根據(jù)GWEC統(tǒng)計(jì)，全球海上風(fēng)電商業(yè)化風(fēng)電機(jī)組預(yù)計(jì)2020年單機(jī)達(dá)到9.5MW，2024左右達(dá)到15-17MW。大型化是海上風(fēng)電裝備發(fā)展的主流，目前我國海上風(fēng)電也已走向深遠(yuǎn)海，中國海裝計(jì)劃“十四五”內(nèi)開展20MW級風(fēng)電機(jī)組預(yù)研。這同時(shí)也面臨著長葉片、高功率密度傳動(dòng)鏈、全耦合設(shè)計(jì)、浮式風(fēng)電設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)突破和創(chuàng)新。

　　——中國船舶集團(tuán)海裝風(fēng)電股份有限公司海上風(fēng)場設(shè)計(jì)技術(shù)總監(jiān)徐賴琳

　　2022年8月11日，北極星風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)主辦的“第二屆海上風(fēng)電創(chuàng)新發(fā)展大會”在南京召開。大會聚焦海上風(fēng)電技術(shù)降本、深海探索、自研自主、產(chǎn)業(yè)融合、邁向國際等主題話題，引領(lǐng)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。中國船舶集團(tuán)海裝風(fēng)電股份有限公司海上風(fēng)場設(shè)計(jì)技術(shù)總監(jiān)徐賴琳在大會上做了《深遠(yuǎn)海風(fēng)電關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新發(fā)展方向》主題演講。

　　文字發(fā)言如下：

　　徐賴琳：各位同仁大家下午好!我是中國船舶集團(tuán)海裝風(fēng)電股份有限公司的徐賴琳，下面我將和大家共同探討深遠(yuǎn)海風(fēng)電關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新發(fā)展方向。

　　首先我對海上風(fēng)電的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行一個(gè)簡單描述。從近五年的規(guī)劃海上風(fēng)電裝機(jī)容量的走勢圖中可以看出，海上風(fēng)電裝機(jī)量基本上是呈一個(gè)指數(shù)的發(fā)展態(tài)勢。特別是在去年和前年搶裝潮的情況下，國內(nèi)海上風(fēng)電裝機(jī)量陡增。圖中反映出的一個(gè)結(jié)果就是，在未來海上風(fēng)電如果還有一個(gè)大的搶裝潮的話，那么能源設(shè)備，包括產(chǎn)業(yè)鏈的布局上是有足夠的資源去支撐搶裝的。

　　除此之外，我用“最”字來表現(xiàn)目前海上風(fēng)電發(fā)展的一個(gè)特別的現(xiàn)狀。首先是目前批量裝機(jī)最大的單機(jī)容量，是葉輪直徑是在220米的情況，匹配的單機(jī)功率是10到13MW的最大功率，這是目前今年我們海上批量供貨的情況。然后在今年陸續(xù)開標(biāo)的項(xiàng)目，很多是年底新建或者是明年建成的項(xiàng)目，目前市場上競爭的機(jī)組還是分為長江以北和長江以南，長江以北的低風(fēng)速區(qū)域單機(jī)容量還是8.7MW，然后長江以南的區(qū)域的匹配的單機(jī)是10MW以上，最大的是在14MW的級別。福建的最低電價(jià)是突破了0.2元的價(jià)格，目前市場上主機(jī)價(jià)格都已經(jīng)突破了3000元/kW，目前國內(nèi)開發(fā)的風(fēng)電場最遠(yuǎn)距離也是達(dá)到了100公里左右，水深也達(dá)到了50米，這只是固定式技術(shù)開發(fā)的風(fēng)電場。從這個(gè)統(tǒng)計(jì)上來看，目前海上風(fēng)電的發(fā)展已經(jīng)是進(jìn)入到了深遠(yuǎn)海。

　　那么海上風(fēng)電發(fā)展到深遠(yuǎn)海，面臨的一些關(guān)鍵的技術(shù)有哪些?我們作為主機(jī)設(shè)備廠家統(tǒng)計(jì)了一些情況，首先是機(jī)型的大型化。目前市場上葉輪直徑無論是國內(nèi)還是國外，基本上都是在直徑210米以上，包括現(xiàn)在的256的競爭態(tài)勢，以及我們在研的20MW的這樣一個(gè)最大單機(jī)容量機(jī)組。從大MW大葉輪的發(fā)展態(tài)勢下，我們所面臨的技術(shù)難題，包括超長柔性葉片氣彈穩(wěn)定性及制造難題以及后面的施工和運(yùn)維帶來的挑戰(zhàn)。

　　首先是從葉片的發(fā)展，在去年四五月份的時(shí)候，我們國內(nèi)100米級的葉片是下線了，今年四五月份開始批量化的運(yùn)用。這個(gè)過程用了一年之久的時(shí)間，經(jīng)過了一年的測試，雖然比較漫長，但它給后面就是今年107、116米的葉輪直徑葉片的批量應(yīng)用打下了堅(jiān)定的基礎(chǔ)。

　　從102到107到116.包括120米長葉片的生產(chǎn)，中間有一些反復(fù)的技術(shù)難題。我這里就列出了它的一個(gè)過程，包括從葉片的設(shè)計(jì)到氣動(dòng)組件設(shè)計(jì)以及結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，包括后面的一個(gè)流程的分析，分析完之后它的強(qiáng)度，包括后面的新材料和新工藝的應(yīng)用，綜合所有的這些反復(fù)的復(fù)雜的工作之后，才生產(chǎn)出這樣一個(gè)長葉片，同時(shí)也攻克了大型氣動(dòng)組件的技術(shù)，超寬碳纖維灌漿技術(shù)等等一系列的技術(shù)難題。

　　其次是高功率密度傳動(dòng)鏈，如果現(xiàn)在單機(jī)做到了16MW或者是以后的20MW級別，按照以往補(bǔ)貼時(shí)代的設(shè)計(jì)理念，整個(gè)葉輪和主機(jī)的重量就會很重(主機(jī)可能會達(dá)到600噸)，對施工和成本的壓力都是不能夠適合于平價(jià)的因素。所以目前的高功率密度傳動(dòng)鏈已經(jīng)是第二代，應(yīng)用于我們目前10MW的風(fēng)電機(jī)組之上。在我們第三代的全集成的高密度傳動(dòng)鏈，中速永磁發(fā)電機(jī)傳動(dòng)鏈的話未來是運(yùn)用到我們16MW的風(fēng)電機(jī)組。

　　然后是全耦合的設(shè)計(jì)，目前我們針對固定式基礎(chǔ)做的一個(gè)設(shè)計(jì)——一體化仿真，我在這里提的是針對海上漂浮式的一個(gè)設(shè)計(jì)，目前漂浮式平臺在國內(nèi)已經(jīng)有了兩臺樣機(jī)。它的設(shè)計(jì)理念也要參考著我們目前陸上的固定式的設(shè)計(jì)理念，就是說無論是你生產(chǎn)主機(jī)，浮動(dòng)平臺生產(chǎn)浮動(dòng)平臺，兩個(gè)加在一起，還是說仿真一體化設(shè)計(jì)，但還是主機(jī)設(shè)計(jì)主機(jī)，浮動(dòng)平臺設(shè)計(jì)浮動(dòng)平臺的，最終把它放在一起，這兩種方案目前都不是漂浮式平臺設(shè)計(jì)的最優(yōu)方案。那么最優(yōu)方案是什么呢?就是用仿真設(shè)計(jì)，然后平臺同時(shí)設(shè)計(jì)，這樣最終才能達(dá)到最優(yōu)的結(jié)果。

　　機(jī)組大型化對整機(jī)可靠性也提出了更高的要求，目前就是10MW級的測試，100米級的葉片極限測試。現(xiàn)在目前批量應(yīng)用來說，我們直徑到了256.這相當(dāng)于有一個(gè)10年的過程，我們用了一年的時(shí)間把它走到了現(xiàn)在的程度。其次就是吊裝配套的一個(gè)情況，我這里就用256葉輪直徑作為參考進(jìn)行計(jì)算，目前國內(nèi)吊裝船使用設(shè)備，能夠滿足這種吊裝的只有三到四艘船。到明年上半年，在建和已經(jīng)規(guī)劃的大型吊裝船或?qū)㈥懤m(xù)出現(xiàn)在市場上，總共統(tǒng)計(jì)也只有十幾艘，但是如果面對未來2024年、2025年的海上搶裝，船也是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

　　運(yùn)營也是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，因?yàn)榈搅松钸h(yuǎn)海之后，它運(yùn)維的效率會大大的降低，而且對機(jī)組的大型化，長時(shí)間發(fā)生故障，它對發(fā)電量的損失也非常大，所以對專業(yè)運(yùn)維船的要求非常高。目前中國海裝已經(jīng)生產(chǎn)的一個(gè)專業(yè)的運(yùn)維船，它相比使用普通運(yùn)維船可增加30%左右的出海窗口期。

　　下面是針對未來海上深遠(yuǎn)海發(fā)展的趨勢講解。目前中國海裝國內(nèi)的漂浮式風(fēng)電就是“扶搖號”，只是一個(gè)樣機(jī)示范，如果想批量化，需要市場的推動(dòng)，讓它達(dá)到市場化的應(yīng)用。這個(gè)項(xiàng)目目前是運(yùn)用在廣東海域，環(huán)境比較惡劣，所以未來如果成功達(dá)到批量化，這個(gè)漂浮式平臺可以運(yùn)用到全國所有海域。第二點(diǎn)就是國產(chǎn)化，目前國內(nèi)裝機(jī)已經(jīng)是全球第一，未來國內(nèi)的風(fēng)電機(jī)組及核心零部件全部國產(chǎn)化也是一個(gè)趨勢，目前我們和華能了一個(gè)5MW全國產(chǎn)化的風(fēng)機(jī)。

　　最后是深遠(yuǎn)海海上風(fēng)力發(fā)電的綜合應(yīng)用，第一個(gè)是海水淡化，同樣的就是海上風(fēng)電制氫，中船七一八所有四十多年的制氫歷史，也是國家唯一一個(gè)從事水電解制氫的研究單位，我們雙方單位通過多年的碰撞，主要是針對海上風(fēng)電制氫，做了一個(gè)流程化的規(guī)劃，主要是兩個(gè)方面：

　　一是海上風(fēng)電發(fā)電通過電網(wǎng)輸送到電解制氫工廠生產(chǎn)氫氣，然后儲存氫氣到應(yīng)用。另一方面就是通過海上的制氫平臺生產(chǎn)氫氣，通過管道運(yùn)輸或者是運(yùn)輸船運(yùn)輸?shù)絻Υ鏆錃獾牡胤剑倌玫礁鱾€(gè)地方去運(yùn)用。第二個(gè)方案整體來說深遠(yuǎn)海電的輸送成本非常高，海上運(yùn)輸管道成本更大，通過海上制氫，氫氣的輸送也是一個(gè)降本的過程。

　　海洋牧場的結(jié)合應(yīng)用，目前海洋牧場國內(nèi)已經(jīng)有了很多的示范，包括如“深藍(lán)1號”全潛式網(wǎng)箱、“國信1號”養(yǎng)殖工船以及“耕海1號”休閑漁業(yè)綜合體平臺等。還有海上能源島，它都可以結(jié)合到風(fēng)電的發(fā)展綜合應(yīng)用上去。

　　從海上風(fēng)電的發(fā)展來說，它是需要全行業(yè)內(nèi)各個(gè)企業(yè)的優(yōu)勢來共同促進(jìn)發(fā)展。我也希望和大家進(jìn)行深入合作，發(fā)揮出各自的優(yōu)勢，達(dá)到我們一個(gè)海上風(fēng)電的健康優(yōu)良的發(fā)展。