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迈向深远海风电,我们还欠缺什么?

海上风电去“国补”落地以来,将海上风电推到了”风口浪尖“。

从抢装潮导致产业供需失衡、到呼吁地方接力补贴以及疫情传导致关键零部件短缺,有关#海上风电#的的话题一直热议不断。尤其是在近海海域用地日益紧张以及平价上网等因素下,产业链各方在寻求现阶段“降本增效”的同时,也开始谋求更长远发展。

《赶海》 董溪 摄

虽然我国海岸线长,可利用海域面积广,海上风力资源储备丰富。但由于近年来海上风电的快速发展,以及能源转型压力下对清洁能源的需求的传导下,目前已开展前期工作与建设的近海资源趋近饱和。

据水电水利规划设计总院副院长易跃春在2020中国(南通)海上风电产业链发展大会表示:“至2019年底各省规划内核准海上风电总容量约3500万千瓦,并网容量592.8万千瓦。其中,江苏、广东核准规模逾干万干瓦,福建、浙江核准规模逾三百万千瓦,后续新的近海场址资源有限。”

在这一背景下,沿海地方政府、开发商、整机制造商乃至海上装备制造企业等产业链上的各方,纷纷将”深水远海”摆上了案头,将深远海风电资源作为海上风电长期发展的重要支撑。

差距在哪儿?

按照国际通用以及国内设计院和规范编制单位的相关界定以及工程技术形式的适用范围,一般认为水深大于50~60米为深海风电,场区中心离岸距离大于70~80千米为远海风电。

在欧洲海上风电技术领先国家已经开始大规模布局深远海项目。据了解,2019年欧洲在建海上风电场平均离岸距离59 千米,英国的Hornsea One 风电场、德国的EnBW Hohe See 和EnBW Albatros 风电场是目前离岸最远的几个风电场,都超过100 千米;平均水深33米,水深最深的漂浮式项目是Hywind demo风电场,达到220 米以及HywindScotland 风电场,达到108 米。水深最深的半潜式基础项目是WindfloatAtlantic 风电场,达到100。

而国内已建成离岸距离最远的海上风电场,华能大丰一期30万千瓦海上风电场,离岸距离约55千米,水深约3~10米。与之离岸距离接近的项目有国华投资江苏东台四期(H2)300兆瓦海上风电场和江苏如东H5#海上风电场项目,离岸直线距离分别是42千米和48千米,水深分别平均6米以及15米以下,仍旧停留在近海浅水开发的阶段。

并且从以上并网项目可以了解到,目前我国海上风电主流并网的的机型仍旧停留在4兆瓦到5兆瓦之间,而欧洲,据业内人士透露2019年平均单机装机达7.8兆瓦。

《欧洲海上风电报告2019》也显示占据欧洲装机前两名的SGRE和MHI Vestas主要的新增并网风电机组分别是7兆瓦的SWT-7.0-154和8.4兆瓦的V164-8.4MW机型,GE研发生产的Haliade-X12MW风机在全球范围内已获得4.8GW订单,包括3.6GW的英国Dogger Bank项目、1.1GW的美国Ocean Wind项目、120MW的美国Skipjack项目。

此外,欧洲适应于深远海项目的系统公共升压站和直流并网技术逐步成熟,漂浮式海上风电场开发建设加快,而我国在这一领域还尚且处于起步阶段。而且在深远海远距离输电技术、前期的勘探规划、施工与运维等方面,目前国内也没有实施经验。

显然,在这项系统工程中我国还存在很多空白,技术、规划、施工、制造等领域都是亟需解决难题。

如何破局?

随着海上风电发展的深远海化,我国在相关基础前瞻性研究已陆续展开,并且不少开发企业已经开始结合我国深远海风资源特点及水文地质条件,相继采取了实质性行动,在近海探索和练兵,为深远海做好能力储备。

首先是离岸距离,从上图近期部分招标的海上风电项目可以看出,目前不少新批复和在建的项目已经向深海有序开展项目布局建设。部分项目如三峡新能源江苏大丰H8-2#300MW海上风电场工程已经接近远海的建设标准。

另外从这些离岸距离较远的项目也可以了解到,这些项目的水深普遍较浅,最深也不过二三十米左右。

这些海域的公开资料也证实了这一点。在渤海、黄海大陆架延伸海域水深普遍不深,且不易受到台风破坏性影响,以江苏海域为例,离岸100千米处,水深仅为20~30米,优质远海风电资源具备近期开发条件,规划大规模远海风电基地,并且背靠江沪浙电力负荷中心,可通过集中送出降低直流输电单位成本,进一步提升开发效率和经济性。

其次,深远海高端风电装备,更是我国海上风电走向深海的关键,在这一领域国内虽不如欧洲市场先行一步,但这两年也取得了重大突破。并且在部分在建项目中已经开始应用。

据业内人士表示:目前我国已形成4至5兆瓦海上风机批量制造能力,6兆瓦级风机研制能力基本普及,首批8兆瓦、10兆瓦风机也于今年在广东、福建沿海投入商业运行之中。对于“深水远海”尤为关键的漂浮式风电技术,我国主要的海上风电整机制造厂商如明阳智能、远景能源、国电联合动力等也纷纷投入设计研发。

此外,不少海工设备商也将深远海运维模式和装备能力提升将是下一阶段发展重点。

最后在政策以及开发层面,各沿海地政府几乎对于推进深远海域海上风电开发一直持支持态度。

比如在江苏如东风电母港产业基地的南通,近日发布《南通市打造风电产业之都三年行动方案(2020-2022年)》,明确表示到2022年底,实现在远海风电规划和示范项目上取得重大突破。上海、山东、广东等地也出台了支持和推进深远海域海上风电发展的规划。

据易跃春初步评估,我国领海线至专属经济区的可开发海域面积约60多万平方公里,资源可开发潜力约20亿千瓦。另外,风能资源普查结果也显示,中国5~25 米水深、50 米高度海上风电开发潜力约2亿千瓦,5~50 米水深、70 m高度海上风电开发潜力约5亿千瓦。

尽管在未来一段时期近海海上风电仍然是开发重点,但海上风电从潮间带、近海到深海、远海的发展是必然的。在2020中国(南通)海上风电产业链发展大会上,中电建集团华东勘测设计研究院有限公司副总工程师赵生校也认为“当下,从我国海上风电发展规划来看,“十四五”将以“近海为主,远海示范”,“十五五”则将以“深远海为主,综合利用”。”

北极星风力发电网 作者:桑桑

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