海洋重器“海油观澜号”启航 我国海上风电向深远海挺进 - 海洋电力输送技术

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【导语】近年来，我国加快构建清洁低碳能源体系，清洁能源和非化石能源消费比重加快提高。风电作为清洁能源，在我国的能源结构调整中正扮演着越来越重要的角色。随着海上风电项目布局的加快和对海域环境的不断探索，海上风电产业逐渐向大功率、深远海挺进。

日前，由中国海油投资建造的我国首个深远海浮式风电平台“海油观澜号”在广东珠海福陆码头启航，前往海南文昌海域，为海上油田群供电。这标志着我国深远海风电关键技术取得新进展，海上油气开发迈出进军“绿电时代”的步伐。

首座深远海浮式风电平台启航

浮式风电平台是一种可在水中漂浮并捕捉风能发电的装备，通过在浮体内部注水压载，实现在水中漂浮并保持平衡状态，以克服海水对风机基础的晃动作用。“海油观澜号”是我国第一个工作海域距离海岸线100公里以上，水深超过100米的浮式风电平台。业内都把这座发电平台叫作“双百”平台。

2月23日，我国首座深远海浮式风电平台“海油观澜号”完成主体工程建设，从青岛西海岸新区启运。（图源：科技日报）

“海油观澜号”装机容量7.25兆瓦，由浮式基础和风机组成，整体高度超200米，吃水总重达11000吨。底部是一个三角形浮式基础，由30个钢结构模块组装而成，包括3个边立柱和1个中间立柱，整体边长近90米、高约35米、重量达4000吨。

浮式基础上方是高约83米，相当于30层楼高的圆筒形状柱子，柱子上方装有重达260吨的机舱，可以指挥风机进行转动和变桨操作，被誉为风机的“大脑”。机舱前部是直径达158米的叶轮，也就是人们熟知的“大风车”，转动一圈的扫风面积近20000平方米，约等于2.7个标准足球场的大小，带动3只大叶片使机舱中的发电机转动，生成源源不断的绿色电力。

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“海油观澜号”在单位兆瓦投资、单位兆瓦用钢量、单台浮式风机容量等多个指标上，处于中国领先、国际先进水平。项目投产后，风机年发电量将达2200万千瓦时，可满足3万中国人一年的用电需求，所发电力通过一条5公里长的动态海缆接入海上油田群电网，用于油气生产，每年可节约燃料近1000万立方米天然气，减少二氧化碳排放2.2万吨。

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科技创新护航海上风电发展应用

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与陆上风电相比，海上风电发电效率高出20%至40%、利用小时数更高、更节约水资源和土地资源，但是海上风电远离海岸，所处的环境远比陆上风电更加复杂和恶劣，面临着平均投资成本高、技术难度高和运维成本高的挑战。

“海油观澜号”平台将安装于距海南文昌136千米的海上油田海域，是全球已有海上风电环境工况的最复杂海域。该海域风急浪高，历史上最大台风中心风力接近17级，这对风电平台的设计提出了巨大的挑战。

3月26日，我国首座深远海浮式风电平台“海油观澜号”在广东珠海福陆码头启航前往海南文昌海域。（图源：中新网）

据介绍，“海油观澜号”采用多点系泊的方式固定风电平台，部分利用了原有浮式生产储卸油装置(FPSO)的系泊系统，并且还在国内首次采用了在线张紧器等创新技术，以此来提供稳定的锚泊固定，极端天气下在水平位移达到33.8米时仍可牢固系泊。

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同时，通过优化平台尺度、增设高效的阻尼结构等技术创新，浮式平台在极端台风作用下倾角不超过10度，有效避免风机叶片被海浪破坏，具备抗最大17级以上超强台风能力，可在每秒84米的风速下保障风机安全，避免海浪破坏风机叶片。

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海底电缆是跨海电能输送的关键装备，是海上清洁能源送出的“卡脖子”技术。“海油观澜号”利用35千伏动态海底电缆设计水深120米，解决了深远海恶劣海况下的浮体大偏移难题，以及海洋生物生长对动态缆可靠性的影响问题，满足了在复杂恶劣海况下平稳运行25年的严苛要求。

从风机到叶片，从海底电缆到海上施工装备，我国在一系列海上风电关键技术领域都实现了突破。目前，我国是世界第一大风电整机装备生产国，产量占全球的一半以上，我国已形成了完整的具有领先水平和全球竞争力的风电产业链和供应链。

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我国海上风电装机规模世界第一

海南洋浦经济开发区建设中的洋浦海上风电产业园项目。（图源：新华社）

全球风能理事会(GWEC)发布的统计数据显示，自2010年开始，中国新增和累计风电装机容量稳居全球首位，而在风电新增装机中，中国海上风电的增长水平已经快于陆上风电。截至2022年，我国海上风电累计并网装机容量已突破三千万千瓦，持续保持海上风电装机容量全球第一。

事实上，我国拥有发展海上风电的天然优势。中国海岸线长达1.8万公里，海上风能资源丰富。根据国家发改委能源研究所发布的《中国风电发展路线图2050》，在中国近海水深5至50米范围内，风能资源技术开发量为5亿千瓦，而深远海风能可开发量则是近海的三四倍以上。

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根据世界海上风电论坛发布的最新报告，2022年上半年，全球海上风电装机容量新增6.8吉瓦，其中，中国占5.1吉瓦。“十四五”期间，我国规划了五大千万千瓦海上基地，各地出台的海上风电发展规划规模已达8000万千瓦，这将推动海上风电实现更高速发展，到2030年累计装机将超过2亿千瓦。

不仅在规模上成就显著，中国海上风电机组的质量也不断提升。数据显示，截至2021年底，所有吊装的海上风电机组中，4.0MW(不含4.0MW)以下海上风电机组累计装机容量占全部海上累计装机容量的7.7%，比2020年下降了约10个百分点;4.0MW-5.0MW(不含5.0MW)机组占比33.4%，比2020年下降了约19个百分点；5.0MW及以上机组占比达到58.8%，比2020年增长了约29个百分点。

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我国风电开发从浅海走向深远海

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福建省福清兴化湾海上风电场一角。（图源：新华社）

近几年，我国近海风电资源开发利用已趋近饱和，全球80%以上的海上风电位于60米以内的近海海域，且面临与近海养殖、渔业捕捞、航线开发等争夺有限资源等问题，发展空间受到挤压；而深远海可开发范围更广，风能资源更丰富，风速风频更优质。此次“海油观澜号”的建成投用使中国海上风电的自主开发能力从水深不到50米提升至100米级以上，为中国风电开发从浅海走向深远海奠定坚实基础。

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中国海油集团能源经济研究院海洋经济研究室资深研究员李楠表示，我国浮式风电起步较晚，技术基础相对薄弱，但正加速推进商业化探索。浮式风电应用前景广阔，不仅可以就地消纳，为远海设施供电，还可协同发展海洋牧场、海水制氢、海洋旅游、海洋矿产资源开发，形成综合能源岛等跨界融合的海洋产业新生态。随着技术进步和规模化开发，叠加绿电溢价，浮式风电有望超预期实现平价开发，预计到2026年，累计装机容量有望突破50万千瓦。

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中国海油执行副总裁兼新能源部总经理杨云表示，进军深远海风电是中国海油结合油气主业，探索新能源产业差异化发展的一条新路径。此举不仅能直接带动船舶工业、海洋养殖、氢能等产业发展，还可以跟其他经济进行组合，促进海洋经济与地方经济的发展。

目前，我国已建成20多个海上风电产业园，海上风电累计并网装机容量超过3000万千瓦，持续保持世界第一，近海风电资源的开发利用已趋近饱和，推动风电挺进拥有更优质风能资源和更少人类活动的深远海，对加快构建清洁低碳能源体系，形成全球竞争力的风电产业链和供应链具有积极意义。

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(资料来源：央视新闻、中新社、人民网、科技日报)

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