2023年，我國海上風(fēng)電發(fā)展邁入新拐點。

困擾海上風(fēng)電發(fā)展的多重因素，都得以厘清或?qū)崿F(xiàn)突破。如廣東國管海域海上風(fēng)電項目競配正式啟動，自然資源部發(fā)布推進(jìn)海域立體設(shè)權(quán)工作通知，廣西完成區(qū)首個分層設(shè)權(quán)方式不動產(chǎn)登記等。

與此同時，越來越多的省份提出了超預(yù)期規(guī)劃，釋放了大量的開發(fā)資源?！丁笆奈濉笨稍偕茉窗l(fā)展規(guī)劃》提出，“十四五”期間，我國重點建設(shè)山東半島、長三角、閩南、粵東、北部灣五大海上風(fēng)電基地集群。

就像當(dāng)年對三北地區(qū)資源的開發(fā)奠定了今天的產(chǎn)業(yè)格局，每一次新場景的爆發(fā)，都將有望重塑產(chǎn)業(yè)格局。大基地如此，海上風(fēng)電亦是如此。

目前，各類資源已經(jīng)在圍繞海上風(fēng)電爭相布局，風(fēng)機(jī)大型化就是顯著的趨勢之一。但是，整體看，我國海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)依然處在發(fā)展初期階段。從風(fēng)機(jī)設(shè)計，到海上吊裝，再到后期運維，以及全生命周期的降本增效，都面臨著一系列風(fēng)險和挑戰(zhàn)。

面對即將大規(guī)模釋放的海上風(fēng)電，產(chǎn)業(yè)鏈準(zhǔn)備好了嗎？2023年10月，在全球風(fēng)電行業(yè)權(quán)威盛會——2023北京國際風(fēng)能大會暨展覽會（CWP2023）上，來自海內(nèi)外的機(jī)構(gòu)和企業(yè)，就如何推動海上風(fēng)電穩(wěn)定健康發(fā)展，分享經(jīng)驗和思考。

海上風(fēng)電如何降本增效

2021年，我國海上風(fēng)電進(jìn)入平價時代。降本增效依然是行業(yè)的主旋律。

風(fēng)機(jī)大型化成為行業(yè)降本增效的重要手段。今年以來，金風(fēng)科技在推出”GWH252-16MW機(jī)組之后，又推出面向不同風(fēng)速特點海域開發(fā)設(shè)計的全新系列海上機(jī)組，葉輪直徑26X，功率涵蓋12.X~16.X。

依托模塊化設(shè)計的Model Z平臺，遠(yuǎn)景推出EN-270/14MW深遠(yuǎn)海智能風(fēng)機(jī)、EN-252/14MW。

明陽智能則推出戰(zhàn)略性產(chǎn)品——全球最大MySE22MW海上機(jī)組。據(jù)了解，該機(jī)組針對廣東、福建等超Ⅰ類風(fēng)速區(qū)域研發(fā)，可適用于固定式和漂浮式風(fēng)電應(yīng)用場景。

在大型化趨勢下，如何保證機(jī)組的高可靠性？遠(yuǎn)景能源風(fēng)機(jī)產(chǎn)品首席專家高猛表示，整機(jī)廠商若無法合理有效驅(qū)動產(chǎn)業(yè)鏈，對于大部件的設(shè)計及質(zhì)量管控上缺乏經(jīng)驗，將很難有效做質(zhì)量管控。他介紹，遠(yuǎn)景很早就開始投入大部件的自研自制，近兩年仍在加大力度。目前，遠(yuǎn)景已經(jīng)具備大部件的獨立設(shè)計及生產(chǎn)供應(yīng)能力，擁有葉片和齒輪箱的批量制造能力。

他強(qiáng)調(diào)，只有貫通穿透產(chǎn)業(yè)鏈的大部件技術(shù)，才算真正打通失效模式管控的最后一公里。風(fēng)電可靠性的追求沒有終點。

中船海裝研究院副院長文茂詩表示，如何進(jìn)一步提升基礎(chǔ)能效，降低海上風(fēng)電的開發(fā)成本，仍是產(chǎn)業(yè)當(dāng)期面臨的受要技術(shù)問題。從中船海裝打造平臺機(jī)型的經(jīng)驗出發(fā)，我認(rèn)為通過整機(jī)核心參數(shù)匹配設(shè)計，全局最優(yōu)的載荷優(yōu)化迭代，成熟IPC技術(shù)及再創(chuàng)新三個方面有助于破局海上風(fēng)電的平價。

金風(fēng)科技還從系統(tǒng)性的角度規(guī)劃了降本增效方案。金風(fēng)海洋工程有限公司副經(jīng)理冒錦玉指出，未來的風(fēng)電開發(fā)不再是單一風(fēng)機(jī)制造，而是一個完整的生態(tài)系統(tǒng)，涉及到從風(fēng)場開發(fā)、設(shè)計制造以及建設(shè)運維等一系列環(huán)節(jié)。

他介紹，金風(fēng)海洋打算以自身為平臺，打通整個建設(shè)環(huán)節(jié)，統(tǒng)籌考慮，避免僅從單一環(huán)節(jié)考慮導(dǎo)致整個風(fēng)場開發(fā)成本的提高。同時，金風(fēng)海洋將從機(jī)組交付到吊裝運維，統(tǒng)籌規(guī)劃，從安全、成本、質(zhì)量、效率四個方面，為客戶提供一整套關(guān)于風(fēng)機(jī)建設(shè)，設(shè)計制造，基礎(chǔ)打樁，海纜鋪設(shè)以及吊裝運營維護(hù)等一系列高效并且低成本的運輸方案以及吊裝方案。

迎接深遠(yuǎn)海開發(fā)挑戰(zhàn)

隨著近海風(fēng)資源開發(fā)趨近飽和及用海限制，深遠(yuǎn)海正成為海上風(fēng)電發(fā)展新方向。

數(shù)據(jù)顯示，目前，全國深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電規(guī)劃共布局41個海上風(fēng)電集群，預(yù)計總?cè)萘?90GW，是近海的三倍。深遠(yuǎn)海海洋環(huán)境復(fù)雜，氣象水文惡劣，遭遇臺風(fēng)、地震帶等幾率更大，建設(shè)成本、輸電成本、運維成本更高。

當(dāng)下，深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電開發(fā)還面臨著一系列具體的挑戰(zhàn)。

上海電氣風(fēng)電集團(tuán)股份有限公司工程服務(wù)分公司服務(wù)產(chǎn)品開發(fā)部副部長劉磊指出，海上的運維窗口期時間短，船舶費用比較高，是海上風(fēng)電項目開發(fā)遇到的普遍困擾。

他介紹，作為海上風(fēng)電的代表性企業(yè)，電氣風(fēng)電實現(xiàn)了大規(guī)模的海上裝機(jī)，在大規(guī)模項目的經(jīng)驗積累中，創(chuàng)新性地應(yīng)用空中化工裝，特種化吊具和智能化運維設(shè)備，不僅增加了窗口期，還縮短了吊裝時間，同時實現(xiàn)無人化、少人化運維的創(chuàng)新性突破。

在運維上，海上風(fēng)電也面臨著一系列難題。北京千堯新能源科技開發(fā)有限公司總經(jīng)理助理趙大軍指出，海上風(fēng)電在船舶登乘方面，船舶升沉的變化會帶來的安全性隱患，船舶到風(fēng)機(jī)登乘平臺的可達(dá)率低。

為應(yīng)對上述問題，千堯科技提供智慧登乘的解決方案，通過小型風(fēng)電運維船加小型波浪補(bǔ)償棧橋相結(jié)合的策略，不僅有效解決安全性的問題，同時又節(jié)省了對于傳統(tǒng)大型廊橋的大規(guī)模支出。未來，千堯科技將進(jìn)一步開展關(guān)于大型的海上伸縮式波浪補(bǔ)償?shù)难芯浚瑪U(kuò)充智慧登乘的解決方案庫。

由于深遠(yuǎn)海風(fēng)高浪急特點，在這樣的環(huán)境中鋪設(shè)海纜存在安裝故障率高、海纜折斷頻發(fā)生等問題。豪氏威馬（中國）有限公司副總經(jīng)理唐述武提供一組參考數(shù)據(jù)，深遠(yuǎn)海因安裝導(dǎo)致的故障率大概在20%到70%之間。

他介紹，為減少著陸點變化、海纜張力變化以及懸垂海纜波動，豪氏威馬通過應(yīng)用海浪補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備，提高工作性能，增加工作窗口期，最大化工作時間并提高整個海纜完整性，減少海纜故障導(dǎo)致的停機(jī)問題，助力海上風(fēng)電發(fā)展。

在專業(yè)的海上風(fēng)電工程裝備上，挪威烏斯坦中國區(qū)副總經(jīng)理杜可介紹，目前，歐洲的海洋風(fēng)電船舶已經(jīng)朝著專業(yè)化、細(xì)分化的方向發(fā)展。海上風(fēng)電項目從早期鋪纜，到塔筒、機(jī)艙及葉片的吊裝，包括后期的安裝調(diào)試和運維以及生命周期結(jié)束之后的退役都有專業(yè)船舶來完成響應(yīng)的工作。

他表示，烏斯坦公司業(yè)務(wù)聚焦于海洋工程的船舶領(lǐng)域，積累了非常豐富的海洋工程經(jīng)驗，希望能夠服務(wù)于中國的海上風(fēng)電建設(shè)。

多業(yè)態(tài)融合發(fā)展

對海上風(fēng)電發(fā)展形態(tài)，行業(yè)已經(jīng)形成共識：未來，海上風(fēng)電技術(shù)將隨市場而動，向深遠(yuǎn)海、漂浮式、高可靠性、低成本、產(chǎn)業(yè)融合、大型化等多個方面演進(jìn)。

目前，丹麥、德國、比利時等國都提出了以海上風(fēng)電為核心的”能源島“建設(shè)規(guī)劃。在國內(nèi)，明陽智能在遠(yuǎn)海綜合能源生態(tài)領(lǐng)域，也做出一定探索。

風(fēng)能大會上，明陽智慧能源集團(tuán)股份公司風(fēng)能研究院軟件數(shù)字化室主任孫啟濤指出，目前走向深遠(yuǎn)海我們?nèi)悦媾R多重挑戰(zhàn)，包括數(shù)據(jù)積累和體系建設(shè)不足，缺乏對深遠(yuǎn)海廣域環(huán)境的感知；深遠(yuǎn)海網(wǎng)絡(luò)通信的安全性和穩(wěn)定性仍有待提高；對于感知體系的態(tài)勢預(yù)估模型有待完善；測試窗口期短，運維難度大等方面的問題亟待解決。

他表示，未來，走向深遠(yuǎn)海是大勢所趨。深遠(yuǎn)海的未來場景是新型生態(tài)化，深遠(yuǎn)海綜合能源的生態(tài)不僅停留在海上風(fēng)電，海洋牧場，還包括海水制氫、波浪能、儲能的應(yīng)用。希望明陽智能通過數(shù)字化、信息化技術(shù)的發(fā)展，推進(jìn)Deep Fusion X平臺的廣泛應(yīng)用，進(jìn)一步推動海洋糧倉，海上綜合能源示范應(yīng)用的創(chuàng)新發(fā)展。

產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)力

近期，全球風(fēng)能理事會發(fā)布的《2023年全球海上風(fēng)電報告》顯示，2022年，全球海上風(fēng)電新增裝機(jī)量達(dá)880萬千瓦，是有史以來海上風(fēng)電裝機(jī)增量第二高的年份。其中，中國、英國、法國等海上風(fēng)電裝機(jī)量尤為顯著。

其中，中國更是連續(xù)數(shù)年穩(wěn)居全球最大海上風(fēng)電市場，去年海上風(fēng)電新增裝機(jī)量超過500萬千瓦，成為推動全球海上風(fēng)電裝機(jī)量增長的絕對主力。

面對國內(nèi)蓬勃的海上風(fēng)電市場，產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)也圍繞行業(yè)痛點，推出自己的解決方案。

腐蝕問題是海上風(fēng)電面臨的主要困擾之一。海虹老人北亞投資有限公司業(yè)務(wù)拓展部經(jīng)理王璟表示，腐蝕的產(chǎn)生通常伴隨四個基本要素，金屬本身比較活躍的一些地方會產(chǎn)生陽極，不活躍的地方產(chǎn)生陰極，通過電解質(zhì)，比如水和濕度比較高的液體，會形成一種導(dǎo)電體，然后在陽極到陰極有一個電離子回路的回旋，回路的電路形成，這樣造成腐蝕，所以我們解決腐蝕的問題，就要盡量規(guī)避或者是延緩這個四個因素的發(fā)生，這個就是我們稱之為控制腐蝕。

針對腐蝕問題，佐敦涂料（張家港）有限公司電力行業(yè)經(jīng)理陳景鑫介紹，應(yīng)用佐敦免維護(hù)涂料方案，在浪濺區(qū)的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)，塔筒，高速運轉(zhuǎn)的葉片以及海上的升壓站區(qū)域，可實現(xiàn)30年以上的免維護(hù)，從而在海上風(fēng)電整個生命周期內(nèi)實現(xiàn)降本。新建階段的降本來自于腐蝕余量優(yōu)化，防腐階段的降本在于直接減少了一個防腐維修的工程量以及人員長期成本，兩環(huán)節(jié)綜合考量，整個生命周期內(nèi)單樁成本可以從62萬降低15萬。

Polytech A/S材料研發(fā)總監(jiān)拉斯姆斯·康·約翰森指出，葉片腐蝕的程度和時間與風(fēng)機(jī)的設(shè)計及環(huán)境因素息息相關(guān)，通過設(shè)置下相關(guān)模型，葉片的腐蝕過程可以被預(yù)測，并且計算出前緣防護(hù)的長度。

他介紹，為了減少葉片的腐蝕，Polytech A/S也可以進(jìn)行風(fēng)機(jī)設(shè)計和運行環(huán)境的改變，并給出相關(guān)調(diào)整與腐蝕變化的量化分析。全球降雨圖和風(fēng)速圖的準(zhǔn)確的測繪使我們模型的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，Polytech A/S據(jù)此計算具體地點風(fēng)機(jī)葉片的受腐蝕情況。

會上，隔而固（青島）振動控制有限公司總工程師高星亮分享了調(diào)諧質(zhì)量減振器在海上風(fēng)電安裝中的應(yīng)用。

他指出，通過研究調(diào)諧質(zhì)量減振器可以發(fā)現(xiàn)，TMD是解決風(fēng)電發(fā)電機(jī)問題的有效手段。在安裝階段，調(diào)諧質(zhì)量減振器的應(yīng)用，可有限抵減不規(guī)則的機(jī)艙擺動，節(jié)省60%的安裝時間。同時，在風(fēng)機(jī)領(lǐng)域，調(diào)諧質(zhì)量減振器不僅可用于解決風(fēng)振問題，包括垂直運輸，風(fēng)機(jī)運輸，升壓站及噪聲控制等方面均可應(yīng)用。