6月28日，全球首座風(fēng)漁融合浮式平臺(tái)——國家能源集團(tuán)龍?jiān)措娏Α皣芄蚕硖?hào)”正式投產(chǎn)，在浮式海上風(fēng)電領(lǐng)域開創(chuàng)“水下養(yǎng)魚、水上發(fā)電”新場景，風(fēng)漁融合的海洋經(jīng)濟(jì)開發(fā)新模式照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。
這種“綠色能源”和“藍(lán)色糧倉”的創(chuàng)新結(jié)合有哪些技術(shù)亮點(diǎn)？它為海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了哪些經(jīng)驗(yàn)？本報(bào)記者去項(xiàng)目現(xiàn)場作了探訪。
“水下養(yǎng)魚、水上發(fā)電”，實(shí)現(xiàn)海洋資源集約高效開發(fā)利用
在福建莆田南日鎮(zhèn)海上風(fēng)電場，一座座白色風(fēng)機(jī)葉輪隨風(fēng)轉(zhuǎn)動(dòng)。蔚藍(lán)海面的連片風(fēng)機(jī)中，一臺(tái)坐落于明黃色三角形鋼鐵底座上的風(fēng)機(jī)格外醒目，它就是全球首座風(fēng)漁融合浮式平臺(tái)——國家能源集團(tuán)龍?jiān)措娏Α皣芄蚕硖?hào)”。
乘船接近，拾級(jí)而上，記者來到這座漂浮式海上風(fēng)電平臺(tái)。抬頭望，一座高聳的風(fēng)機(jī)佇立在這個(gè)三角形平臺(tái)邊角；往里走，平臺(tái)正中間有一處穿著網(wǎng)衣的正六邊形養(yǎng)殖區(qū)；平臺(tái)上，4根自動(dòng)灑料機(jī)分散在養(yǎng)殖區(qū)域四周。正值投喂時(shí)間，只見其中一座約2米高的立柱開始自動(dòng)投食，不出幾秒，海面游來一群小魚爭奪餌料。
“‘國能共享號(hào)’位于莆田南日島國家級(jí)海洋牧場示范區(qū)，這里也是福建省首個(gè)國家級(jí)海洋牧場示范區(qū)?！眹夷茉醇瘓F(tuán)龍?jiān)措娏Ω＝ü撅L(fēng)漁融合項(xiàng)目部主任林燊告訴記者，該項(xiàng)目在海面上架有一座漂浮式風(fēng)機(jī)，底下設(shè)計(jì)養(yǎng)殖網(wǎng)箱，養(yǎng)殖水體約1萬立方米，相當(dāng)于5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)游泳池大小。這種海上風(fēng)力發(fā)電結(jié)合深海養(yǎng)殖的模式，在全球范圍內(nèi)還是第一次。
在平臺(tái)上，記者看見兩名頭戴安全帽的工作人員拽住一根長繩，將一臺(tái)白色機(jī)器從海里緩緩撈出。“這是自動(dòng)巡檢機(jī)器人，可以在海下檢查網(wǎng)衣破損、清潔情況，如果發(fā)現(xiàn)養(yǎng)殖網(wǎng)需要修整，把清洗機(jī)器人放入養(yǎng)殖區(qū)域內(nèi)就能自動(dòng)完成清理。”林燊說。
“水下養(yǎng)魚、水上發(fā)電”實(shí)現(xiàn)了海上“綠色能源”和“藍(lán)色糧倉”的集約化開發(fā)利用，但是否也意味著需要更多人工投入？“實(shí)際上，‘國能共享號(hào)’大大節(jié)省了人工成本，項(xiàng)目搭載信息化、智能化的深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖設(shè)備，還搭建了在線監(jiān)測水質(zhì)環(huán)境和水文數(shù)據(jù)的傳感器，可以對水體溫度等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控。技術(shù)人員坐在位于南日島的中控室內(nèi)，就能通過遠(yuǎn)程監(jiān)控查看平臺(tái)的運(yùn)行情況，還能遠(yuǎn)程完成餌料投喂等操作，一個(gè)月上平臺(tái)巡檢一次即可，有效提高了養(yǎng)殖收益率?！绷譄鼋榻B。今年4月初，首批1萬尾大黃魚魚苗歡暢入水，一個(gè)養(yǎng)殖周期后，魚品收入預(yù)計(jì)可達(dá)百萬元。平臺(tái)上的風(fēng)機(jī)投產(chǎn)后，一天可以發(fā)電9.6萬千瓦時(shí)，約能滿足4.2萬人一天的生活用電，真正實(shí)現(xiàn)海洋資源集約高效開發(fā)利用。
跨界合作，自主創(chuàng)新，完成“從0到1”的技術(shù)革新
“國能共享號(hào)”雖是海上漂浮式平臺(tái)，置身其上卻幾乎感受不到一絲晃動(dòng)。這樣一個(gè)龐然大物是如何搬運(yùn)到海上“扎牢”并固定的？
“固定平臺(tái)靠的是吸力錨和錨鏈?！眹夷茉醇瘓F(tuán)龍?jiān)措娏萍夹畔⒉扛敝魅畏稌孕窀嬖V記者，“國能共享號(hào)”分為水上設(shè)備和水下基礎(chǔ)兩部分。水上的漂浮式平臺(tái)先在浙江舟山進(jìn)行整體搭建，平臺(tái)為立柱半潛式結(jié)構(gòu)，每根立柱高24米、間距70米，設(shè)計(jì)吃水14米，總重量有4900噸，相當(dāng)于3000多輛小汽車的重量。漂浮式平臺(tái)搭建完成后，從浙江舟山拖航至福建平潭金井碼頭，在該碼頭安裝好風(fēng)電機(jī)組，便完成了水上設(shè)備的建造。
“水下的部分主要是在南日島海上風(fēng)電場水域安裝吸力錨和錨鏈，海下9條錨鏈共有300多個(gè)配重塊，總重量超過千噸。完成水下安裝后，我們把裝好風(fēng)電機(jī)組的漂浮式平臺(tái)拖航至南日島海上風(fēng)電場水域，利用錨鏈和吸力錨筒與海床連接固定，海水的阻力也進(jìn)一步保障了平臺(tái)穩(wěn)定性。”范曉旭說。
海上風(fēng)電并非新鮮事物，“水下養(yǎng)魚、水上發(fā)電”的概念設(shè)想也早已有之，但將項(xiàng)目從構(gòu)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，“國能共享號(hào)”是第一個(gè)，在建設(shè)過程中，更是完成了不少“從0到1”的創(chuàng)新。
“項(xiàng)目初始設(shè)計(jì)階段，我們就開展了能源電力、風(fēng)機(jī)制造、海洋工程、漁業(yè)養(yǎng)殖等跨領(lǐng)域融合研究，攻克了漂浮式風(fēng)電基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、風(fēng)電機(jī)組適應(yīng)性改造、動(dòng)態(tài)海纜和錨泊系統(tǒng)設(shè)計(jì)等技術(shù)，完成了總體性能、結(jié)構(gòu)、機(jī)械、電氣、養(yǎng)殖等14個(gè)專業(yè)設(shè)計(jì)?！绷譄稣f，“我們還開發(fā)了適用于漂浮式風(fēng)機(jī)的控制算法和使用平臺(tái)穩(wěn)定控制策略，完成了10多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)升級(jí)，全力保證浮式風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，填補(bǔ)了行業(yè)的技術(shù)空白?！?
在“國能共享號(hào)”上轉(zhuǎn)一圈，記者發(fā)現(xiàn)有不少暗藏玄機(jī)的巧妙設(shè)計(jì)——
平臺(tái)一側(cè)機(jī)房屋頂，一排光伏板排列齊整，不同于傳統(tǒng)屋頂光伏靠支架支撐，這些緊貼屋頂?shù)墓夥骞庹彰娣e更大，也避免了海水侵蝕支架的風(fēng)險(xiǎn)。
再仔細(xì)觀察平臺(tái)模型，記者發(fā)現(xiàn)三根關(guān)鍵立柱并非圓柱體，上半截設(shè)計(jì)有些許傾斜弧度，為何這樣設(shè)計(jì)？“是為了避免海浪沖上平臺(tái)?！狈稌孕窠忉專先諐u常見臺(tái)風(fēng)天氣，為了保障安全，平臺(tái)三立柱在關(guān)鍵水位做了斜面設(shè)計(jì)，即便海浪拍打，也較難“爬”上平臺(tái)，能有效規(guī)避自然災(zāi)害帶來的風(fēng)險(xiǎn)。“我們在設(shè)計(jì)階段就聯(lián)合科研院所，針對東南沿海夏季多臺(tái)風(fēng)等惡劣天氣環(huán)境，綜合分析了適用海域、水動(dòng)力性能等因素，經(jīng)過多輪仿真模擬和設(shè)計(jì)優(yōu)化，最終探索形成了這個(gè)適合我國海域的漂浮式基礎(chǔ)型式，能有效應(yīng)對海上極端氣候挑戰(zhàn)?！狈稌孕裾f。
資源豐富，技術(shù)完備，深遠(yuǎn)海風(fēng)電產(chǎn)業(yè)前景可期
6月28日，隨著直徑130米的巨大葉輪開始緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)，“國能共享號(hào)”正式并網(wǎng)投產(chǎn)，為千家萬戶帶來源源不斷的綠色電能。數(shù)據(jù)顯示，目前莆田域內(nèi)平海灣、興化灣海上風(fēng)電場裝機(jī)總規(guī)模已達(dá)140.4萬千瓦，每年可提供清潔電能約61億千瓦時(shí)。
中國擁有豐富的海上風(fēng)能資源，全國有1.8萬公里的海岸線，近海水深在5至50米范圍內(nèi)，風(fēng)能資源技術(shù)開發(fā)量約5億千瓦，而深遠(yuǎn)海風(fēng)能資源可開發(fā)量約為近海的3到4倍。再看風(fēng)能利用情況，根據(jù)國家能源局發(fā)布的數(shù)據(jù)，今年一季度，全國風(fēng)電新增并網(wǎng)容量1550萬千瓦，其中海上風(fēng)電69萬千瓦。截至3月底，全國風(fēng)電累計(jì)并網(wǎng)容量達(dá)到4.57億千瓦，其中海上風(fēng)電3803萬千瓦，裝機(jī)規(guī)模穩(wěn)居全球首位。一季度，全國風(fēng)電發(fā)電量2636億千瓦時(shí)，同比增長16%。這意味著，風(fēng)力發(fā)電正成為中國推進(jìn)能源低碳轉(zhuǎn)型進(jìn)程中的關(guān)鍵力量。
大自然賜予的“風(fēng)光”無限，但伴隨海上風(fēng)電快速發(fā)展及近海場址資源趨緊，適用于深遠(yuǎn)海域風(fēng)能利用的海上漂浮風(fēng)電，將成為未來中國海上風(fēng)電發(fā)展的主要方向。從這個(gè)角度看，以“國能共享號(hào)”為代表的浮式海上風(fēng)電的順利投產(chǎn)，對于促進(jìn)行業(yè)發(fā)展具有重要意義。
“‘國能共享號(hào)’開創(chuàng)性地將海上風(fēng)力發(fā)電和深海養(yǎng)殖平臺(tái)合為一體，實(shí)現(xiàn)了海洋經(jīng)濟(jì)的跨產(chǎn)業(yè)融合。項(xiàng)目引入光伏、風(fēng)電等設(shè)備，填補(bǔ)了傳統(tǒng)海洋牧場普遍存在的供電不足、不穩(wěn)定等情況，平臺(tái)設(shè)備發(fā)出的電力可用于養(yǎng)殖投喂設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備、洗網(wǎng)設(shè)備等，實(shí)現(xiàn)電力‘自發(fā)自用’，兼具經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益?！狈稌孕裾f。
放眼全國，多地海上風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)正酣。6月27日，國內(nèi)首個(gè)批量化應(yīng)用單機(jī)容量16兆瓦海上風(fēng)電項(xiàng)目——三峽集團(tuán)福建漳浦六鰲海上風(fēng)電場二期項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)全容量并網(wǎng)，對于推動(dòng)中國海上風(fēng)電大型國產(chǎn)裝備高質(zhì)量發(fā)展意義重大。2019年至2024年，福建三峽海上風(fēng)電國際產(chǎn)業(yè)園相繼下線中國自主研發(fā)的6.7兆瓦、8兆瓦、10兆瓦、13兆瓦、13.6兆瓦、16兆瓦、18兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組，形成具有全球競爭力、水平領(lǐng)先的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈。6月26日，東方電氣集團(tuán)自主研制的18兆瓦半直驅(qū)海上風(fēng)電機(jī)組在廣東汕頭風(fēng)電臨海試驗(yàn)基地順利并網(wǎng)發(fā)電，刷新已并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量最大的世界紀(jì)錄。該機(jī)組部件級(jí)國產(chǎn)化率達(dá)100%，每年平均發(fā)電量約7200萬千瓦時(shí)，可滿足約4萬戶家庭一年的用電量。
國家能源局有關(guān)負(fù)責(zé)人表示，中國可再生能源行業(yè)始終堅(jiān)持走技術(shù)創(chuàng)新道路，以技術(shù)產(chǎn)品的加速迭代，滿足不斷變化的市場需求。目前，中國風(fēng)電領(lǐng)域在機(jī)組大型化、漂浮式風(fēng)電等方面均達(dá)到國際先進(jìn)水平。接下來，將統(tǒng)籌優(yōu)化海上風(fēng)電布局，推動(dòng)海上風(fēng)電基地建設(shè)，穩(wěn)妥有序推動(dòng)海上風(fēng)電向深水遠(yuǎn)岸發(fā)展。