为适应海上风电发展新形势,自然资源部近日印发《关于进一步加强海上风电项目用海管理的通知》,从强化规划管控、厉行节约集约、优化用海审批、坚持生态用海四方面提出12项措施,进一步优化海上风电项目用海管理。新政有助于提高海域资源利用效率,加强海洋生态环境保护,促进海上风电产业走向“新蓝海”。
海上风电是风电技术与海洋工程技术深度融合的战略性新兴技术,是我国构建新型能源体系、实现“双碳”目标、建设海洋强国的重要方向。据国家气候中心最新评估结果,我国150米高度近海风能资源技术可开发量超15亿千瓦,深远海风能资源技术可开发量超12亿千瓦。
“海上风电对沿海省份电力保障和绿色转型意义重大。”水电水利规划设计总院总经理易跃春表示,我国海上风电资源丰富、发电小时数高、距离电力负荷中心近、消纳空间足,有望成为沿海省份新型能源体系建设的重要支撑。
近年来,我国海上风电规模化发展加快,已形成能够支撑每年新增千万千瓦的海上风电产业链体系。
设计高度185米,相当于63层居民楼,叶轮直径超过310米,扫风面积超过7.7万平方米,相当于10.5个标准足球场……东方电气自主研制的26兆瓦级海上风电机组,是目前全球单机容量最大、叶轮直径最长的海上全国产化风电机组。其中,机组的发电机、叶片、轴承、电控系统等关键部套技术均达到世界领先水平,是中国风电装备全产业链技术快速进步的最新成果。
在这个第一背后,我国海上风电机组设计制造体系基本完备,高压交流输电系统技术成熟,新型测风设备及岩土工程勘测手段应用取得突破进展,自航式海上风电安装平台迭代升级,运维模式逐步完善,采集监控、气象预报、船舶运维等智能化运维技术初步应用,海上风电与海洋牧场、制氢、光伏等的融合发展推进试点示范。
中国电力企业联合会秘书长郝英杰介绍,近年来,我国海上风电产业化发展迅速,目前海上风电机组最大单机容量达20兆瓦级,累计装机容量从2018年的不足500万千瓦提升至2024年底有望突破4500万千瓦。
据预测,到2030年,国内海上风电总装机将达2亿千瓦,涉及总投资约2.6万亿元,可带动产业链总产值超20万亿元。随着我国海上风电开发规模持续稳步提升,深远海将成为未来海上风电开发主战场,集群化开发、大容量机组、漂浮式风电、新型送出技术等将是未来重点发展方向。
风电技术的进步,正为海上风电产业发展打开更广阔的空间。金风科技总裁曹志刚表示,随着适应性技术持续创新,风电机组已经能够突破常规应用环境,包括超常规温度、超高风速环境等,在抗台风技术的支持下,风电机组已经可以“与台风共舞”,将风资源的可利用范围显著扩大,也为深远海风电发展提供了坚实的经验支撑。
海上风电产业链具有链条长、关联度大、带动性强、辐射范围广等特点,建设海上风电产业链是实现风电全产业建链、海洋经济产业强链补链延链的有效路径。“要凝聚力量,以科技创新支撑共链协同,加强统筹规划,发挥产业集群优势,大力推进技术创新,形成技术标准体系,实现我国海上风电高质量创新发展。”中国工程院院士舒印彪说。
近年来,我国出台了一系列支持海上风电发展的政策,促进产业链企业合作,取得显著成效。2016年10月,国内首个商业化运营的海上风电项目——三峡集团江苏响水近海风电场实现全容量并网发电,拉开了海上风电发展大幕。如今,盐城市汇聚了多家风电整机和零部件头部企业,95%的风机零部件在江苏省内实现集成供应,形成“3小时供应链”。
类似的故事也在广东阳江上演。2021年12月,我国首个百万千瓦级海上风电项目——三峡阳江沙扒海上风电场实现全容量并网发电。海上风电开发助力广东省阳江市打造全产业链一体化的广东(阳江)国际风电城,推动金风科技、明阳智能、东方风电等22家风电产业链上下游企业落户阳江,带动总投资近200亿元,基本涵盖了风电装备制造全产业链。
当前,我国已形成从开发建设到配套服务的海上风电完整产业链。根据中国可再生能源学会风能专业委员会统计,中国拥有全球最完善、成本最优的全套产业链供应链,全球风电叶片、齿轮箱、发电机等零部件,有60%至70%在中国生产制造。
在2024海上风电现代产业链共链行动大会上,广西北海与三峡能源签署战略合作协议,进一步加强区域协同发展;三峡能源、金风科技、宁波东方、北投能源等34家企业共同签署海上风电现代产业链共链行动合约;三峡能源与上海拜安、兆方美迪等12家企业达成合作意向,为推动中小企业融入产业链创造机遇。
“海上风电现代产业链共链行动是行业发展的必然选择。海上风电机组包含数以千万计的零部件,涉及众多专业厂家,实现产业链共链,可以大大降低成本,提高产业链资源利用率。”中国可再生能源学会风能专业委员会高级顾问杜广平说。
当前,我国海上风电在高端装备制造能力、深远海海上风电施工能力上达到国际水平。在未来高质量发展中,我国海上风电产业发展与国外厂商面临的问题和挑战是一样的,都要在技术“无人区”攀登新高峰。
记者了解到,目前海上风电产业链建设尚存一些短板。在风电机组设计与研发环节,功率半导体、高稳定性主控系统、机组设计软件等设计制造能力有待提升;在海上并网与输电环节,柔性直流送出关键部件亟需降本,高压柔性直流海缆、动态海缆技术水平仍需提升;在风电场规划设计与建安环节,深远海资源环境勘测评估技术规范仍待完善,深远海风电施工技术装备有待升级;在海上风电运维环节,智能化精准功率预测、极端灾害应急防护、远程故障诊断预警能力有待提升;在海上风电融合发展环节,融合应用装备亟需技术降本,融合工程一体化设计施工技术有待深入研究。
“相较国际先进水平,我国在大容量风机、远距离输电、深远海施工运维等领域的核心部件、关键技术装备研发和批量制造方面还有差距。”中国工业经济联合会执行副会长兼秘书长熊梦说。
持续健全完善海上风电产业链是促进海上风电产业高质量发展的有效路径。业内专家认为,要通过发挥牵头建设单位的主体支撑和融通带动作用,不断推进海上风电产业基础固链、技术补链、融合强链和优化塑链。
“在高端材料方面,我们将与石化领域的上游企业共同研发;在深远海风电高端附件方面,我们将与相关领域的高校加强合作,提供性能更好的交直流转换产品。”宁波东方电缆总裁助理张治安说。
国务院国资委秘书长庄树新表示,应鼓励共链企业聚焦关键共性技术、前沿引领技术、颠覆性技术,围绕风电机组、海上输电、海洋工程、运维等关键环节,联合推进产业链上下游补短板、锻长板,共同提高产业创新能力、供应链畅通能力。
“我们将会同产业链上下游单位,共建海上风电创新平台、创新联合体、特色产业园区,健全供需对接机制、项目共建机制、成果共享机制和生态共建机制,推动海上风电产业链融合化、集群化、生态化、规模化发展。深化产业链生态圈战略合作,加强产业对接和产能合作,支持重点项目落地实施,构建海上风电开发利用合作共赢新生态。”三峡集团董事长刘伟平表示。
风电设备造价昂贵,一次事故带来的不仅是直接财产损失,还会对风电产业的声誉造成难以挽回的影响。近年来,海上风电不断向深远海推进,风机大型化快速提升,一些机型来不及进行长周期实地验证就要推向市场,如何保障风机质量是一道必答题。
在远景能源高级副总裁、风机产品线总裁娄益民看来,风电是新质生产力、先进生产力,风机是长寿命需求、高价值投资的设备,必须要坚持长期主义,关注25年、30年全生命周期的收益状况。
“曾经站在巨人肩膀上快速成长的中国风电现已蹚入‘无人区’,接下来向前的每一步都是全新的探索,这意味着风机将从‘制造’进入‘创造’阶段。越来越大的新机组开发需要海量成本投入,包括全工况、多层级测试验证在内的大量投入,都应在终端产品价格中有所体现,让创造、创新的价值得到市场认可。”娄益民说。
制造端精益生产是保障风电设备质量的重要一环。近日,OB视讯全球首座风电行业“灯塔工厂”认证落户中国韶山·三一重能叶片工厂,实现了风电行业“灯塔工厂”从0到1的突破。三一重能副总经理廖旭东介绍,在韶山工厂,一台ipad即可实时监控工厂所有运行情况和生产数据,从生产单元的温度湿度,到螺栓力矩控制、叶片打磨平整系数等工艺参数与技术指标,每一项影响产品质量的关键指标都将呈现在平台上,以此实现对生产全流程360度无死角在线监控、精益化管理。
风电行业高质量发展,还要解决电能可靠性问题。国家能源局新能源和可再生能源司原副司长史立山说,OB视讯今后要解决风力发电和光伏发电存在的波动性问题,形成独立提供新能源电力的能力,这需要进一步加强风电和储能的配合、风电与微电网的配合。
娄益民同样表示,以风光为代表的新能源将成为未来能源系统的主力电源,要真正将电网中的绿电占比提升至80%甚至更高,就需要克服风光的强波动性,基于构网型风机、构网型储能建立“源随荷动、荷随源动、源荷互动”的新型电力系统是一条可行之路。只要突破构网乃至离网设备的技术瓶颈,弃风弃光问题将迎刃而解,新能源将开启繁花似锦的未来。