◎本報記者 何 亮

　　不久前，擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的全新一代18兆瓦海上直驅(qū)風(fēng)電機組下線，成為目前已下線的全球單機容量最大、葉輪直徑最大的海上直驅(qū)風(fēng)電機組。而在2021年，海上風(fēng)機最大單機容量還是16兆瓦。

　　值得注意的是，開啟海上風(fēng)機“18兆瓦時代”的整機廠商不止一家。中國東方電氣集團有限公司、明陽智慧能源集團股份公司、中國船舶集團海裝風(fēng)電股份有限公司等都在2023年公布了自主研制18兆瓦海上風(fēng)機的消息。

　　將視野放至全球，中國海上風(fēng)電迅猛發(fā)展的態(tài)勢更加明顯。《全球海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展報告》顯示，我國海上風(fēng)電機組產(chǎn)能占全球市場的60%，發(fā)電機產(chǎn)能占全球市場的73%。我國已成為全球海上風(fēng)電累計裝機規(guī)模最大的國家。那么，我國發(fā)展海上風(fēng)能有何潛力？海上風(fēng)能的開發(fā)有哪些技術(shù)路線？發(fā)展海上風(fēng)能對于我國能源體系有何意義？帶著這些問題，記者采訪了相關(guān)專家。

　　我國海上風(fēng)能資源較為豐富

　　“與陸上風(fēng)能資源相比，海上風(fēng)能資源豐富、儲量大，可集中連片大規(guī)模開發(fā)。”長期從事風(fēng)能研究的中國科學(xué)院力學(xué)研究所研究員楊曉雷告訴記者，海上的風(fēng)能資源稟賦好，風(fēng)速大、功率密度高。此外，風(fēng)電場的建設(shè)需要大量的空間場地。而海洋面積廣闊，沒有地表障礙物限制，可不斷向遠(yuǎn)向深開拓。

　　我國海上風(fēng)能資源較為豐富，發(fā)展海上風(fēng)電有特別的優(yōu)勢。楊曉雷介紹，一方面，我國近海和深遠(yuǎn)海、離岸200千米以內(nèi)且水深小于100米的海上風(fēng)能可開發(fā)量巨大。另一方面，我國海上風(fēng)電行業(yè)在制造、安裝等領(lǐng)域都具有較強國際競爭力。

　　不僅如此，相比于陸上風(fēng)電機組發(fā)出的電能，海上風(fēng)電機組發(fā)出的電能到達(dá)沿海等高能源需求地區(qū)的距離更短、成本更低，更適合大規(guī)模開發(fā)。福建、浙江、山東、江蘇、廣東等用電大省，正好都位于沿海地區(qū)。

　　我國海岸線綿長，大陸架面積大，島嶼眾多，海上風(fēng)能資源技術(shù)開發(fā)潛力超過3500吉瓦。如今，我國新增海上風(fēng)電規(guī)模已位居全球第一，成為全球最重要的海上風(fēng)電市場之一。在國家政策的支持下，國內(nèi)多家海上風(fēng)電企業(yè)都開始發(fā)力“向大海要能源”。

　　“應(yīng)從兩個方面認(rèn)識海上風(fēng)電的重要定位。”中國工程院院士、中國華能集團原董事長舒印彪說，“從戰(zhàn)略角度，海上風(fēng)電對實現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)具有重要意義；在科技層面，風(fēng)電各產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)是國際必爭的制高點。”

　　海上風(fēng)能開發(fā)有兩條技術(shù)路線

　　風(fēng)電機組從陸地走向海洋并非易事。隨著離岸距離和區(qū)域位置的不同，自然環(huán)境變化非常復(fù)雜。在30多年的開發(fā)實踐中，海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)逐步形成近海風(fēng)能和深遠(yuǎn)海風(fēng)能開發(fā)兩條技術(shù)路線。

　　在上海東海大橋海域，高大的海上風(fēng)機已經(jīng)在這里迎風(fēng)旋轉(zhuǎn)了近14年。“這是亞洲首座海上風(fēng)電場，也是近海海域利用固定式基礎(chǔ)開發(fā)風(fēng)能的典型代表。”楊曉雷告訴記者。記者了解到，固定式基礎(chǔ)是在水深較淺的海域，采用固定式的平臺結(jié)構(gòu)，將海上風(fēng)機固定在海上的方式。在近海海域，海床結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，風(fēng)、浪、流的聯(lián)合作用相對較小，采用固定式基礎(chǔ)技術(shù)難度小、建設(shè)成本低，是海上風(fēng)能開發(fā)的首選方案。

　　而離岸60多海里、水深超70米的深遠(yuǎn)海浪涌強勁，施工建設(shè)方無法將海上風(fēng)機基礎(chǔ)牢固地直插入海底。在這種海域，施工建設(shè)方選擇用漂浮式基礎(chǔ)，將風(fēng)機拖浮在海面上。

　　在我國南海，一臺高度超百米的海上風(fēng)電機組屹立在三角結(jié)構(gòu)的漂浮平臺上。遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去，巨大的槳葉引人注目。這是全球首臺抗臺風(fēng)型漂浮式海上風(fēng)電機組——“三峽引領(lǐng)號”。它在2021年12月正式并網(wǎng)發(fā)電，標(biāo)志著我國海上風(fēng)電邁出了向深遠(yuǎn)海獲取風(fēng)能資源的步伐。

　　“與近海機組‘站立’在海底不同，風(fēng)電機組及漂浮式平臺通過錨系與海底鏈接，像不倒翁一樣漂在海面上。”楊曉雷說，“讓風(fēng)機安全穩(wěn)定地漂浮起來，需要綜合考慮葉片空氣動力學(xué)、風(fēng)電機組控制、漂浮式平臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計、海洋環(huán)境等多種因素，極具難度。”

　　目前，歐洲仍然是深遠(yuǎn)海域海上風(fēng)電的先行者。歐洲市場已經(jīng)完成建設(shè)漂浮式單立柱式風(fēng)機20余臺，半潛式風(fēng)機10余臺。多個海上風(fēng)電強國也已在深遠(yuǎn)海域進(jìn)行布局。在我國，除了“三峽引領(lǐng)號”，中國海裝“扶搖號”、中國海油“海油觀瀾號”兩個漂浮式海上風(fēng)電平臺也已并網(wǎng)發(fā)電。

　　積極推動第三代風(fēng)能技術(shù)發(fā)展

　　由于具有運行效率高、輸電距離短、不占用土地、適宜大規(guī)模開發(fā)等特點，我國相關(guān)部委和沿海多省份出臺的能源規(guī)劃中，都將海上風(fēng)電作為未來的重點發(fā)展方向。

　　國家發(fā)展改革委等九部門聯(lián)合印發(fā)的《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》提出，要有序推進(jìn)海上風(fēng)電基地建設(shè)，積極推動深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電技術(shù)創(chuàng)新和示范應(yīng)用，不斷推進(jìn)深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電降本增效，實現(xiàn)海上風(fēng)電平價示范。

　　“發(fā)展海上風(fēng)電對于我國能源體系具有重要意義。”楊曉雷告訴記者，發(fā)展海上風(fēng)電，可以幫助我國實現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)的多元化，減輕對化石能源的依賴，提高我國能源安全性和可靠性，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為經(jīng)濟增長注入新動能。與此同時，海上風(fēng)電符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求，能推動綠色低碳發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)。

　　但是，作為技術(shù)密集型的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，我國海上風(fēng)電，特別是深遠(yuǎn)海風(fēng)電的開發(fā)仍然面臨諸多難題。比如，海上的惡劣條件會對設(shè)備和系統(tǒng)帶來較大挑戰(zhàn)。我國在海上風(fēng)電的施工、運維等環(huán)節(jié)還存在一些不足。

　　楊曉雷認(rèn)為，海上風(fēng)能技術(shù)是風(fēng)能技術(shù)前沿。他建議，要積極推動以場級控制為目標(biāo)的第三代風(fēng)能技術(shù)的發(fā)展，加快圍繞風(fēng)能波動、間歇特性等相關(guān)理論、方法組織基礎(chǔ)研究，推進(jìn)相關(guān)核心技術(shù)取得突破。同時，加強研發(fā)海上風(fēng)電制氫、海水淡化等技術(shù)，促進(jìn)海上風(fēng)能的規(guī)模化綜合應(yīng)用。

　　浩瀚海洋，風(fēng)起電至。未來，中國的“大風(fēng)車”將在更廣闊的海域安家落戶，繼續(xù)化海風(fēng)為能源。