中国创造历史!深远海风电“海油观澜号”启运,未来可建海上三峡

钟铭聊科学 2023-03-28 14:36:38

我国风电迎来历史性一刻!

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程,前往海南文昌海域,将在距离海岸线100公里以上,水深超过100米的地方进行风力发电。

它也是目前世界上第一个最深最远,同时也是全球首个给海上油气田供电,海域环境最恶劣的半潜式深远海风电平台。它的出现代表着中国风电的多项指标处于世界先进水平。

世界上很多历史性的大事,正在发生的时候,人们可能感觉不到什么,觉得就是普普通通的一件小事。但再过几十年回顾过去的时候才会发现,当年无人在意的小事,竟然是历史性的一刻。

“海油观澜号”启程前往海南文昌海域进行风力发电,对于我国的风力发电领域,乃至全球风电来说都是革命性的一刻,它意味着中国的风电开发已经从浅海走向了深远海,而且它将会是中国风电的未来。

中国风电从陆地走向深远海!

风电是清洁能源,是我国大力发展的清洁能源之一。

之所以如此看重风电,是因为我国是一个富煤贫油少气的国家,每年要从国外大量进口石油和天然气,能源对外依存度非常高,这在和平时期还没什么,但如果未来世界发生大的变局,别的国家可能通过能源卡我们脖子。

这一点欧洲就深深地体会到了,北溪二号管道被炸之后,欧洲多国面临能源短缺,再叠加经济通胀,俄乌冲突,欧洲民众这几年日子并不好过,尤其是能源账单飙升,让不少人不得不减少其他家庭开支。

发展风电还有一个好处是,我国是一个负责任的大国,为应对气候危机,我国提出要在2030年实现碳达峰,2060年实现碳中和。在实现碳中和的过程中,我国也可以借此机会大力发展新能源技术,在这些领域实现弯道超车。

刚开始,风电的发展基本上都是在陆地,但是我国适宜发展风电的地方,基本上都位于人烟罕至的西北地区,这里虽然风能资源丰富,但是远离经济发达的地方,发出来的电没人用,容易出现弃电,虽然特高压技术可以将西北地区发出的电,运送到沿海发达地区,但是风电的发展还占用土地,而且风能资源丰富的地方有限,陆地发电趋近于饱和。

而且,到了2030年,我国发电装机总量将达到30亿千瓦,中东部地区最大负荷将达到9.7亿千瓦,传统的西电东送模式将难以为继。

但是海洋就不一样了,海上发电距离我国沿海经济发达地区近,发出来的电很容易就近消耗。

更优秀的是,海上风能资源更丰富,因为没有遮挡,海洋风速比陆地高15-40%,年运行小时数达4000以上,能多发50%-70%的电。但是过去,受限于技术,咱们只能在近海发展风电。

海上发电,深远海才是未来,主要原因有2点:

1:深海风能资源更丰富;Principle Power统计,全球超过80%的海上风能资源潜力都蕴藏在水深超过40米的海域。

2:近海要与渔业养殖,港口航运,旅游等争地,近海风电有上限,目前开发潜力有限,而深海面积广,开发潜力非常大。

想要开发深远海的风能,没那么容易。

首先是技术难题,海上风浪大,尤其是热带地区,经常面临台风袭击,台风风力最高可达17级,而风力发电,风速过低、过高都不利于发电。

风力过小,无法带动叶轮旋转,只有风速达到3米每秒才能让风电机工作;风力过大又会导致发电机转速过高,热失控可能会酿成火灾事故。

每个风力发电机投资都很高,深远海风电机组维护费用也比陆地和近海高,在技术没有解决之前,这个是一个难题。

其次还是技术问题,我国近海并不深,风电机组直接往海底打桩就可以了,但是远海水深都在40米以上,水深100米以上也很常见,往海底打桩就非常不划算了,只能使用漂浮式基座,漂浮式基座如何应对海风,如何在海浪漂浮下保持自身平稳的同时发电,这也是一个难题。

还有就是电价的问题,这些年来,陆地风能发电的发展使得发电成本一降再降,以及能达到平价上网了, 而深远海发电成本还非常高,无法达到平价上网,还依赖国家补贴。所以深远海风力发电不仅仅需要攻克技术难关,还要降低成本,达到平价上网甚至是低于平价上网。

“海油观澜号”

我国要实现碳中和就离不开清洁能源,而清洁能源中风能是很重要的组成部分,风能发电方向上,深远海风能发电才是未来趋势,这下能看出海油观澜号的作用了吧!

海油观澜号是我国首个深远海浮式风电平台,底部基座是三角形浮式基础,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,重达4000吨,可抵抗84m/s的极端风速,避免热失控。

发电机组的风车叶片长达76.6米,叶轮直径达158米,扫风面积相当于2.7个标准足球场大小,装机容量7.25兆瓦,投产后年均发电量可达2200万千瓦时。

为了减少维护,海油观澜号在设计的时候就遵循“简单可靠,减少后期维护”的原则,降低保养维修的需求和难度,将需要更换的设备都拆卸成单个重量小于0.5吨的小部件,取消在25年的运行中稳定发电。

海油观澜号所发的电力,将通过动态电缆,接入海上油田群电网,用于油气生产。每年可以节省将近1000万立方米的燃气,减少二氧化碳排放量2.2万吨。

海油观澜号技术成熟,并且能够实现平价上网之后,中国可以在深远海修建大量的风电平台,未来可成“海上三峡”!

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钟铭聊科学

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