今夏,中国海上风电捷报频传,全球首台16兆瓦超大容量海上风电机组并网发电,金风海洋“中天31”1600吨自升式风电安装平台成功下海……恰逢这一契机,《人民日报》访谈金风科技海上业务单元总经理于晨光,解读中国海上风电产业链发展动能,探索中国风电向海图强的关键路径。
近日,全球首台16兆瓦超大容量海上风电机组在福建并网发电,标志着我国海上风电大容量机组研发制造及运营能力再上新台阶。推动度电成本下降,研制关键零部件,发展走向深远海……近年来,我国海上风电产业发展迅猛,已进入规模化开发阶段。面向未来,随着技术不断突破、跨产业融合发展持续推进,海上风电行业将走得更远、更稳。
福建北部海域,一台台百米高的白色风机迎风转动,将绿色电能送往千家万户。日前,全球首台16兆瓦超大容量海上风电机组在这里成功并网发电,标志着我国海上风电大容量机组研发制造及运营能力再上新台阶。
截至2022年底,我国海上风电累计装机已超3000万千瓦,连续两年位居全球首位,占比达一半左右。将时间轴拉长,截至2012年底,累计装机约39万千瓦;截至2017年底,累计装机约279万千瓦。可以看出,我国海上风电虽然起步较晚,但发展迅猛,已进入规模化开发阶段。
《“十四五”可再生能源发展规划》提出,“积极推动近海海上风电规模化发展”“推动深远海海上风电技术创新和示范应用”。我国发展海上风电有哪些优势?下一步还需向哪些方面发力?记者进行了采访。
开发势头强劲,大幅提升经济性
从2007年1.5兆瓦风机在渤海建成发电、叶片长度不到40米,到如今的16兆瓦、18兆瓦“巨无霸”风机陆续推出,机组大型化成为海上风电发展的显著趋势。“应用更大的风电机组,能够节省用海面积、提高发电效率、降低安装施工成本等,继而推动项目整体度电成本下降。”金风科技海上业务单元总经理于晨光说。
这只是我国海上风电快速发展的一个缩影。中国可再生能源学会风能专业委员会秘书长秦海岩介绍,当前我国已具备大容量海上风电机组自主设计、研发、制造、安装、调试、运行能力。看制造,我国生产的发电机、轮毂、塔架等铸锻件以及叶片、齿轮箱、轴承等关键零部件产量占到全球市场的70%以上。看安装,去年9月,我国自主建造的2000吨级海上风电安装平台“白鹤滩”号交付投运,大幅增强了海上风电机组施工安装能力。
依托规模化开发与技术进步,海上风电开发的经济性大幅提高。秦海岩介绍,2010年至2021年,我国海上风电度电成本降幅接近56%。当前海上风电项目平均度电成本已降至0.33元/千瓦时左右,到“十四五”末有望实现全面平价。
根据《“十四五”可再生能源发展规划》,我国将推动山东半岛、长三角、闽南、粤东、北部湾等千万千瓦级海上风电基地开发建设,推进一批百万千瓦级的重点项目集中连片开发,结合基地开发建设推进深远海海上风电平价示范和海上能源岛示范工程。
突破关键技术,推进产业集群化
风力发电机来自中车株洲电机,叶片来自中材科技……全球首台16兆瓦海上风电机组主机由上万个零部件组成,关键部件均已实现100%国产化。研制过程中,金风科技协同了数十家企业、大学及科研院所,产业链上下游高效协同、产学研深度融合,为风电行业发展奠定了坚实基础。
主轴轴承是风机的核心部件。3支总重量100多吨的巨型叶片在旋转时,轴承必须保障它们能长时间平稳流畅运转,这意味着直径3.2米的轴承加工误差不能超过0.01毫米。
“轴承公司之前没做过这么大尺寸的轴承,我们有这方面的技术积累,分享给他们满足风机可靠性所需的载荷、扭矩等相关资料。历时9个多月轴承顺利交付,结束了我国不能研制超大容量海上风电机组主轴轴承的历史。”于晨光说。
集群化发展,提升供应链韧性。广东汕头,国际风电创新港项目正在加紧建设,未来这里将聚集风电整机、叶片、齿轮箱、发电机、轴承等全产业链制造企业,以及检验检测实验室和大型科研装置,形成“研发设计一体化、工艺流程一体化、生产制造一体化、检测认证一体化”四个一体化的风电产业集群。
“大型风电机组的发电机、齿轮箱等体积大、陆运不便,依托汕头国际风电创新港,有助于海上风电装备及服务出口,降低物流成本。”于晨光介绍。和其他风电集群项目有所不同,汕头国际风电创新港打通企业和企业之间的“围墙”,相当于在一个超大厂房里,不同车间里的工序高效流转,减少运输环节。设备制造完后,还可以就近在旁边的实验中心测试,提升迭代速度,为我国海上风电技术创新和大型机组研制提供有力支撑。
向深远海进军,促进跨产业融合
目前,全球70%的潜在海风资源位于水深大于60米的深水海域。由近海走向深远海,是海上风电发展的必然趋势。
今年5月,我国首座深远海浮式风电平台“海油观澜号”并入文昌油田群电网,开启为海上油气田输送绿电的新里程。作为我国第一个工作海域距离海岸线100公里以上、水深超过100米的浮式风电平台,“海油观澜号”的建成投用,使我国海上风电的自主开发能力从水深不到50米提升至100米级以上。
但目前来看,我国深远海浮式风电的发展仍面临一些挑战。例如漂浮式风电的系泊缆、电缆等高端产品的国内产业链还不完整,运维数据和经验积累相对不足;从成本来说,漂浮式风电项目造价较高,平均度电成本相较传统固定式海上风电高出3倍左右,仍处于商业化初期,亟须探索颠覆性新技术和高效开发模式,向规模化阶段迈进。
不少受访对象谈到,随着海上风电开发提速以及走向深远海,相应的审批流程、用海政策等方面可以进一步优化,并完善海洋、气象、海事、环保等部门的统筹协调机制,进行整体规划,促进具备条件的项目尽早开工建设。
与此同时,行业仍需保持合理的开发节奏。秦海岩认为,海上风电技术正处在快速迭代中,如果使用现有技术大干快上,不仅成本高、风险大,也无法让风能资源得到最有效利用,造成浪费。因此,“十四五”海上风电发展的主基调依然是稳妥,不应盲目追求规模。