文\海南日報記者 張文君

抑制全球變暖，是當(dāng)前人類面臨的重大難題，大力發(fā)展清潔可再生能源是重要舉措之一。


(資料圖片僅供參考)

波浪滾滾，浩渺無垠的大海，是神秘的存在——海洋的生物資源占地球的80%以上，可再生能源中的海洋能源約占世界能源總量的70%，全球海上風(fēng)電的開發(fā)潛力為710億千瓦，深遠(yuǎn)海占比70%，實(shí)現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展需要跨入海洋文明。

在“雙碳”目標(biāo)驅(qū)動下，海上風(fēng)電作為清潔可再生能源成為大家關(guān)注的焦點(diǎn)。2022年11月30日，全球首臺7MW級抗臺風(fēng)漂浮式風(fēng)機(jī)——MySE7.25-158在海南東方市下線。這意味著，漂浮式海上風(fēng)電正式進(jìn)入海南。

什么是漂浮式海上風(fēng)電？相比傳統(tǒng)固定式海上風(fēng)電，漂浮式海上風(fēng)電有什么優(yōu)勢？“海上風(fēng)電+”將給我們的生產(chǎn)生活帶來怎樣的驚喜？讓我們一起關(guān)注。

海南東方市沿海，巨型風(fēng)葉迎風(fēng)轉(zhuǎn)動，輸出著綠色能源。海南日報記者 張茂 攝

海南適宜發(fā)展漂浮式海上風(fēng)電

海南省，作為我國海域面積最大的省份，具有發(fā)展海上風(fēng)電的天然優(yōu)勢。多家風(fēng)電企業(yè)已進(jìn)駐海南，搶占海上風(fēng)電市場。

2022年11月30日，由明陽智慧能源集團(tuán)股份公司（以下簡稱：明陽智能）研發(fā)生產(chǎn)的全球首臺7MW級抗臺風(fēng)漂浮式風(fēng)機(jī)——MySE7.25-158在海南東方市下線。此款單臺機(jī)組每年可輸出3600萬度清潔電能，可滿足1萬個三口之家1年家庭正常用電，相當(dāng)于一個海上漂浮的大型“移動充電寶”。

7MW級抗臺風(fēng)漂浮式風(fēng)機(jī)。通訊員 趙茜 攝

提起漂浮式海上風(fēng)電的誕生，讓我們把時針撥回到2009年。這一年，借鑒海上漂浮式航標(biāo)的創(chuàng)意，挪威國家石油公司在Karmoy （卡姆島）海域開發(fā)了世界上第一個全尺寸漂浮式機(jī)組的樣機(jī)項(xiàng)目。自2009年挪威首臺立柱漂浮式海上風(fēng)電機(jī)組安裝以來，全球海上風(fēng)電迎來了漂浮式時代。

在國內(nèi)，漂浮式海上風(fēng)電發(fā)展相對緩慢。2018年，明陽智能開始研發(fā)漂浮式風(fēng)機(jī)MySE5.5-155。由于發(fā)展海上風(fēng)電，需要面對復(fù)雜的海況條件，在設(shè)計之初就考慮到了抗臺風(fēng)的問題。MySE5.5-155被稱為全球第一臺抗臺風(fēng)型漂浮式風(fēng)電機(jī)組，已在廣東陽江市并網(wǎng)發(fā)電。

而此次在東方下線的這臺風(fēng)機(jī)，是明陽智能設(shè)計研發(fā)的第二臺抗臺風(fēng)型漂浮式風(fēng)機(jī)。“相比之前的，這臺風(fēng)機(jī)突破了‘雙百’，離岸距離超過100公里、水深超過100米，還能抗擊50年一遇達(dá)60m/s（10min平均值）的極限風(fēng)速，為風(fēng)機(jī)走向更深遠(yuǎn)海打開了一道大門。”據(jù)介紹，“今年1月，這臺風(fēng)機(jī)的浮體已建造完成，預(yù)計3月浮拖到珠海進(jìn)行風(fēng)機(jī)吊裝，隨后在海南安裝運(yùn)行。”

漂浮式風(fēng)機(jī)是什么？明陽智能風(fēng)能研究院研發(fā)團(tuán)隊相關(guān)負(fù)責(zé)人解釋，“漂浮式風(fēng)機(jī)要漂浮在海上，不能倒、不能沉、不能跑，到海里就像不倒翁一樣。” 與固定式風(fēng)機(jī)不同的是，漂浮式風(fēng)機(jī)有浮體，浮體為上部的風(fēng)輪、塔筒等提供浮力，浮體下部通過幾根錨索固定于水底，在水中形成“不倒翁”式結(jié)構(gòu)。為抗擊臺風(fēng)，在設(shè)計時，會讓主機(jī)尺寸更緊湊，降低迎風(fēng)面積。

相比傳統(tǒng)固定式海上風(fēng)電，漂浮式海上風(fēng)電有什么優(yōu)勢？明陽智能風(fēng)能研究院研發(fā)團(tuán)隊相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，漂浮式不需要過分考慮水深、支撐等因素，可以兼容更大的海上風(fēng)電機(jī)組，可以適應(yīng)更深遠(yuǎn)的海域，開發(fā)更廣闊的海洋資源。“固定式則從‘身高’和‘胖瘦’兩個維度都要求非常強(qiáng)壯，才能支撐更大的風(fēng)電機(jī)組，適應(yīng)更深的海域，這種技術(shù)路線，在基礎(chǔ)設(shè)計難度、建造周期及施工成本的壓力下，會越來越困難。”此外，通過比較發(fā)現(xiàn)，兩者發(fā)電效果基本一致。漂浮式機(jī)組能很好地適應(yīng)臺風(fēng)、海浪。

海南有了“定制化”海上大兆瓦風(fēng)電機(jī)組

隨著風(fēng)電技術(shù)日漸成熟，單機(jī)容量不斷增大，發(fā)電成本快速降低，海上風(fēng)電已成為潛力最大的可再生能源之一。《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》初步預(yù)測，到2025年底，我國海上風(fēng)電累計裝機(jī)3000萬千瓦～4000萬千瓦，即2022—2025年的年均增量在450萬千瓦～670萬千瓦。

當(dāng)前，海上風(fēng)電的發(fā)展趨勢是大型化、深水化。如今，海南已有了海上大兆瓦風(fēng)電機(jī)組。

2022年11月30日，全球首臺7MW級抗臺風(fēng)漂浮式風(fēng)機(jī)——MySE7.25-158在海南東方市下線的同時，由明陽智能研發(fā)生產(chǎn)的首臺10MW海上大兆瓦固定式風(fēng)機(jī)也在海南東方下線。“這是適用于海南海域的‘定制化’海上大風(fēng)機(jī)，為在海南大規(guī)模海上風(fēng)電發(fā)展提供利器。” 明陽智能風(fēng)能研究院院長鄒荔兵說。

“這臺機(jī)組基于海南的風(fēng)資源特性和海況條件進(jìn)行‘定制化’開發(fā)設(shè)計，在自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)等先進(jìn)控制算法加持下，可以保持優(yōu)異的可靠性，獲得富有競爭力的發(fā)電量。”王超說，設(shè)計前期，研發(fā)團(tuán)隊充分考慮到了年平均風(fēng)速、極限風(fēng)速以及海流流速大小、波浪高低、空氣密度等影響因素。

據(jù)介紹，該機(jī)型采用兩個單列圓錐滾子軸承與主軸、軸承座組成全新半直驅(qū)軸系結(jié)構(gòu)，風(fēng)輪運(yùn)行所產(chǎn)生的所有載荷均由此軸系結(jié)構(gòu)吸收。同時，設(shè)計成熟的高速齒輪箱，搭配永磁同步發(fā)電機(jī)，體積小、重量輕，提升了傳動鏈運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性及高效性。

鄒荔兵說，該機(jī)組采用先進(jìn)氣動翼形設(shè)計葉片，配置氣動套件技術(shù)，達(dá)到高氣動效率，240m+超大葉輪直徑，掃風(fēng)面積達(dá)45240㎡，相當(dāng)于6.5個標(biāo)準(zhǔn)足球場大小，具有可靠的設(shè)計、優(yōu)異的抗臺風(fēng)性能、富有競爭力的發(fā)電量和卓越的經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn)。

明陽智能在廣東陽江投運(yùn)的漂浮式風(fēng)機(jī)。受訪者供圖

“海上風(fēng)電＋”促進(jìn)多產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展

海上風(fēng)電占用了一部分海洋水域空間。如何更好地利用海洋環(huán)境，實(shí)現(xiàn)海洋環(huán)境利用最大化？探索發(fā)展“海上風(fēng)電＋”，似乎給出了最優(yōu)方案。

以漂浮式風(fēng)機(jī)為例，利用漂浮式風(fēng)機(jī)的浮式平臺，在其下方圍一個網(wǎng)箱，就可以發(fā)展網(wǎng)箱養(yǎng)殖。海洋牧場與海上風(fēng)電相結(jié)合，既能產(chǎn)出穩(wěn)定清潔的能源，又可以恢復(fù)海洋資源，達(dá)到海洋環(huán)境利用最大化的目的，契合了我國綠色發(fā)展與生態(tài)文明的需求，還能滿足人類對蛋白質(zhì)的更多追求。

海面上，大葉片迎風(fēng)旋轉(zhuǎn)，海面下，養(yǎng)殖網(wǎng)箱內(nèi)飼養(yǎng)著各種各樣的海魚。今后，這種“海上風(fēng)電＋海洋牧場”立體化發(fā)展模式在海南便可得見了。

2022年11月30日，明陽東方CZ9（150萬千瓦）海上風(fēng)電示范項(xiàng)目動工，這是我省首個海上風(fēng)電立體化融合開發(fā)示范項(xiàng)目，將建設(shè)成面向無補(bǔ)貼時代的“海上風(fēng)電+海洋牧場+海水制氫”立體化海洋能源創(chuàng)新開發(fā)示范項(xiàng)目。該項(xiàng)目總裝機(jī)容量為1500MW，投產(chǎn)后預(yù)計每年可為海南提供49.5億度綠電，供206萬戶普通家庭一年用電，減少二氧化碳排放約383.4萬噸。

“海上風(fēng)電＋海水制氫”是發(fā)展新趨勢，能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會效益的全面提升。氫能是一種綠色低碳、應(yīng)用廣泛的二次能源。當(dāng)前，明陽智能開發(fā)了新一代堿性電解水制氫裝備，以海上漂浮式風(fēng)機(jī)及固定式海上平臺為承載體，選用輕量化設(shè)備，將制氫系統(tǒng)與風(fēng)機(jī)緊湊集成。此舉在發(fā)展海上風(fēng)電的同時，大幅降低綠色制氫成本。

近年來，海南加快建設(shè)自由貿(mào)易港、國家生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)和清潔能源島，積極融入海洋強(qiáng)國和“雙碳”戰(zhàn)略，依托海洋資源優(yōu)勢大力發(fā)展海上風(fēng)電，全力打造千億級風(fēng)電產(chǎn)業(yè)集群，促進(jìn)海洋經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展和發(fā)展方式綠色轉(zhuǎn)型。

標(biāo)簽： 海上風(fēng)電 海南周刊 清潔能源