海上風電技術論壇：突破技術瓶頸 譜寫新篇章

本刊 | 王菲

未來幾年，在世界范圍內，海上風電將迎來快速發展。據相關數據顯示，到2020年，全球海上風電市場每年將以30%的速度增長。同樣，隨著我國風電開發的重心從棄風限電嚴重的“三北”地區向中東部和南方地區轉移，海上風電也成為我國風電發展的重要領域。但是海上風電開發與陸上風電相比，難度更大，需要在技術和管理等方面進行更多創新。在10月17日下午舉行的海上風電技術論壇上，來自國內外風電領域的專家，圍繞海上風電政策、降低成本、海上風電整體技術解決方案、歐洲海上風電技術風險評估及測試、海上臺風特性及發電量情況評估等議題發表精彩演講。

荷蘭雖為歐洲的小國，但在海上風電領域有很多成功的經驗值得借鑒學習。來自荷蘭經濟部的海上風電項目主管Rene Moor向與會者介紹了荷蘭海上風電政策和降低成本的經驗。他表示，2013年，荷蘭制定了海上風電的路線圖，目標是到2030年實現450萬千瓦的海上風電裝機目標，同時降低40%的開發成本。在Rene Moor 看來，成本降低背后的驅動力不僅僅是因為荷蘭有非常好的體制，還包括單機容量更大的風電機組、專用的安裝船舶和設備等技術因素，利率和資本成本、船舶以及設備價格低等市場因素，以及由政府承擔風險的政策因素，所有的因素加速了當地海上風電行業發展成熟。同時，荷蘭海上風電的獨特之處還體現在，國外企業并不需要在當地注冊或者必須與該國的企業合資才能參加競標。“目前，荷蘭的海上風電開發政策是完全放開的，世界各國的企業都能參與。”正是這種市場機制，對荷蘭海上風電的發展起到了積極作用。

回溯到15年前，海上風電雖然從油氣行業借鑒了經驗，但不同于油氣行業的一次性設計，海上風電要發展出多個不同的方案，因地制宜做出最優設計。這就要求設計師對相關因素進行精密的計算，包括水、動力、壓力集中因素以及地質情況等。如今，海上氣象的報告已經非常詳細，包含的因素也不斷增多。來自Ramboll公司的海上風電部主任Santiago Paredes-Pinzón 介紹了地震分析和冰載對海上風電機組基礎設計的影響。地震的載荷和冰載已成為全球海上風電行業面臨的共同挑戰，對于中國來說尤其如此。在Santiago Paredes-Pinzón看來，中國的很多風電項目都需要進行最優設計。“可以把所有不同的載荷，折算成一個標準的載荷，通過改變不同場景下的數值，得出底部的加速，同時還可以算出風電機組的應力，得出在地震活動的情況下出現的底部加速數據，通過計算地震器之間的載荷，在風電機組之間進行不同的應用。”

Santiago Paredes-Pinzón還在演講中談到，“如果決定用最安全的方案，那么多數設計師都會保持較保守的心態。其實，還是希望他們能夠做一些大膽的設計，使機組達到更高的性能。”他期待中國能夠針對地震活動和強冰載設計出不同于歐洲的風電機組。這需要設計師和生產商的共同協作，開發商給設計者提供數據，設計者幫助開發商解決更多問題，從而達到最優設計的目的。

漂浮式海上風電在未來具有很大的發展潛力，可以利用更好的風能資源，同時它又有很好的底座作為支撐，并且十分環保，安裝的優勢顯而易見。挪威國家石油公司（Statoil）技術部主任Rajnish Sharma基于Hywind項目分享了漂浮式風電機組的安裝經驗，介紹了世界上最大的漂浮式風電機組，每個葉片長達75米，全世界的任何海域都具備安裝這款機組的條件。

據他介紹，為了從油氣公司轉型為新能源公司，這個公司決定在2030年之前，將15%—20%的投資用于新能源的解決方案中：Statoil 作為全球最大的能源生產商之一，主要關注對有價值資源的利用，同時盡量留下更少的碳足跡。隨著人們對綠色能源的需求越來越大，此類市場在不斷擴張，Statoil也從油氣生產轉入到海上風電、碳捕獲和碳封存領域。Rajnish Sharma談到，“在交通運輸方面，我們大概有90個船只，用來運輸這些產品；另外還有用于煉油、煉氣等的廠房；如今，我們已在全球三十個國家設有辦事處。”無論是油氣領域，還是海上風電領域，挪威國家石油公司都有幾十年的經驗，具備專業的技術和知識，尤其在海上風電的復雜技術方面擁有豐富的經驗。預計到2030年，他們會將成本進一步降低至現有的一半。

國內風電領域的專家針對我國海上風電的情況也介紹了各自的經驗。由于我國的海岸線長達1.8萬公里，風能資源分布很不均勻，如何針對不同的風能資源狀況和海床海況來確定適合的機型，是開發商需要面對的問題。同時，海況復雜、運維成本難控制，用海面積受限導致小容量機組排布間距小、尾流大，海上風電支撐結構成本占比高、巖土勘探水平低，施工安裝窗口期短、施工成本難控制等一系列不同于陸上風電的痛點問題影響著我國海上風電的發展，需要產業鏈上的企業共同協作完成。

國內龍頭整機企業——新疆金風科技股份有限公司的總工程師翟恩地針對影響我國海上風電建設的痛點問題進行深入分析研究，提出了整體合一的解決方案。例如對于尾流的影響，一方面可以增加風電機組的間距，同時還應該安裝一些數字化設備；針對支撐機構方面的問題，該公司也提出了一體化設計解決方案；針對窗口期短的問題，他認為，除了可以應用大容量機組以減少吊裝次數之外，還要有比較準確的海洋氣候預報系統等。“在海上，我們不只考慮質量、進度、發電量，安全同樣非常重要，金風科技會給自己的員工提供安全培訓，我們也為政府、開發商以及合作團隊提供服務。”

翟恩地強調，各方必須形成利益共同體、責任共同體、命運共同體，以至達到發展共同體，像狼群一樣結成隊伍，真正把我國的海上風電往前推進，攜起手來共同打造中國企業的知名品牌。

在多數嘉賓看來，目前，風電發展已經進入加速期，正在世界范圍內譜寫風電發展的新篇章。而在我國，可以預見的是，未來幾年海上風電將會經歷一場跨越式的大發展。