趙靚,季妍
(中國可再生能源學會風能專業委員會,北京 100013)
目前,歐洲國家的海上風電開發能力、產品制造能力均處于世界前列,尤其是英國的海上風電場裝機容量最多。隨著陸上風電的開發能力日漸成熟,以及高質量的陸上風能資源逐步開發完成,我國的海上風電將逐漸從實驗階段進入規?;_發階段。
海上風電場一般被分為三類,首先是潮間帶和潮下帶灘涂風電場,主要指多年平均大潮高潮線以下至理論最低潮位5m水深內的海域。其次是近海風電場,其范圍是理論最低潮位以下5m至50m水深內的海域,含無人島嶼及海礁。另外是深海風電場,其屬于理論最低潮位以下50m水深的海域,含無人島嶼及海礁[1]。
與陸地風電場開發相比,海上風電具有不占用土地、風力較強的優點。此外,海上風電對人類生產、生活的環境影響較小,通過選用比陸上風電更大容量的機組,可以提高發電能力,從而在一定程度上提高效益。與其他國家的地理環境相比,我國海上風電場距離大負荷用電的經濟發達地區更近,利于電力輸送[2]。
雖然開發利用海上風電的難度較大,但我國海上風能資源豐富,對風電產業鏈各個環節的企業,仍具有較大的吸引力。經調查研究,我國5m至25m水深、50m海拔高度的海上風電開發潛力約為200GW,5m至50m水深、70m海拔高度上的風電開發潛力約為500GW。除此之外,還有潮間帶、潮下帶以及深海風能資源可供開發。

對于機組制造商來說,由于涉及特殊的工作環境,海上風電機組的耐腐蝕性更受關注。同時,如何進行有效的成本控制也是一項需要解決的問題。對于開發、運營商來說,由于處于海上,風電機組的運維成本大大超出陸上風電場。因此在設備制造環節,高可靠性、抗臺風、抗鹽霧都是海上風電機組所應具備的基本能力。有資料顯示,海上風電運維成本因地理環境等因素各不相同,直接造成各國海上風電運維成本大相徑庭。據BTM數據顯示,至2011年末全球海上風電累計裝機量為3985.6MW,其中英國裝機量達到2107.6MW,丹麥為835.85MW,荷蘭為246.8MW,中國為209.9MW,德國為198.3MW,比利時為195MW,瑞典為163.65MW。

表1 1991年至2011年全球海上風電場項目

數據來源:BTM

表2 部分整機廠商推出的海上風電機組

根據BTM數據顯示,截至2011年年末,全球海上風電機組累計裝機量第一的整機供應商為Siemens公司。該公司共裝機711臺,總裝機容量為2032.75MW。其所供應的最大一批風電機組于2009年安裝于丹麥Horns Rev2風電場,包括91臺2.3MW的風電機組,總容量達209.3MW。
Vestas公司位列全球海上風電機組累計裝機榜的第二位,截至2011年年末,該公司共裝機573臺,累計裝機容量為1396.55MW。
2007年金風科技在海上油田安裝的1.5MW海上風電實驗機組被認為是我國安裝的第一臺海上風電機組。
2010年華銳風電在上海東海大橋海上風電場安裝了34臺3MW風電機組,成為上海世博會一道亮麗的風景線。作為我國首個海上風電示范項目的東海大橋海上風電二期項目也在2011年完成了設備的招標工作,二期工程計劃安裝27臺上海電氣生產供應的3.6MW海上風電機組和1臺華銳風電生產供應的5MW海上風電機組,總容量102MW,至2011年下半年已完成其中1臺3.6MW和1臺5MW海上工程樣機的吊裝工作。
位于江蘇如東的龍源30MW試驗風電場共安裝有8個整機生產廠家、9種機型、16臺機組。單機容量分別為1.5MW、2.0MW、2.5MW、3.0MW,機組的基礎形式分別有低樁承臺、五樁導管架、六樁導管架、七樁導管架等。
同樣位于江蘇如東的150MW一期示范項目共安裝了3個廠家的共58臺機組,分別為21臺Siemens的2.3MW機組,17臺華銳風電3MW機組以及20臺金風科技2.5MW機組。11月23日,該示范風電場全部投產發電。龍源電力在如東建成的海上風電總裝機容量已達182MW,成為全國規模最大的海上風電場。
據悉,龍源電力在此基礎上仍在加快海上風電建設步伐,如東150MW示范項目增容50MW項目和試驗風電場50MW擴建項目正在緊張的建設中,預計到2013年上半年龍源如東海上風電場的規模將達到280MW。
據BTM數據顯示,截至2011年年底,國內整機商中在海上風電場中裝機數量最多的為華銳風電,該公司共安裝海上風電機組52臺,主要包括單機容量為3MW及5MW的整機產品,累計裝機容量為158MW。
在單機容量5MW的大型海上風電機組方面,大多數國內整機廠商仍處在研發和試驗階段。其中,華銳已在2011年分別吊裝了該公司的5MW和6MW型機組,湘電風能則于2012年吊裝了自產的5MW型機組,重慶海裝的5MW型風電機組于2012年10月在江蘇如東順利吊裝,聯合動力的6MW型風電機組于2012年12月在山東濰坊吊裝、并網。
[1]田立群.中國海上風電現狀解讀[J].機電設備,2012(2):8-12.
[2]劉林,葛旭波,張義斌,尹明,李利.我國海上風電發展現狀及分析[J].能源技術經濟,2012(3):66-72.
[3]楊玉龍,王化明,詹毅,陳俊宏,徐弋恒.我國海上風電開發現狀分析[J].中國水運,2012(12):45-46.