▼ 本报记者 叶伟
我国海上风电正在加速从“浅蓝”走向“深蓝”。
7月3日，全球单体容量最大的漂浮式风电平台“明阳天成号”在广州完成安装。这是全球首台双风机漂浮式海上风电平台，首创“V”字型塔架结构，总装机容量16.6兆瓦。
在全球能源转型和“双碳”目标下，我国海上风电呈现提速发展之势，走向深远海成为其主要发展趋势之一，随着漂浮式风电技术逐步成熟，其商业化规模化应用正蓄势待发。
加速迈向深蓝
“明阳天成号”由明阳智慧能源集团股份公司自主研制，其漂浮式基础由中船黄埔文冲船舶有限公司建造。该平台将在广东阳江青洲四海上风电项目投入使用。据测算，该平台正式投运后，平均每年可发电约5400万度，能满足3万户三口之家一年的日常用电。
不同于常见风车造型的海上风电平台，“明阳天成号”由一个漂浮在海面上的“Y”字型漂浮式基础以及安装在基础上的3个橄榄球形浮筒、1个“V”字型塔架、2台风机组成，两组巨大的风叶“并蒂”而开。
“明阳天成号”平台叶轮最高处达219米，空中最大宽度约为369米，整座风电平台排水总量约1.5万吨。两台8.3兆瓦风机的叶轮尖端之间间隔5米，实现最大化的捕风率。平台整体拖航设计吃水5.5米，可应用于水深35米以上的全球广泛海域。
“随着浅海的海上风电发展逐渐饱和，深远海就成为海上风电发展的必然趋势。”明阳集团漂浮式风机设计平台总设计师王超说，“明阳天成号”是我国海上风电走向深远海的重要探索。
“近年来，我国在深远海风电开发的核心技术和实践经验上，已取得一系列成果：‘三峡引领号’‘海油观澜号’‘扶摇号’‘国能共享号’等多个漂浮式风电机组平台实现并网或安装。这些漂浮式风电机组平台创造了包括全球首台抗台风、全球最大、全球首个离岸距离与海水深度‘双百’、全球首个风光渔融合等多项佳绩，为我国海上风电加速走向‘深蓝’夯实基础。”中国可再生能源学会风能专业委员会秘书长秦海岩表示。
同时，根据相关机构测算，我国漂浮式海上风电理论潜力发展规模高达600GW，市场前景可期。秦海岩说，深远海将是我国海上风电开发的主战场。
面临诸多挑战
海上风电向深远海发展是必然趋势，但漂浮式海上风电尚处于起步阶段，还面临着诸多挑战。
王超表示，要走向深远海就会面临两大挑战：第一，深远海会面临更加恶劣、极端的海洋环境，比如台风，极端的海况海浪等；第二，更高的成本造价。“抗风浪、降成本，成为漂浮式风电平台需要解决好的两个问题。”
“根据国内外开发经验，深远海风电项目开发成本仍然很高。”秦海岩说，目前国内远海浅水区的风资源开发（固定式海上风电）平价下全投资收益率可达6%，已经初步具备经济性。而远海深水区的漂浮式项目造价高达4万-5万元/千瓦。
“与近海机组固定在海底不同，漂浮式风电机组是通过锚系与海底连接，像‘不倒翁’一样漂浮在海面上。”中国船舶集团海装风电股份有限公司漂浮式工程师周昊表示，要让海上风机安全稳定地漂浮起来，需要综合考虑叶片空气动力学、风电机组控制、海洋环境等多重因素，极具难度。同时，我国海洋环境较为复杂，存在台风、内波、涌浪等极端情况。这些恶劣环境条件给漂浮式风电基础带来极大的技术挑战。
此外，技术创新和制造能力的不足是目前漂浮式海上风电发展的主要瓶颈之一。比如，风电机组是海上风电的核心，我国大型化海上风机的研发和批量制造能力与国际先进水平还存在差距，设备长期运行可靠性还需要进一步验证。同时大型风机从产品研发、样机示范到批量制造需要一个迭代完善的过程。
降本增效是关键
面对机遇与挑战，漂浮式海上风电该如何发展？业内人士认为，需要着重在健全政策体系建设，加强创新实践等方面发力，确保我国漂浮式海上风电实现商业化发展。
秦海岩表示，一方面建议国家能源主管部门针对深远海风电开发的特征，加强顶层设计，按照统一化、集约化、规模化发展的原则，组织编写全国深远海风电发展规划；另一方面，需尽快通过建设一批漂浮式海上风电示范项目，推动技术进步，积累建设经验，促进产业链完善，创造规模化效益，努力降低深远海风电开发成本，提升其经济性。
“机组大型化是降本最直接的手段。”周昊说，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。
周昊还表示，数字化和智能化技术的进步可以提高漂浮式海上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。规模化、多场景开发可降低综合造价，应该创新发展“海上风电+海洋牧场”“海上风电+制氢”“海上风电+海上光伏”“海上风电+海洋能”等新模式新路径，推动漂浮式海上风电高质量发展。
王超也表示，要推进漂浮式风机的关键技术创新，加快先进的漂浮式风机控制技术、中国复杂环境潜水系泊设计技术等研发力度，搭建海上风电场台风气象数字化平台，推动海上风电加速走向“深蓝”。
