■文｜《海洋與漁業(yè)》實(shí)習(xí)記者 管麗娟

秦世耀

現(xiàn)任中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司新能源研究中心副主任，教授級(jí)高級(jí)工程師，長(zhǎng)期專(zhuān)注于風(fēng)電并網(wǎng)控制與試驗(yàn)檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究，在風(fēng)電并網(wǎng)、風(fēng)電試驗(yàn)檢測(cè)等方面取得了一系列創(chuàng)新性成果與應(yīng)用。

近年來(lái)，我國(guó)密集布局風(fēng)電產(chǎn)業(yè)，海上風(fēng)電更被列入發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)的重要海工行業(yè)之一。因此，我國(guó)海上風(fēng)電的技術(shù)前景和產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀也成為社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)。《海洋與漁業(yè)》雜志專(zhuān)訪中國(guó)電力科學(xué)研究院新能源研究中心副主任秦世耀，傾聽(tīng)他對(duì)這些問(wèn)題的看法。

雖無(wú)“卡脖子但核心原創(chuàng)技術(shù)少

《海洋與漁業(yè)》：作為風(fēng)電行業(yè)的專(zhuān)家，您覺(jué)得海上風(fēng)電技術(shù)的主要發(fā)展方向如何，主要應(yīng)用前景在哪幾個(gè)方面？

秦世耀：總體來(lái)說(shuō)，海上風(fēng)電發(fā)展前景可期，主要是資源優(yōu)勢(shì)，海洋面積占了地球的70%。歐洲風(fēng)能協(xié)會(huì)曾做過(guò)計(jì)算，如果在北海（大西洋東北部的邊緣海）建設(shè)十個(gè)100公里X100公里的風(fēng)電場(chǎng)，可以解決全歐洲的供電。放在陸地上這個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的面積很大，但只占北海很小的面積。所以，規(guī)劃和利用好海上風(fēng)電的話(huà)，前景非?？善凇＜夹g(shù)發(fā)展方向來(lái)看，我們可以從海上風(fēng)電機(jī)組、海上風(fēng)電施工技術(shù)、海上風(fēng)電安裝運(yùn)維技術(shù)、海上風(fēng)電輸電技術(shù)這幾個(gè)方面來(lái)談。

第一，海上風(fēng)電機(jī)組的單機(jī)容量會(huì)越來(lái)越大。目前，國(guó)際上已經(jīng)安裝投產(chǎn)的風(fēng)電機(jī)組容量是 9.5MW，10MW的風(fēng)電機(jī)組已下線，正在進(jìn)行試驗(yàn)，12MW到15MW的風(fēng)電機(jī)組已開(kāi)展前期設(shè)計(jì)。我們國(guó)家現(xiàn)在大概的情況是，海上批量安裝的風(fēng)機(jī)是 4MW左右，正在運(yùn)行的樣機(jī)是 6.5MW到 7MW。整體而言，與國(guó)外的風(fēng)電技術(shù)相比，要落后3到5年，有很大的提升空間。

第二，海上施工技術(shù)有很大的發(fā)展?jié)摿Α１热缭诤Ｑ罄镒龌A(chǔ)，現(xiàn)在有單樁導(dǎo)管架的、也有桁架式的，未來(lái)還有漂浮式技術(shù)。與陸上風(fēng)電相比，海上風(fēng)電施工在總造價(jià)中占比高，通過(guò)技術(shù)進(jìn)步具有較大的降價(jià)空間。

第三，海上風(fēng)電的安裝運(yùn)維設(shè)備有發(fā)展空間。安裝運(yùn)維也是制約海上風(fēng)電未來(lái)發(fā)展的主要瓶頸，但我國(guó)造船工業(yè)非常發(fā)達(dá)，所以海上風(fēng)電運(yùn)行維護(hù)的配套裝備也是未來(lái)可以發(fā)展的方向之一。

第四，海上輸電中多端直流輸電技術(shù)是方向。未來(lái)海上風(fēng)電場(chǎng)離岸距離一定會(huì)越來(lái)越遠(yuǎn)，這樣的話(huà)由于交流輸電損耗太大，需要采用直流輸電技術(shù)，尤其是多端直流輸電技術(shù)。目前我國(guó)這項(xiàng)技術(shù)在世界范圍內(nèi)也處于相對(duì)領(lǐng)先，世界上首個(gè)500kV多端直流輸電示范工程已在張家口可再生能源綜合示范區(qū)開(kāi)始建設(shè)。

《海洋與漁業(yè)》：近段時(shí)間，有關(guān)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的討論成為社會(huì)熱點(diǎn)。您能否舉例介紹一下目前我國(guó)海上風(fēng)電技術(shù)自主研發(fā)的程度如何？

秦世耀：整體來(lái)說(shuō)，我們國(guó)家在海上風(fēng)電技術(shù)領(lǐng)域沒(méi)有“卡脖子”的技術(shù)，但核心原創(chuàng)技術(shù)較少。

在風(fēng)電機(jī)組研發(fā)方面，關(guān)鍵部件基本都已國(guó)產(chǎn)化，但核心研發(fā)工具如載荷仿真設(shè)計(jì)軟件 Bladed是從國(guó)外引進(jìn)的。我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)比重已占到全世界三分之一以上的市場(chǎng)，但核心競(jìng)爭(zhēng)力并不強(qiáng)，需要加大基礎(chǔ)研究投入。

在施工機(jī)械方面，我們國(guó)家基礎(chǔ)很好，如振華重工自主研發(fā)了世界最大的施工平臺(tái) 2000噸級(jí)“龍?jiān)凑袢A三號(hào)”已投入使用，中交航局等海上施工企業(yè)也已掌握了先進(jìn)的海上風(fēng)電機(jī)組的施工及安裝技術(shù)。

近用電負(fù)荷中心“棄風(fēng)限電”可能性低

《海洋與漁業(yè)》：能否簡(jiǎn)單介紹一下海上風(fēng)電從風(fēng)能發(fā)電完成，再采集到電網(wǎng)系統(tǒng)中，通過(guò)電網(wǎng)調(diào)度送入千家萬(wàn)戶(hù)的過(guò)程？

秦世耀：風(fēng)力發(fā)電的原理和傳統(tǒng)的水力發(fā)電、火力發(fā)電基本類(lèi)似，只是能量的獲取方式不一樣。水電是通過(guò)水來(lái)推動(dòng)水輪機(jī)形成動(dòng)能；火電是通過(guò)燒煤在鍋爐里形成蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)形成動(dòng)能；風(fēng)能是風(fēng)來(lái)推動(dòng)葉輪形成動(dòng)能。動(dòng)能形成后，在后端變成電的過(guò)程是不一樣的。火電和水電推動(dòng)同步發(fā)電機(jī)，直接出來(lái) 50赫茲的電；受風(fēng)速變化影響，風(fēng)輪轉(zhuǎn)速在變，因此初始形成的電頻率也在變，需要通過(guò)電流頻率變化轉(zhuǎn)化成頻率穩(wěn)定的 50赫茲的電能。

電能采集方面，每臺(tái)海上風(fēng)機(jī)發(fā)出來(lái)的電會(huì)通過(guò)電纜匯集到海上變電站，海上變電站再通過(guò)電纜輸送到岸上，匯集進(jìn)入電網(wǎng)。需要說(shuō)明一點(diǎn)，海上風(fēng)電如果離岸距離較遠(yuǎn)，超過(guò)100公里，可能會(huì)需要前面提到的多端直流輸電技術(shù)。

《海洋與漁業(yè)》：海上風(fēng)電與陸上風(fēng)電、光伏發(fā)電等其他清潔能源發(fā)電模式相比，有什么不同?

秦世耀：海上風(fēng)電與陸上風(fēng)電不同，首先是資源不同，相同區(qū)域，海上的風(fēng)能資源，較陸上的風(fēng)能資源稍好。其次，海上風(fēng)電項(xiàng)目離負(fù)荷中心比較近，輸送和調(diào)度沒(méi)那么吃力。再次，在海洋上發(fā)展風(fēng)電，對(duì)人的影響會(huì)相對(duì)弱化。比如在廣東省自己建火電廠、核電廠，會(huì)遇到污染問(wèn)題、空氣排放問(wèn)題、耕地問(wèn)題，很難實(shí)現(xiàn)。但是把發(fā)電項(xiàng)目放到離岸較遠(yuǎn)的海里，這個(gè)問(wèn)題就能很好解決。最后一個(gè)不同是，海上風(fēng)電和陸上風(fēng)電相比，施工占的成本比例要高，施工難度也要更大一些。

光伏發(fā)電的發(fā)展速度近年來(lái)比風(fēng)電要快，因?yàn)榧夹g(shù)不斷提升，成本也在快速下降。

《海洋與漁業(yè)》：風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電具有隨機(jī)性和波動(dòng)性，不夠穩(wěn)定。由于在電網(wǎng)調(diào)度方面難度大，甚至有人說(shuō)海上風(fēng)電是垃圾電，您是怎么看待這種觀點(diǎn)的？海上風(fēng)電會(huì)不會(huì)遭遇到“棄風(fēng)限電”的情況？

秦世耀：風(fēng)電雖然具有隨機(jī)性和波動(dòng)性，但并不能認(rèn)為是“垃圾電”，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的電源和負(fù)荷也具有波動(dòng)性，只要能夠掌握好規(guī)律，就可以合理利用。海上風(fēng)電應(yīng)該不會(huì)遇到“棄風(fēng)限電”，因?yàn)檠睾５貐^(qū)都是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)，海上風(fēng)電項(xiàng)目靠近負(fù)荷中心，不會(huì)有電網(wǎng)調(diào)度上的限電問(wèn)題。

開(kāi)發(fā)節(jié)奏應(yīng)合理可借鑒國(guó)外模式

《海洋與漁業(yè)》：現(xiàn)在各沿海省市（自治區(qū)）都在大力發(fā)展海上風(fēng)電，是否會(huì)造成資源浪費(fèi)？對(duì)電網(wǎng)調(diào)度有何影響，電網(wǎng)需如何調(diào)整才能消納越來(lái)越多的風(fēng)電能源？

秦世耀：我覺(jué)得還是應(yīng)該保持一個(gè)合理的開(kāi)發(fā)節(jié)奏。海上風(fēng)電目前畢竟不是一個(gè)非常成熟的產(chǎn)業(yè)，很多技術(shù)還有提升空間，需要通過(guò)逐步開(kāi)發(fā)來(lái)積累經(jīng)驗(yàn)，使它的技術(shù)逐漸成熟。節(jié)奏合理一些，對(duì)產(chǎn)業(yè)、對(duì)整個(gè)行業(yè)都會(huì)好一些。

至于電網(wǎng)調(diào)度方面看，影響不會(huì)太大。目前海上風(fēng)電發(fā)展規(guī)模和陸上風(fēng)電相比還是非常小的，海上風(fēng)電的裝機(jī)約是 200多萬(wàn)千萬(wàn)，但是陸上風(fēng)電現(xiàn)在已經(jīng)裝了 1.6億千瓦。到“十三五”后期，海上風(fēng)電項(xiàng)目能實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)的裝機(jī)大概是 1000萬(wàn)千瓦，和陸上風(fēng)電相比還是很少。目前情況看，海上風(fēng)電沒(méi)有對(duì)電網(wǎng)造成任何影響，在可以預(yù)見(jiàn)的這幾年內(nèi)，也不會(huì)對(duì)電網(wǎng)有大的影響。

《海洋與漁業(yè)》：您對(duì)現(xiàn)在海上風(fēng)電項(xiàng)目的發(fā)展模式有何看法，國(guó)外的模式是否有值得借鑒的地方？我國(guó)發(fā)展海上風(fēng)電要重視哪些因素？

秦世耀：海上風(fēng)電項(xiàng)目的投資規(guī)模比較大、風(fēng)險(xiǎn)也比較高，我國(guó)現(xiàn)在風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的投資模式是以大集團(tuán)企業(yè)投資為主。國(guó)外的開(kāi)發(fā)形式比較多，比如說(shuō)丹麥，由丹麥能源署完成項(xiàng)目前期工作，包括資源情況、海洋情況、電網(wǎng)建設(shè)條件等；政府會(huì)將項(xiàng)目公開(kāi)掛網(wǎng)招標(biāo)。我覺(jué)得這種模式可以借鑒。

發(fā)展海上風(fēng)電的幾個(gè)要素按重要性來(lái)排隊(duì)的話(huà)，我覺(jué)得第一是運(yùn)行模式，第二是技術(shù)，第三是資金，三者合一，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。