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海上风电——风电产业最前沿的技术

2014-03-10 10:19
姚看江湖
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  近日,国家能源局计划通过一系列实质性举措推动风电产业“回暖”,其中“积极推进海上风电发展”的举措格外显眼。诚然,海上风电资源丰富,是未来发展的重要领域,也是风电技术最先进、要求最高的领域,同时是风电产业中风险最高的部分。

  自1991年丹麦建成世界第一个风电场,已经过了20多年的时间,世界海上风电在此期间获得了长足的发展。与陆上风电相比,由于具有节约土地资源、风速稳定、紊流小、视觉及噪声影响小等优势,海上风电技术积累日趋成熟。

  然而,对于海上风电的技术难度,即使是技术最成熟的西门子,而2010年第一季度,也曾经调低了海上风电项目的预期收益2亿欧元,随后在第二季度则因项目延迟发电继续调低收益2亿欧元,大概已有4亿欧元的预期收益已随风消散,而原因“仅仅是一个输电连接上的技术失误”。西门子彼时能源部门的首席技术官Mark说:“我们当时低估了海上风电项目的难度”。

  关于中国,早在2010年7月投运上海东海大桥10万千瓦海上风电场,并对外宣称中国已经具备了独立发展海上风电的能力。但是,上海东海大桥风电场距离岸线6~13千米,平均水深10米,属于潮间带风电场,难度相对较低。根据测算,距离海岸线越远,风速越大,发电量可明显增加,离岸10千米的海上风速通常比沿岸高约25%,海上风电必然从潮间带走向近海、深海。然而,深海风电不仅海流、波浪、潮汐、海床条件、冲刷等条件更加严峻,对风机基础、海底电缆、海上平台集成等技术无疑将提出了更高的要求。

  东海大桥风电场采用3兆瓦海上风电机组,风机基础安装在海床之上。研究表明,未来第三代多兆瓦风机的容量将超过5兆瓦,在未来的10~15年将达到20兆瓦,风轮直径也将超过120米。伴随着水深的逐渐加大,难度最大的漂浮式机组基础恐怕会得到大规模应用。这种基础可以不固定在海床上,而直接漂浮在海中,通过锚链、缆绳等固定在一定的位置,以适用于水深超过50米的海域,并克服在风、浪、流作用下的运动对风机工作的影响,这样风机安装、运行、维修的难度和成本势必大幅度攀升。

  随着政府对于发展海上风电在规划与政策上不断的加强和保证,中国海上风电产业将迎来蓬勃发展。对于依旧算是全新的海上风电技术,恰如能源转型本身的哲学逻辑一样,一次全新的尝试,要求能源系统甚至能源经济模式的大改造,风险高、难度大,然而一旦成功,就将会是全球技术无可置疑的领导者。
 

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