江苏省南通市如东县环港外侧离岸3至15公里的海面,155台巨大的白色风机傲然矗立,安装在90多米高的塔筒上的叶轮,迎着海风徐徐地旋转起舞。这就是中国国电集团公司建设的亚洲最大海上风电场,总容量达48.2万千瓦,占据了国内海上风电60%份额。
在风机迎风劲舞的背后,是源源不断输送到千家万户的清洁绿色电力。“十二五”以来,风电场累计完成发送绿色电力约23.5亿千瓦时,相当于节约标煤58.4万吨,减排二氧化碳129万吨,减排氮氧化物3470吨,社会效益、环保效益显著。
近年来,国电集团依托旗下新能源开发核心平台——龙源电力集团股份有限公司大力发展以风电为主的新能源产业,特别是对海上风电的开发进行了富有成效的探索,为行业积累了宝贵的经验,为我国低碳经济发展作出了应有的贡献。
做潮间带风电技术引领者
11月24日,记者获悉,国电龙源江苏海上公司申请的发明专利——“潮间带单桩基础施工工艺”获得国家知识产权局审核授权。该专利解决了潮间带区域风机基础施工有效作业时间短、施工工效低的问题,大大降低施工成本,解决了单管桩沉桩工艺难题。
时间回溯到8年前。早在2007年,国电集团就敏锐地捕捉到海上风电这个新的经济增长点。那时候没有任何经验可以借鉴,完全是摸着石头过河。经过一段时间的探索,国电龙源电力的施工人员研究利用混凝土和多管桩建设风机基础,开始了艰难的海上风电建设之旅。2010年9月28日,龙源江苏如东3.2万千瓦海上潮间带风电场历经一年多的工程建设投产发电,迈开了“迎风弄潮”的第一步,实现了全球海上潮间带风电场零的突破。
然而,这却没有让国电人高兴得太久。探索海上风电开发之路,“最难啃的骨头”是技术,在潮间带建设一个风机基础,混凝土基础要30天,多管桩基础要15天。他们知道,技术不过硬,施工周期长,大规模开发海上风电近乎天方夜谭。于是,国电集团开始创新可以大幅提高施工效率的单管桩基础沉桩技术。
作为第一个吃螃蟹的人,国电龙源电力并无国内外先进经验可循。对于单管桩基础来说,桩体垂直误差率只有控制在千分之四以内才能满足风机正常运行。当时有外国专家认定,以目前的技术根本达不到这个标准。“我们的施工人员经过多次尝试,最终将垂直度误差率控制在了千分之二以内,远远低于行业标准,标志着公司掌握了海上风电开发的核心施工技术,将一个风机基础的施工时间缩短为1天,让海上风电大规模开发变成了可能。”国电龙源电力副总经理金骥告诉《中国电力报》记者。潮汐是受月亮影响的,每天涨落两次,第二天比第一天推迟一个小时左右,15天为一个周期。因为要在涨潮时移船运输,落潮时坐滩施工,所以施工人员作息和工作的时间要根据潮位变化不断调整,这样的工作方式被形象地描述为“跟着月亮走”。就这样,施工人员日复一日地在大海与陆地的交界地带纵横驰骋,一步一个脚印地推进项目建设。截至目前,国电集团在江苏已建成海上风电48.2万千瓦,是亚洲最大的海上风电场,保持并扩大海上风电开发领先优势,引领行业进入了海上风电大规模开发阶段。
变“贵族产业”为“平民产业”
在海上潮间带施工过程中,风机基础是关键技术难点,而施工设备则是实现技术的保障。潮间带滩涂地质松软,用脚在滩面上轻轻踩几下,本来“坚硬”的滩面就会液化成浆糊状,因此潮间带被俗称为“铁板沙”。在“铁板沙”上,重型机械毫无立足之地,只有几米的水深也让常规施工船舶施展不开,这也是制约潮间带风电大规模建设的主要瓶颈。
为此,国电龙源电力与上海振华合作,专门打造了两条专业海上风电施工船舶。龙源振华1号装备了800吨全回转海工吊机和荷兰IHC公司生产的S-800液压打桩锤,按照国内沿海水文条件特别定购,可广泛适用于我国潮间带、浅海施工作业,使海上风电造价降低约25%。
龙源振华2号是适用于近海风力发电的自升式平台,是国内第一艘齿轮齿条式海上风电安装船,拥有12级风暴自存能力,双钩最大起重能力达800吨,不仅起重能力最大,功能也最先进,适用于离岸更远的近海风电开发需要。此外,国电龙源电力还定购了敷缆船、起锚艇、吊装船、运输船等20多艘专用船只。
目前,国电龙源电力拥有的施工装备可以同时开工3个海上施工作业面,年施工能力可达20万~30万千瓦。有了专业的装备保障,国电集团具备了潮间带和近海风电规模化施工能力。此外,该公司还根据项目所在地特有海况条件,打造了国内第一艘海上风电专用运维船“龙源运维1号”,保障运维的安全性和高效性。
截至目前,国电龙源江苏海上公司先后获得“中国电力优质工程奖”、“国家优质工程奖”等国内工程建设类最高奖项;获得“中国电力科学技术进步一等奖”等10余个科技奖项,取得省部级奖项29项、地市级奖项63项;取得实用新型专利31项、发明专利1项。
“单桩沉桩技术和大型专业施工设备的运用,使海上风电工程效率大幅提高,造价大幅降低,原来的‘贵族产业’现在已成‘平民产业’了。”国电龙源江苏海上公司总经理张钢表示。
创造和谐生态环境
如东海上风电场地处东亚至澳大利亚候鸟迁徙路线中间位置,每年有近百万只鸟类迁徙经过该地区,种群数量、觅食、繁殖情况稳定。同时,如东海域渔业资源丰富,蕴藏多种暖温带性质海洋生物。项目建设伊始,有人对海上风电可能破坏生态环境表示了担忧。
“开发海上风电决不能以牺牲环境为代价”,国电集团在海上风电开发之初就明确这一原则。施工期间,该集团根据当地渔业养殖情况调整风机机位及海缆走向,将施工对环境影响减到最小。每年夏季,该公司在海上风电场坚持开展“增殖放流”鱼苗放养活动,丰富如东海域渔业储备。2012年4月,该公司联合南通博物苑,成立国内首个风电场鸟类观测站——如东海上风电场鸟类观测站,长期观测海上风电场及周边候鸟的迁徙情况,为保护鸟类提供帮助。2012年12月,龙源如东15万千瓦海上风电场生态修复项目成功签约,该公司投资1000多万元用于实施增殖放流、养殖示范区构建、鸟类保护等多项生态工程。
长期调查表明,国电集团海上风电开发建设并未对生态环境造成影响,实现了海上风电与自然环境和谐共生。现在,该公司成立的鸟类观测站已成为生态保护基地,每年吸引大量国内外动物保护专业人士和游客前来参观游览。
在“试验、示范、规模开发”阶梯目标既已实现的前提下,国电集团将紧跟政策“东风”,继续加快海上风电投资步伐,积极储备优质海上风电资源。在上述建设方案中,国电龙源共有170万千瓦容量被列入规划,约占全国总量的16%。
“国电集团将重点开发福建南日40万千瓦、江苏蒋家沙30万千瓦和江苏大丰20万千瓦等项目,继续巩固和扩大海上风电领先优势。”国电集团总工程师张宗富接受记者采访时说。