海上风机“18兆瓦时代”整机厂商不止一家

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图为中国三峡集团海上风机。中国三峡集团供图

不久前，具有完全自主知识产权的新一代18兆瓦海上直驱风力发电机组下线。 成为目前已下线的全球单机容量最大、叶轮直径最大的海上直驱风力发电机组。 2021年，海上风电机组最大单机容量仍为16兆瓦。

值得注意的是，开启海上风机“18兆瓦时代”的整机制造商不止一家。 中国东方电气集团有限公司、明阳智慧能源集团有限公司、中国船舶集团海装风电有限公司均宣布2023年自主开发18兆瓦海上风电机组。

放眼全球，我国海上风电的快速发展更为明显。 《全球海上风电产业链发展报告》显示，我国海上风电机组产能占全球市场的60%，发电机产能占全球市场的73%。 我国已成为全球海上风电累计装机容量最大的国家。 那么，我国发展海上风能有哪些潜力呢？ 海上风电发展的技术路线有哪些？ 发展海上风能对我国能源体系有何意义？ 带着这些问题，记者采访了相关专家。

我国海上风能资源较为丰富

“与陆上风能资源相比，海上风能资源丰富、储量大，可以集中连片大规模开发。” 长期从事风能研究的中科院力学研究所研究员杨晓雷告诉记者，海上风能资源具有良好的风速。 ，高功率密度。 此外，风电场的建设需要大量的空间。 海洋面积广阔，没有地表障碍物的限制，可以不断向更远、更深的方向拓展。

我国海上风能资源丰富，发展海上风电具有得天独厚的优势。 杨晓雷表示，一方面，我国近海和深海、离岸200公里以内、水深不足100米的海上风能蕴藏着巨大的可开发量。 另一方面，我国海上风电产业在制造、安装等领域具有较强的国际竞争力。

不仅如此，与陆上风机产生的电能相比，海上风机产生的电能到达沿海地区等能源需求高地区的距离更短、成本更低，更适合大规模开发。 福建、浙江、山东、江苏、广东等用电大​​省恰好位于沿海地区。

我国拥有漫长的海岸线、广阔的大陆架和众多的岛屿。 海上风能资源技术开发潜力超过3500吉瓦。 如今，我国新增海上风电已位居全球第一，成为全球最重要的海上风电市场之一。 在国家政策的支持下，国内不少海上风电企业开始发力“从海洋获取能源”。

“海上风电的重要定位要从两个方面来理解。” 中国工程院院士、中国华能集团原董事长舒印彪表示：“从战略角度看，海上风电对于实现碳达峰和碳中和目标具有重要意义； 从科技层面来说，风电产业链技术是国际上必须争夺的制高点。”

海上风电开发有两条技术路线

将风力涡轮机从陆地移动到海上并不是一件容易的事。 由于离岸距离和区域位置的差异，自然环境变化十分复杂。 在30多年的发展实践中，海上风电产业逐渐形成了海上风能和深海风能两条发展技术路线。

在上海东海大桥区域，高大的海上风力发电机已在风中旋转了近14年。 “这是亚洲首个海上风电场，也是利用固定基础开发近海风能的典型范例。” 杨晓蕾告诉记者。 记者了解到，固定基础是利用浅水区的固定平台结构将海上风机固定在海上的一种方法。 近海海域海底结构稳定，风、浪、流的综合影响较小。 采用固定基础技术难度较小，建设成本较低。 是海上风能开发的首选解决方案。

然而，离岸60多海里的深远海浪汹涌，水深超过70米，施工队伍无法将海上风机的基础直接牢固地插入海底。 在这种海域，施工队选择利用浮动基础在海上拖动风力发电机。

在我国南海，一座高度超过100米的海上风力发电机矗立在三角形结构的浮动平台上。 远远望去，巨大的桨十分引人注目。 这就是世界上第一座抗台风的浮动式海上风力发电机——“三峡龙头”。 将于2021年12月正式并网发电，标志着我国海上风电迈出了从深海获取风能资源的步伐。

“与‘立’在海底的海上机组不同，风力发电机和浮动平台通过锚与海底相连，像不倒翁一样漂浮在海面上。” 杨小雷说，“要让风力发电机安全稳定地漂浮，需要综合考虑叶片中的空气、动力学、风力发电机控制、浮动平台结构设计、海洋环境等因素，难度极大。”

目前，欧洲仍然是远海海上风电的先驱。 在欧洲市场，已建成20余台浮动式单柱风机和10余台半潜式风机。 许多海上风电也已在更远的海域进行了规划。 在我国，除了“三峡领航船”外，中国海洋装备集团公司的“福耀”号和中海油的“海上观澜”号两座浮动式海上风电平台也已并网发电。

积极推动第三代风能技术发展

海上风电因其运行效率高、输电距离短、不占地、适合规模化开发等特点，在相关部委发布的能源规划和国家能源局等文件中被视为未来重点发展方向。我国许多沿海省份。

国家发改委等九部门联合印发的《可再生能源发展“十四五”规划》提出，有序推进海上风电基地建设，积极推进深海风电创新和示范应用。海上海上风电技术，不断推动深海海上风电发展。 降低风电成本、提高效率，实现海上风电平价示范。

“发展海上风电对我国能源体系具有重要意义。” 杨晓蕾告诉记者，发展海上风电可以帮助我国实现能源结构多元化，减少对化石能源的依赖，提高我国能源安全性和可靠性，带动相关产业发展，为经济增长注入新动能。 同时，海上风电符合可持续发展战略要求，可以促进绿色低碳发展和生态文明建设。

但作为技术密集型高新技术产业，我国海上风电特别是深海风电的发展仍面临诸多困难。 例如，海上的恶劣条件会给设备和系统带来更大的挑战。 我国在海上风电建设、运营和维护方面还存在一些短板。

杨晓蕾认为，海上风能技术是风能技术的前沿。 他建议，积极推动以现场级控制为目标的第三代风能技术发展，加快组织围绕风能波动、间歇特性等相关理论和方法的基础研究，推动相关核心技术的突破。 同时，加强海上风电制氢、海水淡化等技术研发，推动海上风能规模化综合应用。

浩瀚的海洋充满了风和闪电。 未来，中国的“大风车”将落户更广阔的海域，不断将海风转化为能源。