降本与创新是漂浮式风电破题之法

□ 张小宝

 

日前，第二届中国深远海海上风电大会在广东省广州市召开。参会嘉宾围绕深远海风电规划、勘测、开发建设、配套产业的技术创新、漂浮式海上风电等内容展开研讨。作为国内海上风电的先行者和漂浮式海上风电的开拓者，中船海装风电有限公司（以下简称“中船海装”）聚焦漂浮式海上风电的技术探索与思考进行交流分享。

据统计，全球近80%的海上风力资源潜力分布在60米以上的海域。截至2023年5月，全球漂浮式海上风电机组的累计投运容量在20.6万千瓦左右，累计投运数量约36台。其中，有7台样机在完成测试工作后被拆除。投运的小批量或商业化项目共4个，总容量在15.9万千瓦左右。

由于起步较早，欧洲漂浮式风电已进入小批量预商业化阶段，从概念设计、室内试验到小型样机研发、样机长期运行，再到大兆瓦漂浮式机组示范应用，国外已形成一套完整的开发路径，而中国的漂浮式风电发展还处于样机示范阶段，目前已实现安装的漂浮式机组样机只有屈指可数的4台，总装机容量仅为23兆瓦，这意味中国的漂浮式风电发展之路还任重道远。

“扶摇号”是中船海装在2022年推出的一款漂浮式海上风电装备，也是我国首台按深远海进行设计、工程实施及测试验证的浮式风电装备。该装备采用半潜式基础技术路线和风电机组、浮式基础、系泊锚固、动态海缆一体化建模及仿真设计，具有安装方便、成本可控、维护难度低、可靠性高等优势特点。

该风电装备已于今年8月在智能微网模式下运行发电，它的成功研发和应用，是中船海装在漂浮式海上风电领域的一项重要突破，助力我国漂浮式风电技术达到一个新高度。目前，中船海装已具备了从气象环境资源数据出发开展浮式风电装备研制的正向设计及实施能力，以及总体设计技术、一体化仿真分析技术、水池缩比试验验证技术、适应性优化技术、建造施工技术等浮式风电全流程技术开发能力，可为漂浮式风电开发建设提供“一站式”整体解决方案。

机组大型化是降本最直接的手段。风电机组尺寸的增长是降低度电成本的一个重要因素，更大的单机功率，在提升发电量的同时，可以有效节约用海面积、降低机位点数量，进而降低海上风电场工程建设与运维成本。中船海装开发的新一代漂浮式风电装备，将匹配18兆瓦平台机组，风轮直径为260米，更大的扫风面积、更高的发电收益，将促进风电装备成本的进一步降低。

全流程一体化设计可从源头控制成本。从装备层面，风电机组与浮式基础一体化设计，除了更好利用风资源，提高能源利用效率外，还可提高装备的可靠性和稳定性，减少运维成本和风险。从工程实施层面，将装备设计与工程实施方案结合起来，可以更好协调各环节工作，减少不必要的成本和资源浪费，提高工程实施的整体效率和质量。

数字化和智能化技术的进步可以提高浮式风电的稳定性和可靠性，增强风电设备的故障诊断和预防能力，降低机组运行成本。通过智能化监测和控制系统，可以对风电设备的运行状态进行实时监控和数据分析，及时发现和解决潜在问题，避免设备损坏和停机事故的发生。同时，数字化和智能化技术还可以实现风电设备的远程监控和管理，提高运维效率，降低维护成本。

规模化、多场景开发可降低综合造价。漂浮式风电装备的机组、浮体、系泊系统、施工费用分别占比15%、30%、20%、25%左右，经测算，当单体规模达到200兆瓦以上时，漂浮式风电的单位成本和度电成本可显著下降。所以，要实现漂浮式风电的综合降本，规模化、多场景开发是有力举措。

目前，中船海装在漂浮式风电多场景应用上已进行了充分探索，在风光储一体化建设和智能微电网技术应用上也拥有丰富经验，再加上中国船舶集团风电产业链的协同开发，浮式风电+深海养殖+海上制氢+海水淡化+智慧能源岛+海洋文旅……一体化融合发展的蓝色海洋经济综合体就在前方。