行业观察丨浅析漂浮式海上风电发展前景

来源：中国电力新闻网 时间：2022-01-10 13:11

“漂”洋过海捕风去

　　——浅析漂浮式海上风电发展前景

中国电力新闻网记者 于琳娜

　　1月6日，第13届中美绿色能源论坛海上风电专题论坛以线上形式召开。与会专家围绕着海上风电技术创新、发展前景、机遇与挑战等内容进行了探讨。其中，漂浮式海上风电可以摆脱海底地质条件束缚，被认为是解决近海风电资源开发饱和的重要举措。

　　全球：多国部署漂浮式海上风电

　　近年来，尽管漂浮式海上风电是一个在全球仍处于试点阶段的新概念，但相关技术发展迅速，部分国家已经进行了试点部署并发布了发展规划。

　　2017年，挪威Equinor（原挪威国家石油公司）开设了Hywind Scotland，这是一个3万千瓦的设施，被称为“第一个全尺寸浮动海上风电场”。2021年9月，另一家挪威能源公司Statkraft表示，一项被称为“世界上最大”的漂浮式海上风电场的长期采购协议成功签署。

　　2019年8月，RWE可再生能源公司与日本关西电力公司宣布，将在日本沿海水域调查大型浮动海上风电项目的可行性。

　　2021年12月，还没有海上风电场的澳大利亚宣布了三个海上风电开发计划，其中两个将采用漂浮式风电技术。拟建的设施是14万千瓦亨特海岸海上风电项目、16万千瓦卧龙岗海上风电项目、13万千瓦大吉普斯兰海上风电项目。

　　在美国，海上风电迅速推进的同时，漂浮式海上风电备受青睐。2021年5月，美国加利福尼亚州内政部和美国国防部之间达成了一项协议，向海上风电开发商开放加州部分深水区，这意味着漂浮式海上风电将出现在相关海域。加利福尼亚州可能会成为美国第一个拥有漂浮式海上风电的地区，美国国家气候顾问吉娜·麦卡锡在签约仪式的新闻发布会上表示：“这将为清洁能源的长期发展以及全新的美国制造产业奠定基础。”

　　国内：深远海风电巨大潜力有待开发

　　中美绿色能源论坛海上风电专题论坛上，华能福建公司副总经理朱金美介绍说：“海上风电是风电的重要组成部分，可为中国新能源转型提供重要支撑。中国不仅拥有丰富的近海海上风电资源，深远海也有巨大的开发潜力。”据统计，中国远海风能资源（水深大于50米）占全部海上风能资源比例超过60%，深远海风能储量高达12680万千瓦。西安交通大学教授王秀丽表示：“以广东省为例，预计2030年前广东的海上风电装机有望突破3000万千瓦，这样一个装机规模意味着海上风电将从近海浅水到近海深水乃至远海深水方向逐步发展。”

中国船舶重工集团海装风电股份有限公司副总经理黄卫民介绍，国内漂浮式海上风电发展可以追溯到2008年，中国科学院研制出了我国第一台漂浮式风力发电机组小型样机，采用垂直轴风电机组，功率为300千瓦。

　　此后，政府、企业对漂浮式海上风电进行了一系列部署：2013年，国家863计划资助两项漂浮式海上风电项目研发；2016年，绿能公司牵头启动中国首个深远海漂浮式风电重大示范项目；2018年，工信部启动浮式风电装备研制项目。2021年12月更是传来好消息，国内首台按深远海条件设计、工程实施及测试验证的海上浮式风电装备浮式平台成功下线。

　　黄卫民表示：“目前，中国海装浮式风电装备已经取得里程碑成果，浮式平台、浮式风机、系泊、动态缆等重要零部件已生产制造完成，等待施工窗口期完成样机示范，预计今年3~4月份可完成样机安装。”

　　未来：机遇与挑战并存

　　对于美国加利福尼亚州而言，由于该州的太平洋水域下降得太深、太快，传统的“固定底部”海上风机显得“不合时宜”，漂浮式海上风电技术是必需的。但漂浮式海上风电的部署还有很长一段路要走。根据美国国家可再生能源实验室（NREL）的分析，与固定底部的海上风机相比，浮动技术在这个十年将出现大幅溢价，尤其是与陆上风电相比。NREL认为，迎接漂浮式海上风电，必须扩建港口基础设施并升级电网。

　　黄卫民认为，在浮动风机的设计中保证最佳的性价比至关重要。在谈及浮动海上风电机组总体设计的挑战时，黄卫民介绍了风电机组与海洋结构的设计差异：“风电机组设计理念是利用风载，海洋结构设计则要尽量减少风载；风电机组载荷采用时域分析，海洋结构载荷则采用频域分析。”

　　如何将深远海的风电输送至千家万户？王秀丽介绍了欧洲的经验：“英国和欧洲大陆之间建设了很多海上风电场，他们已经意识到将每个风电场的电能单独向岸上输送不是一个长久之计，所以他们在设计一个公共的输电通道，把零散的风电场串联到公共通道中，以此提高新能源的输送能力，以及并网的可靠性与灵活性。”

　　美国船级社技术总监俞庆介绍说：“海上风电的研发在美国已经进行了很长时间。浮动风机作为一个相对前沿的技术领域，有望在今后5~10年间得到大的发展。”

　　俞庆认为电缆的设计不可忽视：“一般而言，浮式风机离岸更远、功率更大；浮式平台本身会引起电缆的动态往复运动，可能造成疲劳损伤，这对电缆的设计和制造提出了更高要求。”

　　放眼未来，黄卫民认为漂浮式是深远海风电的必然选择。“机遇与挑战并存。无论是全球还是国内，都拥有丰富的深远海风电资源。现在一体化浮式风电装备技术已有突破，建设成本和平均度电成本还有待降低。”

　　责任编辑：赵雅君