游先輝 王強(qiáng) 賴福梁

（1 福建永福電力設(shè)計(jì)股份有限公司 福建福州 350108 2 三峽新能源江西分公司 江西南昌 330000）

0 引言

2019 年1 月2 日，《告臺(tái)灣同胞書》發(fā)表40 周年紀(jì)念會(huì)在人民大會(huì)堂隆重舉行。報(bào)告中指出，積極推進(jìn)兩岸經(jīng)濟(jì)合作制度化，打造兩岸共同市場(chǎng)，兩岸應(yīng)加強(qiáng)關(guān)于能源資源的互通、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)共通，可考慮率先實(shí)現(xiàn)金門、馬祖同福建沿海地區(qū)通水、通電、通氣、通橋。

2018 年，福建晉江向金門供水工程正式通水，閩水源源不斷地穿越海底管道流向金門，經(jīng)過27.935 km 陸海管道，在金門田埔水庫(kù)流出，正式宣告兩岸通水成功。金門供水歷經(jīng)20年規(guī)劃論證，3 年建設(shè)周期，合計(jì)23 年努力，最終實(shí)現(xiàn)了福建向金門直接供水。隨著金門通水目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，“率先實(shí)現(xiàn)金門、馬祖同福建沿海地區(qū)通電”的目標(biāo)也應(yīng)逐步提至議事日程，為兩岸通電做好基礎(chǔ)準(zhǔn)備工作。本文旨在構(gòu)思臺(tái)灣海峽海上風(fēng)電項(xiàng)目規(guī)劃，為兩岸電力互通提供思路。

1 金馬彭臺(tái)地區(qū)電力現(xiàn)狀［1-2］

金門地區(qū)：包括大金門及小金門2 個(gè)主島區(qū)。大金門供電范圍是金城、金湖、金沙、金寧等4 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)；小金門則有一個(gè)烈?guī)Z鄉(xiāng)鎮(zhèn)。金門縣2013 年全縣人口11.6 萬人。金門地區(qū)總裝機(jī)容量為95 MW。

馬祖地區(qū)：由馬祖島（又稱南竿島）、北竿島、東莒島（東犬島）、西莒島（西犬島）、東引島、西引島及其附屬島嶼共36 個(gè)島礁組成，合稱為馬祖列島，面臨閩江口、連江口及羅源灣，與大陸只有一水之隔。馬祖距臺(tái)灣島基隆114 海里，距福州的馬尾港僅35 海里。馬祖總面積28 km2左右，居民約1 萬人，下轄南竿、北竿、莒光、東引等4 個(gè)鄉(xiāng)。馬祖列島地形崎嶇，多100 m～200 m 高的丘陵，由火成巖、花崗巖構(gòu)成。島岸彎曲，陡直峻峭。馬祖電力公司在南竿建設(shè)珠山電廠，已完成南竿、北竿、東引及西莒機(jī)組擴(kuò)建工程，可提供3 MW～5 MW 的機(jī)組5 部。馬祖火力發(fā)電成本高昂，約為人民幣1.56 元/kWh。

澎湖地區(qū)：澎湖縣隸屬臺(tái)灣省管轄，位于臺(tái)灣西南部海域。由查母嶼、花嶼、七美嶼、目斗嶼四周圍成；與白沙島、西嶼島呈環(huán)狀連接，三島中間就是澎湖灣。面積126.8641 km2?？?cè)丝跒?1 萬人（2013 年），轄1 市5 鄉(xiāng)（馬公市、西嶼鄉(xiāng)、望安鄉(xiāng)、七美鄉(xiāng)、白沙鄉(xiāng)、湖西鄉(xiāng)）。澎湖地區(qū)裝機(jī)規(guī)模約173 MW，燃油發(fā)電占75%，風(fēng)電及光伏占25%。正大力推動(dòng)低碳示范島和智能電網(wǎng)建設(shè)。澎湖至云林的海底電纜，全長(zhǎng)58 km，共設(shè)有2 回線161 kV 各200 MW，形成區(qū)域供電聯(lián)網(wǎng)，讓澎湖系統(tǒng)并入臺(tái)灣本島互聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)。若發(fā)生缺電，亦可由臺(tái)灣本島直接供電。澎湖多余的電，也可利用海底電纜回輸臺(tái)灣本島。

臺(tái)灣本島：臺(tái)灣本島能源資源匱乏，對(duì)外依賴性大。2012年本島總裝機(jī)規(guī)模47 880 MW，能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)中新能源電力占比極小，其中煤炭占29%，石油占49%，天然氣占14%，生物能占1.1%，核能占6.25%，其他再生能源占比不到1%。

臺(tái)灣島的輸電網(wǎng)組成與內(nèi)地的常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)有一定的差異，高壓配電線路電壓主要有69 kV 和34.5 kV 兩種，而主網(wǎng)輸電線路電壓主要有345 kV 和161 kV 兩種規(guī)格；系統(tǒng)頻率則為60 Hz。臺(tái)灣島有兩回345 kV 輸電線路貫穿南北，每路全長(zhǎng)約260 km。345 kV 輸電網(wǎng)聯(lián)接總共12 座的345 kV 或161 kV 樞紐變電所。島上電網(wǎng)缺乏外界其他供給的支持，以致解決備用容量問題的辦法只有建電廠這個(gè)方式，完全是一個(gè)典型的孤島電網(wǎng)。能源匱乏是島上發(fā)電系統(tǒng)面臨的最大問題，現(xiàn)有發(fā)電的主要資源，如煤、石油、天然氣都依賴進(jìn)口，發(fā)電成本極高。最典型的事件是，2017 年8 月15 日，臺(tái)灣大面積無預(yù)警停電［3］，覆蓋面涉及17 個(gè)縣市，668 萬戶。直到當(dāng)晚9∶40，臺(tái)灣受影響用戶才陸續(xù)恢復(fù)供電。事故起因是一基塔的倒塌，導(dǎo)致潮流劇烈變化，暫態(tài)失穩(wěn)，形成多米諾骨牌現(xiàn)象，進(jìn)而形成全臺(tái)灣大規(guī)模停電事故。臺(tái)灣電網(wǎng)需要和大陸聯(lián)網(wǎng)，提高穩(wěn)定性及應(yīng)對(duì)事故的能力。

2 臺(tái)灣海峽海上風(fēng)電開發(fā)優(yōu)勢(shì)

臺(tái)灣海峽長(zhǎng)約370 km，北窄南寬，北邊入口約200 km，南邊入口約410 km，中部的白沙岬與平潭島最窄約130 km，呈北東—南西走向。海峽面積總計(jì)約8 萬km2。臺(tái)灣海峽受季風(fēng)氣候影響，風(fēng)資源極其豐富，平均風(fēng)速超過9.0 m/s，是全世界風(fēng)資源最豐富的地區(qū)之一。海域受臺(tái)灣海峽“狹管效應(yīng)”的影響，越靠近海峽中部，風(fēng)資源越好，最突出的是閩江口至廈門的福建中部和新竹至云林的臺(tái)灣中部之間，南北兩側(cè)雖相對(duì)較小，但也可列入風(fēng)資源豐富的區(qū)域，臺(tái)灣海峽風(fēng)能資源示意見圖1，因此臺(tái)灣海峽成為發(fā)展海上風(fēng)力發(fā)電的最佳地點(diǎn)。

圖1 臺(tái)灣海峽風(fēng)能資源示意圖

目前福建省火電裝機(jī)容量為3 478 萬kW，大部分分布在福建的沿海地區(qū)，每年的碳排放約占全省碳排放總量的70%。發(fā)展海上風(fēng)電能夠發(fā)揮可再生能源的優(yōu)勢(shì)，充分利用海峽西部海域豐富的風(fēng)能資源，降低火電用量，減少污染排放，保證能源領(lǐng)域“碳達(dá)峰、碳中和”的實(shí)現(xiàn)，保護(hù)兩岸自然岸線和典型海洋生態(tài)系統(tǒng)，提高海洋生態(tài)服務(wù)功能。

福建省目前規(guī)劃海上風(fēng)電場(chǎng)17 個(gè)場(chǎng)址，總裝機(jī)規(guī)模13 300 MW。臺(tái)灣地區(qū)規(guī)劃海上風(fēng)電場(chǎng)36 個(gè)區(qū)域，2014 年發(fā)布的《風(fēng)力發(fā)電4 年推動(dòng)計(jì)劃》風(fēng)電政策目標(biāo)為2025 年前達(dá)成5 500 MW 海上風(fēng)電裝機(jī)容量，臺(tái)灣地區(qū)海上風(fēng)電規(guī)劃場(chǎng)址見圖2。

圖2 臺(tái)灣地區(qū)海上風(fēng)電規(guī)劃場(chǎng)址示意圖

3 規(guī)劃構(gòu)想方案

3.1 方案一

建設(shè)連江外海海上風(fēng)電場(chǎng)A 區(qū)（500 MW），利用161 kV/220 kV 海上升壓站往馬祖、西引、東引等3 個(gè)島供電并在福州連江和福建電網(wǎng)相聯(lián)，遠(yuǎn)期跨越臺(tái)灣海峽北段和桃園或新竹與臺(tái)灣本島聯(lián)網(wǎng)。

3.2 方案二

建設(shè)金門北碇海上風(fēng)電場(chǎng)（256 MW），利用161 kV/220 kV海上升壓站往金門島供電并在廈門同安或泉州晉江和福建電網(wǎng)相聯(lián)。

3.3 方案三

建設(shè)福建南部淺灘海上風(fēng)電場(chǎng)示范項(xiàng)目（400 MW），利用161 kV/220 kV 海上升壓站在漳州東山和福建電網(wǎng)相聯(lián)，并和臺(tái)灣澎湖聯(lián)網(wǎng)，最終通過已建澎湖—云林海纜與臺(tái)灣本島聯(lián)網(wǎng)。

臺(tái)灣淺灘起始于福建省漳州的東山島，向東延展到臺(tái)灣海峽靠南居中的臺(tái)灣淺灘，接著繼續(xù)往東北方向，經(jīng)澎湖列島最后到臺(tái)灣的西部區(qū)域，“海峽陸橋”或“東山陸橋”，說的即是這道淺灘。臺(tái)灣淺灘東西長(zhǎng)約250 km，南北最寬約130 km，面積約8 800 km2。西部水深30 m～40 m，東部水深淺于20 m，最淺8.6 m。由于在地質(zhì)構(gòu)造上，臺(tái)灣淺灘位于隆起區(qū)，所以北部有幾處出露巖石，西南部也有巖石出露。初步估計(jì)可規(guī)劃5 000 萬kW 海上風(fēng)電場(chǎng)。同時(shí)由于其地處閩臺(tái)粵三角區(qū)，與規(guī)劃的廣東省粵東海上風(fēng)電場(chǎng)相鄰，將成為中國(guó)最大的海上風(fēng)電基地。在淺灘區(qū)建設(shè)海上風(fēng)電樞紐島（Power Hub），將閩臺(tái)電網(wǎng)連接在一起，互聯(lián)輸電，實(shí)現(xiàn)閩臺(tái)相互調(diào)節(jié)，極大提高臺(tái)灣電網(wǎng)可靠性。

4 實(shí)施建議

（1）建設(shè)連江外海海上風(fēng)電場(chǎng)A 區(qū)（500 MW），利用161 kV/220 kV 海上升壓站在福州連江和福建電網(wǎng)相聯(lián)；利用161 kV/220 kV 海上升壓站往馬祖、西引、東引3 個(gè)島供電并在福州連江和福建電網(wǎng)相聯(lián)。

（2）建設(shè)福建南部淺灘海上風(fēng)電場(chǎng)示范項(xiàng)目（400 MW），利用220 kV 海上升壓站在漳州東山和福建電網(wǎng)相聯(lián)。

（3）與金門縣協(xié)商建設(shè)金門北碇海上風(fēng)電場(chǎng)（256 MW），利用161 kV/220 kV 海上升壓站往金門島供電并在廈門同安或泉州晉江和福建電網(wǎng)相聯(lián)。

（4）利用福建南部淺灘海上風(fēng)電場(chǎng)示范項(xiàng)目（400 MW）持續(xù)開發(fā)南部淺灘海上風(fēng)電場(chǎng)，構(gòu)建海上風(fēng)電樞紐島。與澎湖地區(qū)協(xié)商利用161 kV 海上升壓站和臺(tái)灣澎湖聯(lián)網(wǎng)，最終通過已建澎湖—云林海纜與臺(tái)灣本島聯(lián)網(wǎng)。

（5）利用連江外海海上風(fēng)電場(chǎng)A 區(qū)（500 MW）建設(shè)柔性直流海纜，遠(yuǎn)期跨越臺(tái)灣海峽北段和桃園或新竹與臺(tái)灣本島聯(lián)網(wǎng)。

（6）福建南部淺灘海上風(fēng)電樞紐島建設(shè)柔性直流海纜和臺(tái)灣本島聯(lián)網(wǎng)。

金馬彭臺(tái)兩岸電力互通海上風(fēng)電示范項(xiàng)目規(guī)劃構(gòu)想見圖3，規(guī)劃構(gòu)想相關(guān)實(shí)施風(fēng)電場(chǎng)信息見表1。

圖3 金馬彭臺(tái)兩岸電力互通海上風(fēng)電示范項(xiàng)目規(guī)劃構(gòu)想示意圖

表1 規(guī)劃構(gòu)想相關(guān)實(shí)施風(fēng)電場(chǎng)信息表

截至2021 年9 月底，國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電累計(jì)并網(wǎng)容量達(dá)到13 190 MW，已并網(wǎng)海上風(fēng)電容量?jī)H次于英國(guó)，居世界第二位。至2021 年5 月底，福建省已核準(zhǔn)17 個(gè)海上風(fēng)電項(xiàng)目，累計(jì)核準(zhǔn)4 290 MW，至2020 年底，并網(wǎng)海上風(fēng)電760 MW。國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電建設(shè)經(jīng)歷10 年的發(fā)展，已經(jīng)在設(shè)計(jì)、施工、裝備和制造方面均積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，目前在建項(xiàng)目離岸距離最遠(yuǎn)70 km，水深最深40 m，已經(jīng)具備開發(fā)上述海上風(fēng)電場(chǎng)的能力。海南聯(lián)網(wǎng)工程、寧波舟山聯(lián)網(wǎng)工程均實(shí)現(xiàn)500 kV 運(yùn)行，舟山2 柔直等柔性直流工程運(yùn)行良好，基本具備長(zhǎng)距離海上高壓輸送電的能力。前述規(guī)劃構(gòu)想在技術(shù)上是可行的。

5 結(jié)論及意義

臺(tái)灣海峽具有得天獨(dú)厚的海上風(fēng)能資源，充分利用連江、金門和臺(tái)灣淺灘海域，以建設(shè)海上風(fēng)電場(chǎng)為契機(jī)，實(shí)現(xiàn)馬祖列島、金門縣與大陸聯(lián)網(wǎng)，同時(shí)為馬祖、金門縣提供清潔能源和可靠電源。

未來隨著政治條件成熟，閩臺(tái)一體化，在淺灘區(qū)建設(shè)海上風(fēng)電樞紐島（Power Hub），將閩臺(tái)之間電網(wǎng)連接在一起，互聯(lián)輸電，實(shí)現(xiàn)閩臺(tái)相互調(diào)節(jié)，將極大改善臺(tái)灣電網(wǎng)可靠性，真正實(shí)現(xiàn)海峽兩岸電力互通，實(shí)現(xiàn)通電聯(lián)網(wǎng)。