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逐风踏浪 建起海上风电场

【蜂耘网 新能源】清晨,天气凉爽,江苏省盐城市不时降下阵阵小雨。系紧救生衣,戴好安全帽,中国环境报记者准备跟随金风科技股份有限公司(以下简称金风科技)海上业务单元服务总监田徐平等人前往盐城市国能大丰H5#海上风电场。

 

田徐平已参与海上风电工作近十年,他所在的金风科技是国能大丰H5#海上风电场的技术设备提供商,主要负责提供风电场机组及运维工作。“当你站在大海中心的甲板上,看着风电场上这些转动的大风机叶片,源源不断地将风电送进千家万户,只会觉得震撼、感动。”即便身为“老将”,田徐平依然会有这样的感觉。

 

近年来,我国海上风电产业迅猛发展,规模不断扩大。一个个风电场是如何建成的,效益如何,又有着怎样的优势?带着这些问题,记者乘上交通船,向海上风电场启程。

 

32座白色“巨塔”:满足3万多户三口之家一年家庭用电量

 

盐城市,作为江苏省海岸线最长的地级市,具备得天独厚的海洋资源和丰富的风能资源。

 

田徐平介绍,国能大丰H5#风电场一年输出的绿色电力能满足3万多户三口之家一年的用电量。

 

海浪翻腾,夹杂着微微细雨。即便扶着栏杆也让人难以在甲板上站稳。“从盐城市大丰港出发到国能大丰H5#风电场大约有67公里路程。陆地上汽车只要跑1个小时的距离,乘海上交通船单程却要近5个小时。”田徐平说。

 

海上环境变化很快,海底地质条件也十分复杂,受潮汐、波浪、热带气旋等多方面因素影响,和陆地上风电机的速度没法比较。

 

但对于海上风电来说,盐城却是极佳的建设点位。据了解,盐城地区近海100米高度年平均风速超过7.6米/秒,远海年平均风速接近8.0米/秒,是江苏省乃至全国海上风电开发建设条件最好的区域之一。同时,盐城海岸线漫长,少见良港,多为滩涂,地貌也使得建设海上风电场的自然条件更加便利。

 

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海上风电场的风机徐徐转动。李翔宇摄

 

时间转瞬即逝到了下午。一望无际的海面上,数十台白色“巨塔”在雨中渐渐显出了身形。乘船近看,近百米长的叶片划过头顶,在机组的带动下像被按下倍速播放,与远眺时截然不同。正是风电机叶片这一圈圈的转动,才得以将风能源源不断地转化为清洁电能,送进千家万户。

 

2021年是中国海上风电步入平价时代前的最后一年,海上风电建设迎来高峰期。为保项目电价和交付,中国从北到南的海域呈现出一片吊装的忙碌景象,盐城市也不例外。

 

“这个项目共有32台GW184-6.45MW智能海上风电机组,建起这样一片庞大的风电机并非易事。” 回忆起吊装过程,国能大丰H5#风电场场长蒋晓松向记者介绍,这是当年国内在建离岸最远的海上风电项目之一,加上海洋环境复杂,有不小的施工难度。

 

天然条件有缺陷,就从技术上弥补。“为实现高效吊装,我们采用了定制化吊装技术,充分发挥船机性能的同时,调整机组出厂方式,增加机组配套吊索具备资源投入,并优化了安装工序。”国能大丰H5#项目经理张学腾告诉记者,当时最快的一台机组仅用30多个小时就完成了吊装。

 

据了解,这也是全国首个由地级市国企开发建设的海上风电场项目。“吊装完成后,整个风电场静调、动调历时不到1个月的时间,是江苏省大丰区域2021年海上风电建设高峰期间,首个完成吊装工作且并网调试上网的项目。”讲到这里,蒋晓松的眼里满是自豪。

 

事实证明,国能大丰H5#风电场也没有辜负他们的期望。2022年,项目在全年风况较往年有所下降的情况下,实现年度发电量6亿千瓦时,超额完成全年发电任务,投产第一年就创造了发电量超可研设计值的成绩,并在2022年江苏省海上风电生产运行指标对标评比中位列前三名。

 

高效清洁是优势:“向海图强”成为风电发展关键目标

 

提起风电,最大的特点还是清洁。

 

“比较常见的火力发电和水力发电不仅加剧能源紧张问题,也会对生态环境造成影响。自然风力带来的‘绿电’高效清洁,对可持续发展有着十分重要的作用。”田徐平说。

 

当前,我国海上风电发展正步入快车道,“向海图强”已成为中国风电发展的关键目标。同时,我国陆上风电开发空间逐渐趋于饱和,而海上风电的开发潜力更大。尤其在进入“大风机”时代后,大兆瓦机组建设成为主流,而且在海洋环境中风能资源条件更好,也更适合建设大兆瓦机组。

 

不仅如此,我国用电重点区域主要在东部沿海,海上风电的就近消纳效果更好,能够减轻西电东送压力。因此,像国能大丰H5#风电场这样的海上风电场,将为我国海上风电开发起到显著的示范作用。

 

哪怕是对于奋战在一线的“风电老兵”而言,如今能看到这样巨大的叶片,也是倍感震撼。2007年,金风科技在渤海建成的1.5兆瓦风机叶片长度还不到40米。如今,国能大丰H5#风电场的风机叶片长度已达90米。这种震撼不仅来自叶片本身,更源于技术进步。

 

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搭载90m叶片的GW184-6.45MW海上机组。李翔宇摄

 

风机越大,叶片越长,在同一块地方的扫风面积和利用风的能量就越大,资源利用也更充分,这也是海上风电的一大优势。蒋晓松说:“近百米长的叶片,在陆地上是很难运输的。但在海上就不存在这个问题,直接用专业运输船拉过去即可。”

 

应用更大的风机,能够节省用海面积、提高发电效率、降低安装施工成本,继而推动项目整体度电成本下降,这是海上风电发展的核心竞争力。

 

蒋晓松给记者算了一笔账:“以100万千瓦海上风电项目为例,如果采用8兆瓦机组,需要125台;采用16兆瓦机组,只需63台,能节约35%以上的用海面积、降低40%以上的塔筒成本。另外,16兆瓦风机捕风效率有所提高,发电量比两台8兆瓦风机还要提升6%以上。总体推算,项目度电成本能降低12.5%左右。”

 

提到近期的成果,就绕不开金风科技在福建省建成的全球首台16兆瓦超大容量并网发电的海上风电机组。田徐平表示,这台“全球单机容量最大、叶轮直径最大、单位兆瓦重量最轻的风电机组”,标志着金风科技海上风电大容量机组研发制造及运营能力再上新台阶,达到国际领先水平。

 

未来仍面临挑战:要突破技术壁垒,降低生产成本并提高运维能力

 

近年来,随着海上风电资源的不断投入开发和政策扶持,我国海上风电发展驶入“快车道”。

 

“就盐城市而言,现已成为长三角地区首个‘千万千瓦新能源发电城市’,新能源发电量占全社会用电量的60%以上。”田徐平介绍。

 

当然,海上风电的“巨轮”驶向远洋的同时,仍面临一些挑战。目前,我国风电产业链,尤其是其制造环节,发展已相对成熟,但在传动系统轴承、变流器、变压器等技术门槛相对较高的环节,国产化率方面尚存突破空间。与此同时,我国风电行业已全面进入平价上网阶段,压缩生产成本的需求也越来越强烈。

 

“接下来我们还会加大在技术创新方面的投入力度,强化自主创新能力,尽快突破技术壁垒,加速关键核心技术的国产化替代,推动成本持续下降。”蒋晓松说。

 

另外,海上风电场因长期暴露在海洋环境中,所以维护成本通常比陆上风电场更高。“建设好风机固然重要,若不做好运维,就没法保证设备良好运行,取得最大效益。”田徐平介绍。

 

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运维人员登上风机平台。金风科技供图

 

出现问题的部件可能价值并不高,但算上人员费用、海上交通船租金等支出,出一次海的总体花费可能高于出问题部件本身的产品成本。不仅如此,海上突发情况较多,常出现涨潮退潮、通讯不畅、极端天气等不可控制和避免的问题。如果运维人员专业能力和企业管理水平跟不上,海上风电场运维工作就可能失控。

 

“因此,对我们而言会尽可能保证所有问题在岸上解决。”田徐平介绍,金风科技运维团队采用了“计划、准备、执行、复盘”四个维度的标准化作业流程,在出海作业前对目标任务进行细分拆解,明确运维人员工作目标,努力提高“一次完成率”。

 

从业近十年来,田徐平已是一名“老将”,但团队中加入了很多90后甚至00后的“新鲜血液”,实战经验还比较薄弱。对他们来说,增强技术培训和专业素养,也是提升运维能力的关键。

 

在与工作人员的交流中,时间不知不觉到了傍晚。乘船返回时,巨大的风机上已披上了一层暮色。田徐平又回头望了望这片依然徐徐转动的“巨塔”,对他们而言,从吊装到维护,这些风机就像自己的孩子一样,见证了它们不断成长的过程,虽然还面临着许多挑战,但他依旧十分乐观,并充满信心。

 

“为了跟上海上风电发展的脚步,我们也会继续提升海上风电技术,加强人才队伍建设,打造‘海上风机、海上工程、海上运维、海上培训’四位一体的整体解决方案以及海上风电产业生态圈,推动海上风电的高质量发展。”田徐平说。

 

夜幕降临,风机塔顶的航空灯如星光般闪烁,指引着返航的方向,也指引着海上风电场未来的发展。

 

 

(蜂耘新能源网 责任编辑:娟子)

2023-09-15 15:28

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来源:中国环境报
近年来,我国海上风电产业迅猛发展,规模不断扩大。一个个风电场是如何建成的,效益如何,又有着怎样的优势?带着这些问题,记者乘上交通船,向海上风电场启程。

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