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国家电投集团江苏海上风力发电有限公司副总经理和庆冬:海上风电引领的能源革命正乘势而起

日期:2021-09-26    来源:中国船检

国际风力发电网

2021
09/26
09:29
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关键词: 国家电投 江苏海上风电 海上风电产业

中国“3060”碳达峰和碳中和目标明确后,国内风电行业迎来了新的发展机遇期。作为海上风电领域的先驱者,国家电投集团江苏海上风电公司积极布局江苏“十四五”海上风电平价示范项目和深远海海上风电项目规划建设,通过技术攻关,不断向深远海进军。对此,我们特别邀请国家电投集团江苏海上风力发电有限公司副总经理和庆冬分享他们的成功经验以及独特观点。

问:随着全球对生态环境和气候变化等问题日益重视,加快海上风电产业发展已成为应对全球气候变化的重要行动。当前,中国是世界上最大的海上风电市场,拥有丰富的风力资源。您如何看待我国海上风电产业未来的发展前景,以及未来发展趋势?

答:2020年9月和12月,习近平主席分别在第七十五届联合国大会和气候雄心峰会上提出了“3060”碳达峰和碳中和目标,承诺2030年,中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上,非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右,风电、太阳能总装机容量将达到12亿千瓦以上。

截至2021年4月,中国沿海已有8个省份的海上风电项目并网,累计并网达到1042万千瓦,首次超过了1000万千瓦,在全球排到第二位。全球海上风电2020年~2029年新增容量规划中,中国超过了3000万千瓦,位列全球第一。

2021年之后,中国海上风电进入平价无补贴发展阶段,由政策驱动转向市场驱动,整体的建设思路和技术路线会有较大调整。

首先,向深远海进军。近海海上风电受军事、航道、渔业、环保等限制性因素,可开发海上风电资源较少,随着近海海域开发日渐饱和,海上风电将逐步向远海、深海进一步发展。

第二,开发规模化、集群化。通过规模化开发(单个风场100万千瓦以上)来降低摊薄建设成本,实现海上风电平价上网电价,形成发展优势。

第三,大功率海上风电机组的广泛应用。同等装机规模的海上风电场,随着单机容量的增加,风机数量减少将显著降低建设成本,并缩短建设周期。

2017年~2020年,4~6MW海上风电机组是我国海上风电市场的主流机型。随着技术进步,2020年以后,6~8MW的海上风电机组技术日臻成熟,进入批量制造阶段,成为海上风电市场的主流产品。目前,国内单机容量最大的10MW风机已实现商业运行。国外15MW海上风电机组已经发布,进入样机示范阶段。这种大型的风电机组,轮毂高度达到150米,叶轮直径达到240米,扫风面积超过43000平米,对设计、制造、施工船机都提出新的挑战。

第四,风场运维智能化。海上风电场面临离岸距离远、建设运行环境恶劣、交通不便等困难,如何通过数字化、智能化手段,实现安全有效管控、高效运维,是今后的海上风电发展面临的重要课题。

通过传感器智能感知技术赋予海上风电基础、风机、电气系统全寿命周期的生命感知功能,运用大数据、云计算、物联网等信息技术,配合基于模型的故障诊断及安全控制技术,可以实现远程监控、状态监测、健康诊断,降低风机运维成本。

第五,漂浮式风电、浮式动态海缆、柔性直流输电、超长超柔叶片、新型高效风能转换装置、风电场微观选址优化、尾流控制、大规模海上风电场集群组网送出技术、新材料的应用等将成为海上风电突破的主要发展方向。

第六,海洋资源综合利用,多产业融合发展。根据沿海各省不同的环境条件,“海上风电+N”模式也是提高效能的主要探索方向,目前还在研究、示范阶段,没有形成成熟的商业模式。主要的方向有海上风电+制氢、海上风电+海洋牧场、海上风电+储能、海上风电+潮汐能等。

问:据了解,国家电投集团江苏海上风电公司的如东800MW海上风电项目计划于2021年底实现全容量投产,在这一过程中,您认为海上风电产业所面临的最大挑战是什么?攻克了哪些技术难题?有哪些成功的经验与业界分享?未来公司在风电领域,将有哪些布局?

答:根据国家发改委发改价格【2019】882号文《国家发展改革委关于完善风电上网电价政策的通知》,2022年及以后全部机组完成并网的海上风电项目,执行并网年份的指导价,也就是大家说的平价上网。2020年~2021年,国内已核准的海上风电项目建设陡然加速,形成海上风电抢装潮,造成了市场供需失衡局面,一是海上主体设备制造产业链达到饱和状态,各制造厂任务订单饱满,设备制造难以满足现场需求,二是海上主体施工船组(如大型浮吊、风机吊装平台、海缆敷设船等)数量严重不足,无法满足海上风电建设要求。船机、风电设备因为短期供需关系紧张价格暴涨,工程造价大幅攀升、工程合理组织异常艰难。

在抢装潮大形势下如何安全、平稳地把控海上作业安全,确保工程有序进行,顺利实现2021年底全容量并网投产,这是国家电投江苏如东800MW海上风电项目目前面临的最大挑战。

海上风电项目目前的平均造价水平距离平价上网还有一定的差距,如何通过选址、设计、制造、施工、运维等各个环节降低成本,实现投资收益,是今后相当长一段时期内海上风电行业都面临的最大挑战。

国家电投如东800MW海上风电项目共安装200台上海电气SWT-4.0-146海上风力发电机组,工程体量庞大。同时,风电场海域地质、水文条件异常复杂,安全管控难度大,施工难度大。建设过程中,公司与海事部门合作,建设《海上风电安全自主监控系统》,实现了对海上作业现场船机的实时有效管控。

我们通过紧密衔接陆上设备制造运输和海上现场安装两条主线,有效利用海上作业窗口期,加强现场协调,保证施工作业面能够高效运转,提高施工效率,确保安全、质量、进度、成本四项指标均能得到良好管控。

通过技术攻关,先后解决了超长距离交流220kV高压海缆送出、浅滩区海缆敷设施工、海上大直径单管桩基础防冲刷、35kV风机间连接海缆工频交流耐压试验等一系列技术难题,工程向着年内全容量并网的目标稳步推进。

国家电投集团江苏海上风力发电有限公司坚定践行“3060”国家战略,致力于打造国内一流海上风电企业。

公司自2015年开始海上风电项目开发建设,滨海北H1(100MW)海上风电项目是国家能源局《国能新能【2014】530号》文批准的全国44个海上风电项目中第一个投产项目,获得了第一个“国家优质工程金奖”,至2021年底开发运营海上风电装机容量将达到220万千瓦。

“十四五”期间国内海上风电行业竞争日益激烈,国家电投集团江苏海上风电公司将持续与设计单位、设备制造厂、施工单位、运维单位、各级监管机构加强紧密联系,开展技术创新,加强深远海海上风电资源勘查勘测,积极储备深远海、大功率风机的海上风电开发技术,积极布局江苏海上风电平价示范项目和深远海海上风电项目规划建设,力争“十四五”期间再建一个江苏海上风电公司。

问:近年来,贵单位与中国船级社(CCS)在规范标准方面以及海上风电项目上都开展过哪些合作?

答:国家电投集团江苏海上风力发电有限公司在探索海上风电开发建设,不断发展壮大的过程中,离不开CCS等专业机构的保驾护航。公司在海上风电开发建设中,充分认识到海上风电项目不仅仅是电力工程,更是海洋工程。其开发建设的复杂性、艰巨性、专业性,更是远远超过陆上风电项目。

2017年,在滨海北H2项目海上升压站建造中,除了严格执行电力系统建设工程管理、工程监理、行业质量监督检查等制度以外,公司在国内海上风电行业首次引进了船级社鉴证体系,借鉴船级社对海洋平台的管理经验,对海上升压站的设计、施工、试验等整个建造过程进行认证。海上升压站在结构建造、消防工程施工质量验收、逃救生设施配置、防火封堵等方面取得了质的提升,并成功应用至后续大丰H3、滨海南H3、如东H4/H7等多个项目中,为公司海上风电高质量建设奠定了基础。

面对海上风电行业标准体系尚不完善的现状,公司与CCS在行业标准、规范方面积极探索,合作成果初显。2017年以来,先后合作编制了《海上升压站平台消防工程建设质量验收指南》《海上风电场施工检验指南》等标准,作为海上风电行业、集团公司规范标准使用。目前,双方紧盯行业前沿科技,正在合作研究海上风电浮式装备的设计、建造、运输、施工技术,筹划将阶段性研究成果编制成《海上风电浮式装备入级指南研究》,对浮式装备进行规范。

问:如何看待CCS在此领域所发挥的作用?未来对CCS有哪些期待?

答:CCS是船舶、海工行业的权威专业机构,历史悠久、实力雄厚。CCS已经进入海上风电设施及装备领域,开展规范标准研究与制定、装备入级与检验及相关认证和技术咨询工作。目前,已建立起一整套涵盖海上风电的设计、建造、海上施工、运维、弃置的“全生命周期”咨询与检验服务,在海上风电发展过程中起到重要作用。未来,期望CCS在海上风电行业的管理咨询、设计评估咨询、设施鉴定检验及监理服务、海上风电检测等更广的领域发挥更多、更专业的指导服务,为行业健康发展保驾护航。

问:未来双方还将在哪些领域展开合作?

答:随着中国海上风电即将进入平价时代,各风电企业为了降本增效,在海上风电机组、工程设计施工、运维等方面不断推出技术创新举措,如风机和基础一体化安装、深海浮式风电、海上柔性直流输电等,新技术、新工艺必然带来工程质量标准的变化,但尚未完全形成行业或国家的技术标准、质量标准,建议双方加强合作。

近年来,海上风电行业快速发展,尤其抢装潮来临,工程建设赶工期的情况仍然存在,海上风电打桩、风机吊装都是危险性高的起重作业,行业内先后发生多起起重设备安全事故。CCS在工程船机安全管控方面,可以给予更多专业性的指导意见。

CCS是对船舶、海洋工程设计、建造进行检验、指导的专业机构,具有深厚的专业技术优势。国家电投江苏海上风力发电有限公司深耕国家电投集团在江苏沿海的海上风电开发建设,需要船舶、海洋工程方面专业技术支撑。双方可以创新合作方式,在人才培养、技术交流、项目合作等方面进一步探索,实现共赢。


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