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    探訪國內首個百萬千瓦級風電場:從一葉“扁舟”到百萬“叢林”

    中國電力網發布時間:2022-09-22 14:02:40  作者:黃克瑤 馬冠樸

      本網訊(黃克瑤 馬冠樸)中國南海,離岸28公里,水深30米之處,一臺高近百米的風電機組矗立在三角結構的漂浮平臺之上,遠遠望去,“三峽引領號”標識赫然醒目,那葉片轉動1小時,滿發5500千瓦時電量可夠一個三口之家用上兩年。

      其周邊,314臺風機林立,展翅飛旋間,海風化為清潔電能點亮千家萬戶,這里是國內首個百萬千瓦級海上風電場——廣東陽江沙扒海上風電場,這片吸風吐電的海上“森林”正為粵港澳大灣區可持續發展源源不斷注入綠色動力。

      乘風:電從海上來

      “海上燈火通明,相當震撼。”時至今日,三峽能源陽江公司副總經理滕華燈依然記得三峽陽江沙扒海上風電場風機基礎施工時的情景,“開始就只有我們一條船孤零零在海上漂著,夜里的大海十分寂靜,后來項目不斷開發拓展,我們5期項目同時建設,最多有100多條船同時作業,24小時全天候施工。”

      每每回首,作為十年海上風電的“老兵”,滕華燈總是難掩激動心情,“最終我們成功建成國內首個百萬級海上風電場,每年可為粵港澳大灣區提供56億千瓦時的綠電。”


    ▲ 夕陽下的海上風電場 攝影:安健

      粵港澳大灣區,中國最具經濟發展活力的區域之一,2021年經濟總量約為12.6萬億元,以不到全國0.6%的面積,創造了全國11%的GDP,超過韓國、俄羅斯等國家一年的GDP。同時,這里也是電力需求的重點區域,2021年的全社會用電量高達7600億千瓦時,能源缺口大,主要依靠跨區送電來緩解。

      能源發展一頭連著物質文明建設、一頭連著生態文明建設,實現經濟社會發展全面綠色轉型,必須跨越能源轉型變革這個關口。

      黨的十八大以來,我國能源結構調整突飛猛進,到“十三五”末煤炭消費占能源消費總量比重歷史性降至56.8%,非化石能源消費比重不斷攀升,海上風電亦是重點發展領域。“‘十四五’期間,海上風電開發建設正進一步走向規?;?。”國家能源局新能源和可再生能源司副司長王大鵬在接受采訪時表示。

      對于廣東而言,4114公里的海岸線以及41.93萬平方公里遼闊海域,有著發展海上風電的優越自然條件,且靠近電力負荷區,可以降低遠距離送電損耗。陽江市委常委、副市長孫波表示,“海上風電產業對推動當地能源結構轉型和社會經濟發展具有重要意義”。

      2016年三峽集團來到廣東陽江,探索清潔能源發展之道,“陽江也在規劃海上風電基地,雙方一拍即合,趁著政策的東風,去海洋上捕風,那就開干!”滕華燈笑著回憶道。

      2021年12月,總裝機容量200萬千瓦的三峽陽江沙扒海上風電項目正式并網發電,作為集中連片規?;_發的大體量風電場,每年可節約標準煤150萬噸,減排二氧化碳約400萬噸。截至8月3日,已累計生產清潔電能超20億千瓦時,為提升粵港澳大灣區能源保障能力做出積極貢獻。

      破浪:奮楫潮頭立

      湛藍海面與蔚藍天空交相輝映,無風、無浪、天朗氣清,三峽能源陽江公司工程管理部主管葉子龍坦言,“在海上做工程的人,希望每天都是這樣的天氣”。

      但大海并不是每天都有“好心情”。

      陽江海域,每年10月至次年2月為季風季節,風高浪急,冬季涌浪基本在2.5米以上,最高時可達4米以上,每年可作業的氣候窗口期只有100天左右。

      “時間緊,任務重,工程建設要抓住窗口期出海作業,但有時海況卻急轉而下,不能返航,我最長的一次是在海上住了20多天。”葉子龍一邊說著,一邊指著背后的海上升壓站,在那10多層樓高的大型結構中有他們夜間的臨時住所。

      那里不僅僅是工作人員夜里的避風港灣,還是海上風電場的“心臟”,風機產生的電能需通過海上升壓站,才能由高壓海底電纜輸送至陸上,但吊裝這個“龐然大物”,卻極為不易。

      “2020年底,陽江項目吊裝的亞洲單體最大容量海上升壓站,超過4000噸,為將預制的鋼管樁植入導管架的樁腿內,我們折騰了很久。”來自三峽集團的倪道俊曾經親歷項目建設,他感慨道,“吊裝船好不容易進入作業區,不一會兒就刮起了大風,只能將船撤到錨地避風。十幾天里,吊裝船三進三出……”。

      廣袤的大海除了令人生畏的風浪,還有錯綜復雜的海底地質條件。

      “海上風電基礎要固定在海底,這是保證風機在海面之上安全穩定運行的重要基礎結構。但海底的情況遠比我們想象的復雜,巖層變化可以超過幾十米,基礎型式的選擇需要因地制宜,只能在實踐中不斷摸索創新。”三峽能源陽江公司工程管理部主管潘宏冠說。

      記者順著潘宏冠所指的方向從交通船上望去,目所能及的海域內,搭載風機的基礎就已是“型”式各異。

      “這里已經成為了國內海上風電機組基礎‘博物館’,”潘宏冠介紹,“我們采用了8種基礎型式,基本囊括了國內用的基礎型式,但即便是國內曾使用過的,在這里也根據實際情況進行了優化探索。比如單樁基礎,其實很常見,但直徑超過9米的是第一次使用;再比如像吸力筒導管架、芯柱式嵌巖導管架、斜樁植入嵌巖導管架、大直徑四樁導管架、漂浮式基礎等基礎型式更是國內首次使用。”

      領航:捕風深遠海

      2021年12月7日,對于潘宏冠來說,是個極其難忘的日子。13時37分,我國首個漂浮式海上風電平臺,搭載全球首臺抗臺風型漂浮式海上風電機組,組成“三峽引領號”,在廣東陽江海上風電場成功并網發電,至此,我國在全球率先具備了大容量抗臺風漂浮式海上風電機組自主研發、制造、安裝及運營能力。

      “未來在深遠海開發海上風電,固定式風機的建設難度和成本會大大增大,漂浮式風機的適用性便會凸顯。”談起漂浮式風機,潘宏冠總是滔滔不絕,他與漂浮式風機的緣分可以追溯到4年前。

      “第一次接觸海上風電是在剛讀研的時候,當時三峽集團與我所在的課題組達成漂浮式風機的科研項目合作,我有幸參與其中。”見證了漂浮式風機的誕生,潘宏冠深感榮幸。“國家早在‘十二五’階段就開始漂浮式風機的相關研究,2015年三峽集團開始布局相關技術研究,2018年在廣東獲批立項開展配套技術研發,最終2020年下半年開工建造,2021年12月正式并網發電,實現了我國漂浮式風電樣機技術領域從0到1的突破。”

      “向海洋探索,是人類文明進步的一個標志。”中國工程院院士王浩說,“當前沿海各省正在打造海洋經濟,探索的腳步逐步從近海到深海前行,為實現強國富民的目標不斷努力開拓。”


    ▲ “三峽引領號”漂浮式風機 攝影:陳磊

      就海上風電產業而言,我國深海風資源總量約10億千瓦,相當于近海風資源的2倍,發展潛力巨大,“從近海到遠海、從淺海到深海、從固定基礎變為漂浮式平臺,將是未來海上風電場建設的必然趨勢。”滕華燈說道,“‘三峽引領號’漂浮式風機就是我們風電行業走向深遠海的一次探索。”

      “三峽集團對于陽江市和整個海上風電產業的發展都起到了重要作用,不但帶動產業鏈上下游在陽江聚集,也對產業鏈起到了投資帶動、科技引領的表率作用。”廣東東方海纜有限公司總經理陳建民說道。

      2018年,得益于三峽陽江沙扒海上風電場的建設,寧波東方電纜被引入陽江,在當地成立了廣東東方海纜有限公司。如今,他們制造的總長770公里的海底電纜為陽江海上風電搭建起一條條電力輸送的“高速通道”。

      作為海工部件大型裝備的重要制造商,中國水電四局(陽江)海工裝備有限公司也是最早進入陽江并在這里落戶建廠的企業之一,目前已為陽江沙扒海上風電場提供了260余套風機塔筒。“三峽集團全力推動海上風電集中連片開發,我們承接了訂單,促進了本企業的生產發展,帶動了生產、管理、技術等創新。”水電四局(陽江)海工裝備有限公司副總經理張浩然說。

      如今,廣東東方海纜、水電四局、金風科技、陽明智能等20多家企業齊聚陽江,陽江已被列為廣東唯一的海上風電全產業鏈基地,還將以打造國際風電城作為未來城市規劃的重點目標。

      滕華燈還告訴記者,有了陽江沙扒風電場的建設經驗,三峽集團正在準備陽江近海深水區青洲300萬千瓦海上風電場項目的建設,這個項目投產后將為廣東海上風電平價上網豎起新的標桿。

      縱觀我國海上風電發展歷史,起步雖晚,卻于后發處崛起。截至2021年底,我國海上風電裝機已達2639萬千瓦、占全球總量的54%,規模躍居世界第一?!?ldquo;十四五”現代能源體系規劃》指出,“鼓勵建設海上風電基地,推進海上風電向深水遠岸區域布局,積極推進東南部沿海地區海上風電集群化開發”,我國海上風電進一步迎來重大發展機遇期。

      “當前,向海發展的恢宏大幕已經展開。三峽集團將充分發揮資金、技術、管理、人才等方面優勢,積極探索海上風電融合發展新模式,當好產業鏈‘鏈長’,實現以資源開發帶動產業發展、以產業發展促進資源開發的海上風電發展良性循環,打造風電裝備產業集群,助力海上風電產業高質量發展。”三峽集團董事長、黨組書記雷鳴山表示。

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