中國能建乘“海風”破“數字化浪潮” “海上風電+”成引領未來新趨勢

自“十四五”規劃提出“3060”目標后，國內風電行業迎來了全新的發展機遇。一直以來，風力資源作為一種可再生能源，因其分布廣泛、儲量巨大、沒有污染等優勢備受能源市場青睞，并且目前我國風力發電技術較為成熟，具備規模開發條件和商業化發展前景，在緩解我國能源供應緊缺、優化能源消費結構、響應“3060”目標等方面有著舉足輕重的角色。

風力發電又分為陸上風電和海上風電，在石油資源日趨緊張的態勢下，各國均將眼光投向了風力資源巨大的海域，我國也不例外。與陸上風電相比，海上風電具有風能更加平穩、風機利用率更高、單機裝機容量更大等優勢，但同時也面臨建設成本高、技術壁壘高、維護成本高的“三高”難題。

目前，海上風電的開發、傳輸利用到了何種創新技術？與陸上風電相比，其能源效率如何？其建設和使用過程中是否會給環境帶來壓力？除了風力發電，海上風電項目還有哪些不為人知的“妙用”？帶著諸多疑問，中國科技新聞網攜手百度百家號，本著“挖掘科技故事，傳播創新精神”的理念，走進了中國能源行業的“國家隊”、國內海上風電工程技術的領軍企業——中國能源建設集團有限公司，從海上風電的產業鏈和業務布局、地域分布、市場份額、經營現狀等維度出發，探秘其海上風電建設方面的經驗與成果。

迎“風”而上海上風電能源效益幾何？

數據顯示，海上風電效率較陸上風電年發電量多出20%~40%，具有更高的能源效益。以廣東省珠海金灣海上風電場為例，該風場每年可提供清潔電能近8億千瓦時，滿足30萬戶家庭一年的用電量；與同等規模燃煤電廠相比，每年可節省標煤消耗約23萬噸、減少二氧化碳排放約46萬噸。

讓我們走進看看這“大風車”的運行與日常生活究竟是何種關系。海上風電的扇葉看似轉速很慢，實際上風機葉尖速度一般在95m/s左右，幾乎與高鐵行駛的速度持平。以國內目前已投運的5.5MW風機為例，扇葉轉一圈約需要7~8秒，可發10度電，能供一臺電動汽車行駛60km左右，供一臺智能手機充電400次。

在節能減排方面，扇葉轉一圈相當于減少標煤3kg，減少二氧化碳排放8kg，相當于一臺燃油汽車跑40公里的碳排放量。

圖：珠海金灣海上風電場

因其強大的能源效益，近年來全球海上風電新增裝機量呈現波動上升趨勢；亞洲市場的海上風電裝機容量僅次于歐洲市場，海上風電新增裝機量占比達到了 38.58%，其中我國海上風電新增裝機量逐年上升，2020年為 3060 MW，占全球新增裝機量比重的50.4%。

海上風電在擁有了龐大的裝機量、顯著的能源效益的前提下，如何進行電能輸送也是一個重要議題。目前海上風機通過支纜匯集到海上升壓站，然后通過大容量海纜，送至陸上集控中心，再接入電網，送至千家萬戶。

在我們利用清潔能源的同時，不容忽視的是，海上風電發展并非暢通無阻。海上風電中央財政補貼將于2022年開始取消，這無疑給海上風電的成本控制提出了更高的要求。2020年3月，財政部、國家發改委、國家能源局印發《關于促進非水可再生能源發電健康發展的若干意見》(財建〔2020〕4號)，提出2020年起新增核準海上風電項目不再納入中央財政補貼范圍，前期完成核準并于2021年12月31日前全部機組完成并網的存量項目可納入中央財政補貼范圍。而廣東省財政補貼延續至2024年，對2025年起并網的項目不再補貼。也就是說，廣東省還可搭上海上風電補貼的末班車。

這也意味著，一邊是補貼取消，海上風電成本或將攀升；一邊是“雙碳”目標，海上風電迎來新的“星辰大?！?。拐點已至，海上風電若想突圍，需要“?！敝幸姟皺C”，才能順利踏上平價之路。

電力規劃設計總院院長助理劉世宇也強調，若想實現平價上網，就需要整體推進創新。因為平價上網是海上風電可持續發展的關鍵時期，要從技術創新、設計優化、裝備升級等方面來全面降低成本。

走向“深藍” 海上風電凝聚數字智慧

中國能建黨委常委、副總經理吳云在交流座談會上指出，目前我國近海區的海上資源已經漸趨飽和，需要“由近及遠、由淺到深”，開展深遠海海上風電、高空風能發電、新型儲能等關鍵技術研究，積極推動新能源開發和新模式、新技術示范應用。

未來海上風電的發展趨勢是深水遠?；?、機組大型化，這將對風電機組的研發、制造、安裝運維、相關裝備制造等環節也提出更高的要求，掌握核心技術的龍頭企業必須擁有先發優勢，中國能建表示將對海上風電技術進行“積極儲備、超前研究”的策略：在深?；矫?，積極開展“漂浮式風電基礎”研究；在遠?；矫?，研發高壓柔性直流輸電技術，并開展海上風電人工能源島的論證；在機組大型化方面，結合裝備升級和迭代優化技術解決施工難點問題。

值得一提的是，若將海上風電風機設置在遠海，勢必增加建造成本以及電力輸送難度。于是，海上風電制氫以及海上風電與互聯網、大數據等產業的深度融合成為了新的破局思路。2016年，我國海上風電產業剛剛起步，面臨著投資成本高、風機故障率高、運維管理弱、交通可達性差、開發建設監管難度大等問題。為提高海上風電場安全、可靠和經濟運行水平，中國能建廣東院提請廣東省發展改革委建設廣東省海上風電大數據中心。

據了解，廣東省海上風電大數據中心采集并儲存了廣東省海上風電規劃、建設及運營數據，帶動并促進海洋大數據、海事大數據、氣象大數據、地震大數據等公益數據的互聯互通，促進海上風電管理模式的智能化。

中國能建廣東院數字化中心高級工程師譚任深向中國科技新聞網表示，海上風電在深海、遠海這樣的運行環境上，建設運維的成本非常之高，所以在風力發電的同時，建設數據中心，對規劃建設、運營以及海洋生態數據進行采集收集，可以一舉多得，推動海上風電向智慧化、數字化轉型。

數字化的轉型，賦予了海上風電項目一些意想不到的功能?！拔覀冊诤５纂娎|設置了監測系統，不但可以監測出海底電纜的運行狀態，還能幫助我們提前發現海洋上的一些地震信息，幫助防災減災，同時也可以給民眾提供一些諸如海洋氣象預報等公益性服務。將數據提供給用戶和政府，不僅能產生較大的社會效益，還能帶動整個行業的健康發展?！弊T任深舉例稱。

構建產業聯盟 “海上風電+”成未來趨勢

海上風電若想實現可持續性發展，構建產業聯盟，實現“引資緊鏈”也刻不容緩。在推動海上風電全產業鏈的發展方面，中國能建有著自己獨特的實現路徑。

中國能建廣東院副總工程師湯東升表示，風電機需要的每一個元器件從設計、施工、安裝到調試，產業鏈條分布廣泛。在這個過程中，每一項技術的創新都有可能對鏈條產生影響，實現“降本增效”。

十四五“期間，我國將以海上風電降成本為主要發展目標，同時開展海上風電+海洋牧場、海上風電+制氫儲氫、海上風電+海水淡化、海上風電+波浪發電、海上風電+海洋化工、海上風電+海洋科學研究等多樣化融合應用，推動圍繞海上風電的海洋經濟發展。毫無疑問，”海上風電+模式將會是未來海上風電發展的重要方向。

海上風電因其噪音大、體積龐大，曾引發業界擔憂。有業內人士擔心海上風電會對海洋生態環境造成惡劣影響。對此，中國能建表示，海上風電場的噪音影響局限在非常近距離范圍內，有研究發現，海上風電場對海洋生物不但不構成明顯影響，還可能會成為海洋生物的一個新棲息地，甚至增加了生物多樣性。

此外，利用海上風機的穩固性，將牧場平臺、休閑垂釣載體、海上救助平臺、智能化網箱、貝類筏架、藻類筏架、海珍品礁、集魚礁、產卵礁等與風機基礎相融合，降低牧場運維成本、提高經濟生物養殖容量，從而實現海域空間資源的集約高效利用的海洋開發新模式。海上風電+深水網箱養殖+人工魚礁+旅游開發的現代立體生態型“海洋牧場”目前已經成為現實。

同時，海上風電+制氫也成為了海上風電又一新的探索。風電能夠提高風能的利用率，解決棄風難題；還能有效降低化石能源的消耗，降低污染物排放，為“3060”貢獻綠色能源。

“3060”目標提出以后，風能、太陽能、氫能等新能源必將成為電力系統供應的主體能源，節能減排、低碳綠色成為了當下社會關切的議題?！?060”是國家重大戰略決策，中國能建作為能源建筑央企，在海上風電領域不斷積極探索，為緩解我國能源供應緊缺的狀況，優化能源消費結構，改善大氣環境質量，減少溫室氣體的排放貢獻了能建方案、能建智慧、能建力量。

來源：中國科技新聞網