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      中國能建乘“海風(fēng)”破“數字化浪潮” “海上風(fēng)電+”成引領(lǐng)未來(lái)新趨勢

      發(fā)布日期:2021-10-01瀏覽次數:139

      自“十四五”規劃提出“3060”目標后,國內風(fēng)電行業(yè)迎來(lái)了全新的發(fā)展機遇。一直以來(lái),風(fēng)力資源作為一種可再生能源,因其分布廣泛、儲量巨大、沒(méi)有污染等優(yōu)勢備受能源市場(chǎng)青睞,并且目前我國風(fēng)力發(fā)電技術(shù)較為成熟,具備規模開(kāi)發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展前景,在緩解我國能源供應緊缺、優(yōu)化能源消費結構、響應“3060”目標等方面有著(zhù)舉足輕重的角色。

      風(fēng)力發(fā)電又分為陸上風(fēng)電和海上風(fēng)電,在石油資源日趨緊張的態(tài)勢下,各國均將眼光投向了風(fēng)力資源巨大的海域,我國也不例外。與陸上風(fēng)電相比,海上風(fēng)電具有風(fēng)能更加平穩、風(fēng)機利用率更高、單機裝機容量更大等優(yōu)勢,但同時(shí)也面臨建設成本高、技術(shù)壁壘高、維護成本高的“三高”難題。

      目前,海上風(fēng)電的開(kāi)發(fā)、傳輸利用到了何種創(chuàng )新技術(shù)?與陸上風(fēng)電相比,其能源效率如何?其建設和使用過(guò)程中是否會(huì )給環(huán)境帶來(lái)壓力?除了風(fēng)力發(fā)電,海上風(fēng)電項目還有哪些不為人知的“妙用”?帶著(zhù)諸多疑問(wèn),中國科技新聞網(wǎng)攜手百度百家號,本著(zhù)“挖掘科技故事,傳播創(chuàng )新精神”的理念,走進(jìn)了中國能源行業(yè)的“國家隊”、國內海上風(fēng)電工程技術(shù)的領(lǐng)軍企業(yè)——中國能源建設集團有限公司,從海上風(fēng)電的產(chǎn)業(yè)鏈和業(yè)務(wù)布局、地域分布、市場(chǎng)份額、經(jīng)營(yíng)現狀等維度出發(fā),探秘其海上風(fēng)電建設方面的經(jīng)驗與成果。

      迎“風(fēng)”而上海上風(fēng)電能源效益幾何?

      數據顯示,海上風(fēng)電效率較陸上風(fēng)電年發(fā)電量多出20%~40%,具有更高的能源效益。以廣東省珠海金灣海上風(fēng)電場(chǎng)為例,該風(fēng)場(chǎng)每年可提供清潔電能近8億千瓦時(shí),滿(mǎn)足30萬(wàn)戶(hù)家庭一年的用電量;與同等規模燃煤電廠(chǎng)相比,每年可節省標煤消耗約23萬(wàn)噸、減少二氧化碳排放約46萬(wàn)噸。

      讓我們走進(jìn)看看這“大風(fēng)車(chē)”的運行與日常生活究竟是何種關(guān)系。海上風(fēng)電的扇葉看似轉速很慢,實(shí)際上風(fēng)機葉尖速度一般在95m/s左右,幾乎與高鐵行駛的速度持平。以國內目前已投運的5.5MW風(fēng)機為例,扇葉轉一圈約需要7~8秒,可發(fā)10度電,能供一臺電動(dòng)汽車(chē)行駛60km左右,供一臺智能手機充電400次。

      在節能減排方面,扇葉轉一圈相當于減少標煤3kg,減少二氧化碳排放8kg,相當于一臺燃油汽車(chē)跑40公里的碳排放量。

      圖:珠海金灣海上風(fēng)電場(chǎng)

      因其強大的能源效益,近年來(lái)全球海上風(fēng)電新增裝機量呈現波動(dòng)上升趨勢;亞洲市場(chǎng)的海上風(fēng)電裝機容量?jì)H次于歐洲市場(chǎng),海上風(fēng)電新增裝機量占比達到了 38.58%,其中我國海上風(fēng)電新增裝機量逐年上升,2020年為 3060 MW,占全球新增裝機量比重的50.4%。

      海上風(fēng)電在擁有了龐大的裝機量、顯著(zhù)的能源效益的前提下,如何進(jìn)行電能輸送也是一個(gè)重要議題。目前海上風(fēng)機通過(guò)支纜匯集到海上升壓站,然后通過(guò)大容量海纜,送至陸上集控中心,再接入電網(wǎng),送至千家萬(wàn)戶(hù)。

      在我們利用清潔能源的同時(shí),不容忽視的是,海上風(fēng)電發(fā)展并非暢通無(wú)阻。海上風(fēng)電中央財政補貼將于2022年開(kāi)始取消,這無(wú)疑給海上風(fēng)電的成本控制提出了更高的要求。2020年3月,財政部、國家發(fā)改委、國家能源局印發(fā)《關(guān)于促進(jìn)非水可再生能源發(fā)電健康發(fā)展的若干意見(jiàn)》(財建〔2020〕4號),提出2020年起新增核準海上風(fēng)電項目不再納入中央財政補貼范圍,前期完成核準并于2021年12月31日前全部機組完成并網(wǎng)的存量項目可納入中央財政補貼范圍。而廣東省財政補貼延續至2024年,對2025年起并網(wǎng)的項目不再補貼。也就是說(shuō),廣東省還可搭上海上風(fēng)電補貼的末班車(chē)。

      這也意味著(zhù),一邊是補貼取消,海上風(fēng)電成本或將攀升;一邊是“雙碳”目標,海上風(fēng)電迎來(lái)新的“星辰大?!?。拐點(diǎn)已至,海上風(fēng)電若想突圍,需要“?!敝幸?jiàn)“機”,才能順利踏上平價(jià)之路。

      電力規劃設計總院院長(cháng)助理劉世宇也強調,若想實(shí)現平價(jià)上網(wǎng),就需要整體推進(jìn)創(chuàng )新。因為平價(jià)上網(wǎng)是海上風(fēng)電可持續發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期,要從技術(shù)創(chuàng )新、設計優(yōu)化、裝備升級等方面來(lái)全面降低成本。

      走向“深藍” 海上風(fēng)電凝聚數字智慧

      中國能建黨委常委、副總經(jīng)理吳云在交流座談會(huì )上指出,目前我國近海區的海上資源已經(jīng)漸趨飽和,需要“由近及遠、由淺到深”,開(kāi)展深遠海海上風(fēng)電、高空風(fēng)能發(fā)電、新型儲能等關(guān)鍵技術(shù)研究,積極推動(dòng)新能源開(kāi)發(fā)和新模式、新技術(shù)示范應用。

      未來(lái)海上風(fēng)電的發(fā)展趨勢是深水遠?;?、機組大型化,這將對風(fēng)電機組的研發(fā)、制造、安裝運維、相關(guān)裝備制造等環(huán)節也提出更高的要求,掌握核心技術(shù)的龍頭企業(yè)必須擁有先發(fā)優(yōu)勢,中國能建表示將對海上風(fēng)電技術(shù)進(jìn)行“積極儲備、超前研究”的策略:在深?;矫?,積極開(kāi)展“漂浮式風(fēng)電基礎”研究;在遠?;矫?,研發(fā)高壓柔性直流輸電技術(shù),并開(kāi)展海上風(fēng)電人工能源島的論證;在機組大型化方面,結合裝備升級和迭代優(yōu)化技術(shù)解決施工難點(diǎn)問(wèn)題。

      值得一提的是,若將海上風(fēng)電風(fēng)機設置在遠海,勢必增加建造成本以及電力輸送難度。于是,海上風(fēng)電制氫以及海上風(fēng)電與互聯(lián)網(wǎng)、大數據等產(chǎn)業(yè)的深度融合成為了新的破局思路。2016年,我國海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)剛剛起步,面臨著(zhù)投資成本高、風(fēng)機故障率高、運維管理弱、交通可達性差、開(kāi)發(fā)建設監管難度大等問(wèn)題。為提高海上風(fēng)電場(chǎng)安全、可靠和經(jīng)濟運行水平,中國能建廣東院提請廣東省發(fā)展改革委建設廣東省海上風(fēng)電大數據中心。

      據了解,廣東省海上風(fēng)電大數據中心采集并儲存了廣東省海上風(fēng)電規劃、建設及運營(yíng)數據,帶動(dòng)并促進(jìn)海洋大數據、海事大數據、氣象大數據、地震大數據等公益數據的互聯(lián)互通,促進(jìn)海上風(fēng)電管理模式的智能化。

      中國能建廣東院數字化中心高級工程師譚任深向中國科技新聞網(wǎng)表示,海上風(fēng)電在深海、遠海這樣的運行環(huán)境上,建設運維的成本非常之高,所以在風(fēng)力發(fā)電的同時(shí),建設數據中心,對規劃建設、運營(yíng)以及海洋生態(tài)數據進(jìn)行采集收集,可以一舉多得,推動(dòng)海上風(fēng)電向智慧化、數字化轉型。

      數字化的轉型,賦予了海上風(fēng)電項目一些意想不到的功能?!拔覀冊诤5纂娎|設置了監測系統,不但可以監測出海底電纜的運行狀態(tài),還能幫助我們提前發(fā)現海洋上的一些地震信息,幫助防災減災,同時(shí)也可以給民眾提供一些諸如海洋氣象預報等公益性服務(wù)。將數據提供給用戶(hù)和政府,不僅能產(chǎn)生較大的社會(huì )效益,還能帶動(dòng)整個(gè)行業(yè)的健康發(fā)展?!弊T任深舉例稱(chēng)。

      構建產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟 “海上風(fēng)電+”成未來(lái)趨勢

      海上風(fēng)電若想實(shí)現可持續性發(fā)展,構建產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,實(shí)現“引資緊鏈”也刻不容緩。在推動(dòng)海上風(fēng)電全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展方面,中國能建有著(zhù)自己獨特的實(shí)現路徑。

      中國能建廣東院副總工程師湯東升表示,風(fēng)電機需要的每一個(gè)元器件從設計、施工、安裝到調試,產(chǎn)業(yè)鏈條分布廣泛。在這個(gè)過(guò)程中,每一項技術(shù)的創(chuàng )新都有可能對鏈條產(chǎn)生影響,實(shí)現“降本增效”。

      十四五“期間,我國將以海上風(fēng)電降成本為主要發(fā)展目標,同時(shí)開(kāi)展海上風(fēng)電+海洋牧場(chǎng)、海上風(fēng)電+制氫儲氫、海上風(fēng)電+海水淡化、海上風(fēng)電+波浪發(fā)電、海上風(fēng)電+海洋化工、海上風(fēng)電+海洋科學(xué)研究等多樣化融合應用,推動(dòng)圍繞海上風(fēng)電的海洋經(jīng)濟發(fā)展。毫無(wú)疑問(wèn),”海上風(fēng)電+模式將會(huì )是未來(lái)海上風(fēng)電發(fā)展的重要方向。

      海上風(fēng)電因其噪音大、體積龐大,曾引發(fā)業(yè)界擔憂(yōu)。有業(yè)內人士擔心海上風(fēng)電會(huì )對海洋生態(tài)環(huán)境造成惡劣影響。對此,中國能建表示,海上風(fēng)電場(chǎng)的噪音影響局限在非常近距離范圍內,有研究發(fā)現,海上風(fēng)電場(chǎng)對海洋生物不但不構成明顯影響,還可能會(huì )成為海洋生物的一個(gè)新棲息地,甚至增加了生物多樣性。

      此外,利用海上風(fēng)機的穩固性,將牧場(chǎng)平臺、休閑垂釣載體、海上救助平臺、智能化網(wǎng)箱、貝類(lèi)筏架、藻類(lèi)筏架、海珍品礁、集魚(yú)礁、產(chǎn)卵礁等與風(fēng)機基礎相融合,降低牧場(chǎng)運維成本、提高經(jīng)濟生物養殖容量,從而實(shí)現海域空間資源的集約高效利用的海洋開(kāi)發(fā)新模式。海上風(fēng)電+深水網(wǎng)箱養殖+人工魚(yú)礁+旅游開(kāi)發(fā)的現代立體生態(tài)型“海洋牧場(chǎng)”目前已經(jīng)成為現實(shí)。

      同時(shí),海上風(fēng)電+制氫也成為了海上風(fēng)電又一新的探索。風(fēng)電能夠提高風(fēng)能的利用率,解決棄風(fēng)難題;還能有效降低化石能源的消耗,降低污染物排放,為“3060”貢獻綠色能源。

      “3060”目標提出以后,風(fēng)能、太陽(yáng)能、氫能等新能源必將成為電力系統供應的主體能源,節能減排、低碳綠色成為了當下社會(huì )關(guān)切的議題?!?060”是國家重大戰略決策,中國能建作為能源建筑央企,在海上風(fēng)電領(lǐng)域不斷積極探索,為緩解我國能源供應緊缺的狀況,優(yōu)化能源消費結構,改善大氣環(huán)境質(zhì)量,減少溫室氣體的排放貢獻了能建方案、能建智慧、能建力量。

      來(lái)源:中國科技新聞網(wǎng)


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