6月28日，全球首座風(fēng)漁融合浮式平臺——國家能源集團龍源電力“國能共享號”正式投產(chǎn)，在浮式海上風(fēng)電領(lǐng)域開(kāi)創(chuàng )“水下養魚(yú)、水上發(fā)電”新場(chǎng)景，風(fēng)漁融合的海洋經(jīng)濟開(kāi)發(fā)新模式照進(jìn)現實(shí)。
這種“綠色能源”和“藍色糧倉”的創(chuàng )新結合有哪些技術(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？本報記者去項目現場(chǎng)作了探訪(fǎng)。
“水下養魚(yú)、水上發(fā)電”，實(shí)現海洋資源集約高效開(kāi)發(fā)利用
在福建莆田南日鎮海上風(fēng)電場(chǎng)，一座座白色風(fēng)機葉輪隨風(fēng)轉動(dòng)。蔚藍海面的連片風(fēng)機中，一臺坐落于明黃色三角形鋼鐵底座上的風(fēng)機格外醒目，它就是全球首座風(fēng)漁融合浮式平臺——國家能源集團龍源電力“國能共享號”。
乘船接近，拾級而上，記者來(lái)到這座漂浮式海上風(fēng)電平臺。抬頭望，一座高聳的風(fēng)機佇立在這個(gè)三角形平臺邊角；往里走，平臺正中間有一處穿著(zhù)網(wǎng)衣的正六邊形養殖區；平臺上，4根自動(dòng)灑料機分散在養殖區域四周。正值投喂時(shí)間，只見(jiàn)其中一座約2米高的立柱開(kāi)始自動(dòng)投食，不出幾秒，海面游來(lái)一群小魚(yú)爭奪餌料。
“‘國能共享號’位于莆田南日島國家級海洋牧場(chǎng)示范區，這里也是福建省首個(gè)國家級海洋牧場(chǎng)示范區?！眹夷茉醇瘓F龍源電力福建公司風(fēng)漁融合項目部主任林燊告訴記者，該項目在海面上架有一座漂浮式風(fēng)機，底下設計養殖網(wǎng)箱，養殖水體約1萬(wàn)立方米，相當于5個(gè)標準游泳池大小。這種海上風(fēng)力發(fā)電結合深海養殖的模式，在全球范圍內還是第一次。
在平臺上，記者看見(jiàn)兩名頭戴安全帽的工作人員拽住一根長(cháng)繩，將一臺白色機器從海里緩緩撈出?！斑@是自動(dòng)巡檢機器人，可以在海下檢查網(wǎng)衣破損、清潔情況，如果發(fā)現養殖網(wǎng)需要修整，把清洗機器人放入養殖區域內就能自動(dòng)完成清理?！绷譄稣f(shuō)。
“水下養魚(yú)、水上發(fā)電”實(shí)現了海上“綠色能源”和“藍色糧倉”的集約化開(kāi)發(fā)利用，但是否也意味著(zhù)需要更多人工投入？“實(shí)際上，‘國能共享號’大大節省了人工成本，項目搭載信息化、智能化的深遠海養殖設備，還搭建了在線(xiàn)監測水質(zhì)環(huán)境和水文數據的傳感器，可以對水體溫度等參數進(jìn)行監控。技術(shù)人員坐在位于南日島的中控室內，就能通過(guò)遠程監控查看平臺的運行情況，還能遠程完成餌料投喂等操作，一個(gè)月上平臺巡檢一次即可，有效提高了養殖收益率?！绷譄鼋榻B。今年4月初，首批1萬(wàn)尾大黃魚(yú)魚(yú)苗歡暢入水，一個(gè)養殖周期后，魚(yú)品收入預計可達百萬(wàn)元。平臺上的風(fēng)機投產(chǎn)后，一天可以發(fā)電9.6萬(wàn)千瓦時(shí)，約能滿(mǎn)足4.2萬(wàn)人一天的生活用電，真正實(shí)現海洋資源集約高效開(kāi)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”雖是海上漂浮式平臺，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到海上“扎牢”并固定的？
“固定平臺靠的是吸力錨和錨鏈?！眹夷茉醇瘓F龍源電力科技信息部副主任范曉旭告訴記者，“國能共享號”分為水上設備和水下基礎兩部分。水上的漂浮式平臺先在浙江舟山進(jìn)行整體搭建，平臺為立柱半潛式結構，每根立柱高24米、間距70米，設計吃水14米，總重量有4900噸，相當于3000多輛小汽車(chē)的重量。漂浮式平臺搭建完成后，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)電機組，便完成了水上設備的建造。
“水下的部分主要是在南日島海上風(fēng)電場(chǎng)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(guò)千噸。完成水下安裝后，我們把裝好風(fēng)電機組的漂浮式平臺拖航至南日島海上風(fēng)電場(chǎng)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)一步保障了平臺穩定性?！狈稌孕裾f(shuō)。
海上風(fēng)電并非新鮮事物，“水下養魚(yú)、水上發(fā)電”的概念設想也早已有之，但將項目從構想變?yōu)楝F實(shí)，“國能共享號”是第一個(gè)，在建設過(guò)程中，更是完成了不少“從0到1”的創(chuàng )新。
“項目初始設計階段，我們就開(kāi)展了能源電力、風(fēng)機制造、海洋工程、漁業(yè)養殖等跨領(lǐng)域融合研究，攻克了漂浮式風(fēng)電基礎設計、風(fēng)電機組適應性改造、動(dòng)態(tài)海纜和錨泊系統設計等技術(shù)，完成了總體性能、結構、機械、電氣、養殖等14個(gè)專(zhuān)業(yè)設計?！绷譄稣f(shuō)，“我們還開(kāi)發(fā)了適用于漂浮式風(fēng)機的控制算法和使用平臺穩定控制策略，完成了10多項關(guān)鍵技術(shù)升級，全力保證浮式風(fēng)機系統的穩定性，填補了行業(yè)的技術(shù)空白?！?
在“國能共享號”上轉一圈，記者發(fā)現有不少暗藏玄機的巧妙設計——
平臺一側機房屋頂，一排光伏板排列齊整，不同于傳統屋頂光伏靠支架支撐，這些緊貼屋頂的光伏板光照面積更大，也避免了海水侵蝕支架的風(fēng)險。
再仔細觀(guān)察平臺模型，記者發(fā)現三根關(guān)鍵立柱并非圓柱體，上半截設計有些許傾斜弧度，為何這樣設計？“是為了避免海浪沖上平臺?！狈稌孕窠忉?zhuān)先諐u常見(jiàn)臺風(fēng)天氣，為了保障安全，平臺三立柱在關(guān)鍵水位做了斜面設計，即便海浪拍打，也較難“爬”上平臺，能有效規避自然災害帶來(lái)的風(fēng)險?！拔覀冊谠O計階段就聯(lián)合科研院所，針對東南沿海夏季多臺風(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(guò)多輪仿真模擬和設計優(yōu)化，最終探索形成了這個(gè)適合我國海域的漂浮式基礎型式，能有效應對海上極端氣候挑戰?！狈稌孕裾f(shuō)。
資源豐富，技術(shù)完備，深遠海風(fēng)電產(chǎn)業(yè)前景可期
6月28日，隨著(zhù)直徑130米的巨大葉輪開(kāi)始緩緩轉動(dòng)，“國能共享號”正式并網(wǎng)投產(chǎn)，為千家萬(wàn)戶(hù)帶來(lái)源源不斷的綠色電能。數據顯示，目前莆田域內平海灣、興化灣海上風(fēng)電場(chǎng)裝機總規模已達140.4萬(wàn)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(wàn)公里的海岸線(xiàn)，近海水深在5至50米范圍內，風(fēng)能資源技術(shù)開(kāi)發(fā)量約5億千瓦，而深遠海風(fēng)能資源可開(kāi)發(fā)量約為近海的3到4倍。再看風(fēng)能利用情況，根據國家能源局發(fā)布的數據，今年一季度，全國風(fēng)電新增并網(wǎng)容量1550萬(wàn)千瓦，其中海上風(fēng)電69萬(wàn)千瓦。截至3月底，全國風(fēng)電累計并網(wǎng)容量達到4.57億千瓦，其中海上風(fēng)電3803萬(wàn)千瓦，裝機規模穩居全球首位。一季度，全國風(fēng)電發(fā)電量2636億千瓦時(shí)，同比增長(cháng)16%。這意味著(zhù)，風(fēng)力發(fā)電正成為中國推進(jìn)能源低碳轉型進(jìn)程中的關(guān)鍵力量。
大自然賜予的“風(fēng)光”無(wú)限，但伴隨海上風(fēng)電快速發(fā)展及近海場(chǎng)址資源趨緊，適用于深遠海域風(fēng)能利用的海上漂浮風(fēng)電，將成為未來(lái)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”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’開(kāi)創(chuàng )性地將海上風(fēng)力發(fā)電和深海養殖平臺合為一體，實(shí)現了海洋經(jīng)濟的跨產(chǎn)業(yè)融合。項目引入光伏、風(fēng)電等設備，填補了傳統海洋牧場(chǎng)普遍存在的供電不足、不穩定等情況，平臺設備發(fā)出的電力可用于養殖投喂設備、監控設備、洗網(wǎng)設備等，實(shí)現電力‘自發(fā)自用’，兼具經(jīng)濟效益和環(huán)境效益?！狈稌孕裾f(shuō)。
放眼全國，多地海上風(fēng)電項目建設正酣。6月27日，國內首個(gè)批量化應用單機容量16兆瓦海上風(fēng)電項目——三峽集團福建漳浦六鰲海上風(fēng)電場(chǎng)二期項目實(shí)現全容量并網(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(xiàn)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)鏈和供應鏈。6月26日，東方電氣集團自主研制的18兆瓦半直驅海上風(fēng)電機組在廣東汕頭風(fēng)電臨海試驗基地順利并網(wǎng)發(fā)電，刷新已并網(wǎng)風(fēng)電機組單機容量最大的世界紀錄。該機組部件級國產(chǎn)化率達100%，每年平均發(fā)電量約7200萬(wàn)千瓦時(shí)，可滿(mǎn)足約4萬(wàn)戶(hù)家庭一年的用電量。
國家能源局有關(guān)負責人表示，中國可再生能源行業(yè)始終堅持走技術(shù)創(chuàng )新道路，以技術(shù)產(chǎn)品的加速迭代，滿(mǎn)足不斷變化的市場(chǎng)需求。目前，中國風(fēng)電領(lǐng)域在機組大型化、漂浮式風(fēng)電等方面均達到國際先進(jìn)水平。接下來(lái)，將統籌優(yōu)化海上風(fēng)電布局，推動(dòng)海上風(fēng)電基地建設，穩妥有序推動(dòng)海上風(fēng)電向深水遠岸發(fā)展。