7月的海上風(fēng)電,風(fēng)起云涌。
6日,我國海上風(fēng)電的第一個大型試點(diǎn)項目——上海東海大橋100兆瓦海上風(fēng)電項目并網(wǎng)發(fā)電,34臺風(fēng)機(jī)隨風(fēng)而動,十分壯觀。
24日,我國首臺海洋永磁直驅(qū)2.5兆瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在江蘇大豐竣工下線,由中國南車電機(jī)公司配套生產(chǎn),交付金風(fēng)科技進(jìn)入試驗(yàn)總裝工作。
27日,在兩岸可再生能源產(chǎn)業(yè)合作及交流會議上,中國水電水利規(guī)劃設(shè)計總院副總工程師易躍春表示:“2020年前,大陸將在江蘇南通、鹽城、上海、山東魯北、浙江杭州等海灣,重點(diǎn)建設(shè)幾個百萬千瓦級大型海上風(fēng)電基地,并初步形成江蘇、山東沿海千萬千瓦級風(fēng)電基地。”
28日,全國海上風(fēng)電機(jī)組研制基地在如東洋口港經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)破土動工,由中船重工所屬的江蘇海裝風(fēng)電有限公司投資建設(shè),明年5月將形成年產(chǎn)海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組30萬千瓦的能力。
風(fēng)電場正逐步由陸地跨入廣闊海洋——
優(yōu)勢與難點(diǎn)
我國海岸線長達(dá)1.8萬公里,居世界第四位,擁有十分豐富的近海風(fēng)能資源,近海10米水深的風(fēng)能資源約1億千瓦,近海20米水深的風(fēng)能資源約3億千瓦,近海30米水深的風(fēng)能資源約4.9億千瓦,海上風(fēng)能的量值是陸上風(fēng)能的3倍,具有廣闊的開發(fā)應(yīng)用前景。風(fēng)力發(fā)電具有環(huán)保無污染的特點(diǎn),一臺2.5兆瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)組每年可以發(fā)電2190萬度,可以同時滿足12166戶家庭的用電。
風(fēng)電作為技術(shù)問題相對容易解決的可再生能源,成為中國實(shí)現(xiàn)降低單位GDP能耗最現(xiàn)實(shí)的選擇。盡管與陸地風(fēng)電相比,海上風(fēng)電技術(shù)門檻更高、風(fēng)險更大,但占用地域少、離電力負(fù)荷中心更近,不似陸地風(fēng)電有長距離輸送的麻煩,故而也是未來中國風(fēng)電的主要增長點(diǎn)。相比內(nèi)蒙古等西北內(nèi)陸地區(qū)的風(fēng)電基地遠(yuǎn)離電力負(fù)荷中心,接入電網(wǎng)受限,“沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)且具有強(qiáng)大的電網(wǎng)支撐和廣闊的用電市場,這是提及海上風(fēng)電開發(fā)優(yōu)勢時必不可少的一條。”中國可再生能源學(xué)會風(fēng)能專業(yè)委員會副主任施鵬飛表示。
除了前述的海上風(fēng)電技術(shù)門檻高之外,海上風(fēng)電要實(shí)現(xiàn)規(guī)模化發(fā)展,還存在種種難點(diǎn):我國近海域70%以上都是軟黏土和粉砂等軟弱基地,承載力低,在風(fēng)暴作用下很容易弱化或沖刷;臺風(fēng)等極端海況的威脅一直存在,近海淺灘環(huán)境十分脆弱。此外,正如國家發(fā)改委能源局新能源和可再生能源司司長王駿所說“海上剛剛起步,現(xiàn)在成本高,設(shè)備力量弱,施工經(jīng)驗(yàn)不足,相關(guān)行業(yè)管理和規(guī)范不完善”,因此馬上大規(guī)模發(fā)展并不現(xiàn)實(shí)。
從2005年我國大規(guī)模開發(fā)海上風(fēng)電以來,風(fēng)電并網(wǎng)一直是“老大難”,目前僅有上海東海大橋近海風(fēng)電與江蘇如東潮間帶兩個海上風(fēng)電項目并網(wǎng)發(fā)電。海上風(fēng)電雖然較陸上風(fēng)電穩(wěn)定,但仍存在電壓波動、閃變等隨機(jī)波動的問題,電網(wǎng)對其容納能力是有限的?焖侔l(fā)展的陸上風(fēng)電對電網(wǎng)提出了更高的要求,增長的風(fēng)電規(guī)劃已經(jīng)不能全部并入電網(wǎng),電網(wǎng)已成為推進(jìn)風(fēng)電發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。海上風(fēng)電的發(fā)展計劃,很大程度上也要看電網(wǎng)本身的容納能力能夠獲得多少增長。即使對智能電網(wǎng)的研究在歐美已長達(dá)20多年,但也沒有徹底解決大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)的難題。
除了技術(shù)復(fù)雜和并網(wǎng)難外,安裝運(yùn)行和維護(hù)成本太高也是不可回避的問題。在歐洲,海上風(fēng)電技術(shù)成本及運(yùn)輸?shù)跹b占總成本的49%,機(jī)械成本占21%,海上電纜和變壓器的成本占16%。長期維護(hù)保養(yǎng)作為一筆不小的負(fù)擔(dān),需要大量的資金投入。此外,如何提高海上風(fēng)電設(shè)備防腐蝕能力,以延長風(fēng)電設(shè)備壽命,也是亟待解決的技術(shù)難點(diǎn)。
現(xiàn)狀與前景
目前,東部沿海潮間帶風(fēng)電項目試點(diǎn)與中深海域的風(fēng)電場開發(fā)同步啟動,海上風(fēng)電進(jìn)入政策性的戰(zhàn)略發(fā)展。1月22日,國家能源局聯(lián)合國家海洋局印發(fā)《海上風(fēng)電開發(fā)建設(shè)管理暫行辦法》。3月底,工信部也發(fā)布了《風(fēng)電設(shè)備制造行業(yè)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)》,規(guī)定風(fēng)電機(jī)組生產(chǎn)企業(yè)必須具備生產(chǎn)單機(jī)容量2.5兆瓦以上、年產(chǎn)量100萬千瓦以上所必需的生產(chǎn)條件和全部生產(chǎn)配套設(shè)施。
有了一系列規(guī)章的出臺,5月18日,國家能源局正式發(fā)布了位于江蘇省的4個海上風(fēng)電項目招標(biāo)公告,投資規(guī)模接近200億元,總裝機(jī)容量達(dá)到100萬千瓦,相當(dāng)于十個東海大橋風(fēng)電場。目前此次江蘇省的項目已吸引了龍源電力、中廣核、中電投、中國風(fēng)電、大唐、國電電力等投資集團(tuán)購買招標(biāo)文件,預(yù)計將有至少十余家企業(yè)參加投標(biāo),各大電場投資商“摩拳擦掌”之勢可見一斑。
設(shè)備制造商同樣不甘落后,因?yàn)楹I巷L(fēng)電的上網(wǎng)電價較陸上風(fēng)電高,可承受更高的設(shè)備成本。但對風(fēng)機(jī)性能要求也隨之提高,在大容量風(fēng)機(jī)研發(fā)制造中有所成就的風(fēng)電設(shè)備公司才有望脫穎而出。易躍春表示,從2003年以來,中國目前已經(jīng)掌握了大型風(fēng)電機(jī)組的制造技術(shù),能夠生產(chǎn)單機(jī)容量2兆瓦以上、適合海上風(fēng)能資源的風(fēng)電機(jī)組。至去年底,具備上述生產(chǎn)能力的制造企業(yè)有6家,世界風(fēng)電機(jī)組制造業(yè)企業(yè)前十強(qiáng)中,大陸企業(yè)占據(jù)兩席。在全國七大千萬千瓦級風(fēng)電基地中惟一的海上風(fēng)電基地所在地——江蘇,已經(jīng)集結(jié)了金風(fēng)科技、華銳風(fēng)電等不同技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)機(jī)企業(yè),以及葉片、塔筒等配套企業(yè)。
鑒于目前我國海上風(fēng)電的開發(fā)才剛剛起步,2009年新增海上風(fēng)電裝機(jī)容量僅6.3萬千瓦,而同期海上風(fēng)電發(fā)展最快的英國實(shí)現(xiàn)新增裝機(jī)容量30.6萬千瓦,累計裝機(jī)容量89.4萬千瓦。對于我國海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展前景,全球風(fēng)電設(shè)備巨頭丹麥維斯塔斯公司預(yù)計,在未來中國風(fēng)電的大發(fā)展中,海上風(fēng)電會占據(jù)相當(dāng)大的份額。理由有二:一是有政策支持,東部沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),能源緊缺,開發(fā)海上風(fēng)能資源將有效改善能源供應(yīng)情況。二是有資金支持,目前擁有海上石油或陸上風(fēng)電開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的公司,正在計劃投資海上風(fēng)電項目。根據(jù)我國各省規(guī)劃初步成果,至2015年,上海、江蘇、浙江、山東等地將具備海上風(fēng)電裝機(jī)潛力1500萬千瓦,至2020年將達(dá)3500萬千瓦。
自動化“下海”
憑借在陸上風(fēng)電設(shè)備上積累的豐富經(jīng)驗(yàn),自動化廠商自然不會錯過海上風(fēng)電這一盛宴。
貝加萊為德國首個海上風(fēng)電場的建設(shè)貢獻(xiàn)頗多,基于貝加萊Power Panel和X20 I/O系統(tǒng)的整體解決方案,為風(fēng)電場里包括船舶塢站、直升機(jī)停機(jī)坪、工作間以及其他基礎(chǔ)設(shè)施在內(nèi)的海上平臺,配置了極為可靠的照明系統(tǒng)以及災(zāi)害情況下的保護(hù)和監(jiān)控系統(tǒng),負(fù)責(zé)采集、處理航標(biāo)信號和監(jiān)控設(shè)備信號,并將其傳送到位于陸地上的風(fēng)電場主控室。
在風(fēng)電產(chǎn)業(yè)興起之初,菲尼克斯電氣的產(chǎn)品工程師選擇和風(fēng)電設(shè)備企業(yè)的技術(shù)專家一起前往風(fēng)場,近距離了解惡劣環(huán)境下對產(chǎn)品和系統(tǒng)的需求,使得菲尼克斯電氣有能力參與到風(fēng)電系統(tǒng)的設(shè)計環(huán)境,為風(fēng)電行業(yè)提供符合產(chǎn)業(yè)特性的連接接口乃至防雷電解決方案。中國絕大多數(shù)風(fēng)電整機(jī)制造商均采用了菲尼克斯電氣的產(chǎn)品,這是建立在真正理解客戶需要基礎(chǔ)上的。
東方電氣自動控制工程有限公司作為風(fēng)電設(shè)備制造大戶東方電氣集團(tuán)下的一員,擁有提供海上風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)的能力。其開發(fā)的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)是專門針對兆瓦級以上風(fēng)機(jī)設(shè)計的一套完整的控制、保護(hù)和監(jiān)測系統(tǒng)?刂破靼惭b于機(jī)艙內(nèi)部,通過光纖與其它風(fēng)機(jī)或者風(fēng)場集控室相連,不僅方便現(xiàn)場調(diào)試和故障檢查,同時可以把風(fēng)機(jī)的各種信息進(jìn)行遠(yuǎn)程傳送。
【編輯點(diǎn)評】陸上風(fēng)電方興未艾,海上風(fēng)電憑借其廣闊的前景再一次將政府、企業(yè)和資金吸引到一起。不可否認(rèn),這必將是一項利國利民、造福千家萬戶的重點(diǎn)工程。但在產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展過程中,必須結(jié)合國外海上風(fēng)電發(fā)展以及國內(nèi)陸上風(fēng)電發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),避免重走產(chǎn)能過剩、無序發(fā)展、技術(shù)無法滿足現(xiàn)場要求等老路,讓中國綿長的“黃金海岸”恰如其名。
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