的條件。

        據(jù)他介紹,為了從油氣公司轉(zhuǎn)型為新能源公司,這個公司決定在2030年之前,將15%—20%的投資用于新能源的解決方案中:Statoil 作為全球最大的能源生產(chǎn)商之一,主要關(guān)注對有價值資源的利用,同時盡量留下更少的碳足跡。隨著人們對綠色能源的需求越來越大,此類市場在不斷擴(kuò)張,Statoil也從油氣生產(chǎn)轉(zhuǎn)入到海上風(fēng)電、碳捕獲和碳封存領(lǐng)域。Rajnish Sharma談到,“在交通運輸方面,我們大概有90個船只,用來運輸這些產(chǎn)品;另外還有用于煉油、煉氣等的廠房;如今,我們已在全球三十個國家設(shè)有辦事處?!睙o論是油氣領(lǐng)域,還是海上風(fēng)電領(lǐng)域,挪威國家石油公司都有幾十年的經(jīng)驗,具備專業(yè)的技術(shù)和知識,尤其在海上風(fēng)電的復(fù)雜技術(shù)方面擁有豐富的經(jīng)驗。預(yù)計到2030年,他們會將成本進(jìn)一步降低至現(xiàn)有的一半。

        國內(nèi)風(fēng)電領(lǐng)域的專家針對我國海上風(fēng)電的情況也介紹了各自的經(jīng)驗。由于我國的海岸線長達(dá)1.8萬公里,風(fēng)能資源分布很不均勻,如何針對不同的風(fēng)能資源狀況和海床海況來確定適合的機(jī)型,是開發(fā)商需要面對的問題。同時,海況復(fù)雜、運維成本難控制,用海面積受限導(dǎo)致小容量機(jī)組排布間距小、尾流大,海上風(fēng)電支撐結(jié)構(gòu)成本占比高、巖土勘探水平低,施工安裝窗口期短、施工成本難控制等一系列不同于陸上風(fēng)電的痛點問題影響著我國海上風(fēng)電的發(fā)展,需要產(chǎn)業(yè)鏈上的企業(yè)共同協(xié)作完成。

        國內(nèi)龍頭整機(jī)企業(yè)——新疆金風(fēng)科技股份有限公司的總工程師翟恩地針對影響我國海上風(fēng)電建設(shè)的痛點問題進(jìn)行深入分析研究,提出了整體合一的解決方案。例如對于尾流的影響,一方面可以增加風(fēng)電機(jī)組的間距,同時還應(yīng)該安裝一些數(shù)字化設(shè)備;針對支撐機(jī)構(gòu)方面的問題,該公司也提出了一體化設(shè)計解決方案;針對窗口期短的問題,他認(rèn)為,除了可以應(yīng)用大容量機(jī)組以減少吊裝次數(shù)之外,還要有比較準(zhǔn)確的海洋氣候預(yù)報系統(tǒng)等。“在海上,我們不只考慮質(zhì)量、進(jìn)度、發(fā)電量,安全同樣非常重要,金風(fēng)科技會給自己的員工提供安全培訓(xùn),我們也為政府、開發(fā)商以及合作團(tuán)隊提供服務(wù)?!?/p>

        翟恩地強(qiáng)調(diào),各方必須形成利益共同體、責(zé)任共同體、命運共同體,以至達(dá)到發(fā)展共同體,像狼群一樣結(jié)成隊伍,真正把我國的海上風(fēng)電往前推進(jìn),攜起手來共同打造中國企業(yè)的知名品牌。

        在多數(shù)嘉賓看來,目前,風(fēng)電發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入加速期,正在世界范圍內(nèi)譜寫風(fēng)電發(fā)展的新篇章。而在我國,可以預(yù)見的是,未來幾年海上風(fēng)電將會經(jīng)歷一場跨越式的大發(fā)展。

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