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探訪國內(nèi)首個百萬千瓦級風(fēng)電場:從一葉“扁舟”到百萬“叢林”

中國電力網(wǎng)發(fā)布時間:2022-09-22 14:02:40  作者:黃克瑤 馬冠樸

  本網(wǎng)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(fēng)電機(jī)組矗立在三角結(jié)構(gòu)的漂浮平臺之上,遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去,“三峽引領(lǐng)號”標(biāo)識赫然醒目,那葉片轉(zhuǎn)動1小時,滿發(fā)5500千瓦時電量可夠一個三口之家用上兩年。

  其周邊,314臺風(fēng)機(jī)林立,展翅飛旋間,海風(fēng)化為清潔電能點(diǎn)亮千家萬戶,這里是國內(nèi)首個百萬千瓦級海上風(fēng)電場——廣東陽江沙扒海上風(fēng)電場,這片吸風(fēng)吐電的海上“森林”正為粵港澳大灣區(qū)可持續(xù)發(fā)展源源不斷注入綠色動力。

  乘風(fēng):電從海上來

  “海上燈火通明,相當(dāng)震撼。”時至今日,三峽能源陽江公司副總經(jīng)理滕華燈依然記得三峽陽江沙扒海上風(fēng)電場風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)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(fā)拓展,我們5期項目同時建設(shè),最多有100多條船同時作業(yè),24小時全天候施工。”

  每每回首,作為十年海上風(fēng)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(nèi)首個百萬級海上風(fēng)電場,每年可為粵港澳大灣區(qū)提供56億千瓦時的綠電。”


▲ 夕陽下的海上風(fēng)電場 攝影:安健

  粵港澳大灣區(qū),中國最具經(jīng)濟(jì)發(fā)展活力的區(qū)域之一,2021年經(jīng)濟(jì)總量約為12.6萬億元,以不到全國0.6%的面積,創(chuàng)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(diǎn)區(qū)域,2021年的全社會用電量高達(dá)7600億千瓦時,能源缺口大,主要依靠跨區(qū)送電來緩解。

  能源發(fā)展一頭連著物質(zhì)文明建設(shè)、一頭連著生態(tài)文明建設(shè),實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型,必須跨越能源轉(zhuǎn)型變革這個關(guān)口。

  黨的十八大以來,我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整突飛猛進(jìn),到“十三五”末煤炭消費(fèi)占能源消費(fèi)總量比重歷史性降至56.8%,非化石能源消費(fèi)比重不斷攀升,海上風(fēng)電亦是重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。“‘十四五’期間,海上風(fēng)電開發(fā)建設(shè)正進(jìn)一步走向規(guī)模化。”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(fā)展海上風(fēng)電的優(yōu)越自然條件,且靠近電力負(fù)荷區(qū),可以降低遠(yuǎn)距離送電損耗。陽江市委常委、副市長孫波表示,“海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)對推動當(dāng)?shù)啬茉唇Y(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義”。

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

  2021年12月,總裝機(jī)容量200萬千瓦的三峽陽江沙扒海上風(fēng)電項目正式并網(wǎng)發(fā)電,作為集中連片規(guī)?;_發(fā)的大體量風(fēng)電場,每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)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(chǎn)清潔電能超20億千瓦時,為提升粵港澳大灣區(qū)能源保障能力做出積極貢獻(xiàn)。

  破浪:奮楫潮頭立

  湛藍(lán)海面與蔚藍(lán)天空交相輝映,無風(fēng)、無浪、天朗氣清,三峽能源陽江公司工程管理部主管葉子龍?zhí)寡裕?ldquo;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(fēng)季節(jié),風(fēng)高浪急,冬季涌浪基本在2.5米以上,最高時可達(dá)4米以上,每年可作業(yè)的氣候窗口期只有100天左右。

  “時間緊,任務(wù)重,工程建設(shè)要抓住窗口期出海作業(yè),但有時海況卻急轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)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(fēng)港灣,還是海上風(fēng)電場的“心臟”,風(fēng)機(jī)產(chǎn)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(yù)制的鋼管樁植入導(dǎo)管架的樁腿內(nèi),我們折騰了很久。”來自三峽集團(tuán)的倪道俊曾經(jīng)親歷項目建設(shè),他感慨道,“吊裝船好不容易進(jìn)入作業(yè)區(qū),不一會兒就刮起了大風(fēng),只能將船撤到錨地避風(fēng)。十幾天里,吊裝船三進(jìn)三出……”。

  廣袤的大海除了令人生畏的風(fēng)浪,還有錯綜復(fù)雜的海底地質(zhì)條件。

  “海上風(fēng)電基礎(chǔ)要固定在海底,這是保證風(fēng)機(jī)在海面之上安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。但海底的情況遠(yuǎn)比我們想象的復(fù)雜,巖層變化可以超過幾十米,基礎(chǔ)型式的選擇需要因地制宜,只能在實(shí)踐中不斷摸索創(chuàng)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(nèi),搭載風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)就已是“型”式各異。

  “這里已經(jīng)成為了國內(nèi)海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)‘博物館’,”潘宏冠介紹,“我們采用了8種基礎(chǔ)型式,基本囊括了國內(nèi)用的基礎(chǔ)型式,但即便是國內(nèi)曾使用過的,在這里也根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行了優(yōu)化探索。比如單樁基礎(chǔ),其實(shí)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(dǎo)管架、芯柱式嵌巖導(dǎo)管架、斜樁植入嵌巖導(dǎo)管架、大直徑四樁導(dǎo)管架、漂浮式基礎(chǔ)等基礎(chǔ)型式更是國內(nèi)首次使用。”

  領(lǐng)航:捕風(fēng)深遠(yuǎn)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(fēng)電平臺,搭載全球首臺抗臺風(fēng)型漂浮式海上風(fēng)電機(jī)組,組成“三峽引領(lǐng)號”,在廣東陽江海上風(fēng)電場成功并網(wǎng)發(fā)電,至此,我國在全球率先具備了大容量抗臺風(fēng)漂浮式海上風(fēng)電機(jī)組自主研發(fā)、制造、安裝及運(yùn)營能力。

  “未來在深遠(yuǎn)海開發(fā)海上風(fēng)電,固定式風(fēng)機(jī)的建設(shè)難度和成本會大大增大,漂浮式風(fēng)機(jī)的適用性便會凸顯。”談起漂浮式風(fēng)機(jī),潘宏冠總是滔滔不絕,他與漂浮式風(fēng)機(jī)的緣分可以追溯到4年前。

  “第一次接觸海上風(fēng)電是在剛讀研的時候,當(dāng)時三峽集團(tuán)與我所在的課題組達(dá)成漂浮式風(fēng)機(jī)的科研項目合作,我有幸參與其中。”見證了漂浮式風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)的相關(guān)研究,2015年三峽集團(tuán)開始布局相關(guān)技術(shù)研究,2018年在廣東獲批立項開展配套技術(shù)研發(fā),最終2020年下半年開工建造,2021年12月正式并網(wǎng)發(fā)電,實(shí)現(xiàn)了我國漂浮式風(fēng)電樣機(jī)技術(shù)領(lǐng)域從0到1的突破。”

  “向海洋探索,是人類文明進(jìn)步的一個標(biāo)志。”中國工程院院士王浩說,“當(dāng)前沿海各省正在打造海洋經(jīng)濟(jì),探索的腳步逐步從近海到深海前行,為實(shí)現(xiàn)強(qiáng)國富民的目標(biāo)不斷努力開拓。”


▲ “三峽引領(lǐng)號”漂浮式風(fēng)機(jī) 攝影:陳磊

  就海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)而言,我國深海風(fēng)資源總量約10億千瓦,相當(dāng)于近海風(fēng)資源的2倍,發(fā)展?jié)摿薮螅?ldquo;從近海到遠(yuǎn)海、從淺海到深海、從固定基礎(chǔ)變?yōu)槠∈狡脚_,將是未來海上風(fēng)電場建設(shè)的必然趨勢。”滕華燈說道,“‘三峽引領(lǐng)號’漂浮式風(fēng)機(jī)就是我們風(fēng)電行業(yè)走向深遠(yuǎn)海的一次探索。”

  “三峽集團(tuán)對于陽江市和整個海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都起到了重要作用,不但帶動產(chǎn)業(yè)鏈上下游在陽江聚集,也對產(chǎn)業(yè)鏈起到了投資帶動、科技引領(lǐng)的表率作用。”廣東東方海纜有限公司總經(jīng)理陳建民說道。

  2018年,得益于三峽陽江沙扒海上風(fēng)電場的建設(shè),寧波東方電纜被引入陽江,在當(dāng)?shù)爻闪⒘藦V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(fēng)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(jìn)入陽江并在這里落戶建廠的企業(yè)之一,目前已為陽江沙扒海上風(fēng)電場提供了260余套風(fēng)機(jī)塔筒。“三峽集團(tuán)全力推動海上風(fēng)電集中連片開發(fā),我們承接了訂單,促進(jìn)了本企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展,帶動了生產(chǎn)、管理、技術(shù)等創(chuàng)新。”水電四局(陽江)海工裝備有限公司副總經(jīng)理張浩然說。

  如今,廣東東方海纜、水電四局、金風(fēng)科技、陽明智能等20多家企業(yè)齊聚陽江,陽江已被列為廣東唯一的海上風(fēng)電全產(chǎn)業(yè)鏈基地,還將以打造國際風(fēng)電城作為未來城市規(guī)劃的重點(diǎn)目標(biāo)。

  滕華燈還告訴記者,有了陽江沙扒風(fēng)電場的建設(shè)經(jīng)驗(yàn),三峽集團(tuán)正在準(zhǔn)備陽江近海深水區(qū)青洲300萬千瓦海上風(fēng)電場項目的建設(shè),這個項目投產(chǎn)后將為廣東海上風(fēng)電平價上網(wǎng)豎起新的標(biāo)桿。

  縱觀我國海上風(fēng)電發(fā)展歷史,起步雖晚,卻于后發(fā)處崛起。截至2021年底,我國海上風(fēng)電裝機(jī)已達(dá)2639萬千瓦、占全球總量的54%,規(guī)模躍居世界第一?!?ldquo;十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》指出,“鼓勵建設(shè)海上風(fēng)電基地,推進(jìn)海上風(fēng)電向深水遠(yuǎn)岸區(qū)域布局,積極推進(jìn)東南部沿海地區(qū)海上風(fēng)電集群化開發(fā)”,我國海上風(fēng)電進(jìn)一步迎來重大發(fā)展機(jī)遇期。

  “當(dāng)前,向海發(fā)展的恢宏大幕已經(jīng)展開。三峽集團(tuán)將充分發(fā)揮資金、技術(shù)、管理、人才等方面優(yōu)勢,積極探索海上風(fēng)電融合發(fā)展新模式,當(dāng)好產(chǎn)業(yè)鏈‘鏈長’,實(shí)現(xiàn)以資源開發(fā)帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展、以產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)資源開發(fā)的海上風(fēng)電發(fā)展良性循環(huán),打造風(fēng)電裝備產(chǎn)業(yè)集群,助力海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。”三峽集團(tuán)董事長、黨組書記雷鳴山表示。

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