海上風(fēng)電——風(fēng)電產(chǎn)業(yè)最前沿的技術(shù)

　　近日，國(guó)家能源局計(jì)劃通過(guò)一系列實(shí)質(zhì)性舉措推動(dòng)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)“回暖”，其中“積極推進(jìn)海上風(fēng)電發(fā)展”的舉措格外顯眼。誠(chéng)然，海上風(fēng)電資源豐富，是未來(lái)發(fā)展的重要領(lǐng)域，也是風(fēng)電技術(shù)最先進(jìn)、要求最高的領(lǐng)域，同時(shí)是風(fēng)電產(chǎn)業(yè)中風(fēng)險(xiǎn)最高的部分。

　　自1991年丹麥建成世界第一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)，已經(jīng)過(guò)了20多年的時(shí)間，世界海上風(fēng)電在此期間獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展。與陸上風(fēng)電相比，由于具有節(jié)約土地資源、風(fēng)速穩(wěn)定、紊流小、視覺(jué)及噪聲影響小等優(yōu)勢(shì)，海上風(fēng)電技術(shù)積累日趨成熟。

　　然而，對(duì)于海上風(fēng)電的技術(shù)難度，即使是技術(shù)最成熟的西門子，而2010年第一季度，也曾經(jīng)調(diào)低了海上風(fēng)電項(xiàng)目的預(yù)期收益2億歐元，隨后在第二季度則因項(xiàng)目延遲發(fā)電繼續(xù)調(diào)低收益2億歐元，大概已有4億歐元的預(yù)期收益已隨風(fēng)消散，而原因“僅僅是一個(gè)輸電連接上的技術(shù)失誤”。西門子彼時(shí)能源部門的首席技術(shù)官M(fèi)ark說(shuō)“我們當(dāng)時(shí)低估了海上風(fēng)電項(xiàng)目的難度”。

　　關(guān)于中國(guó)，早在2010年7月投運(yùn)上海東海大橋10萬(wàn)千瓦海上風(fēng)電場(chǎng)，并對(duì)外宣稱中國(guó)已經(jīng)具備了獨(dú)立發(fā)展海上風(fēng)電的能力。但是，上海東海大橋風(fēng)電場(chǎng)距離岸線6～13千米，平均水深10米，屬于潮間帶風(fēng)電場(chǎng)，難度相對(duì)較低。根據(jù)測(cè)算，距離海岸線越遠(yuǎn)，風(fēng)速越大，發(fā)電量可明顯增加，離岸10千米的海上風(fēng)速通常比沿岸高約25%，海上風(fēng)電必然從潮間帶走向近海、深海。然而，深海風(fēng)電不僅海流、波浪、潮汐、海床條件、沖刷等條件更加嚴(yán)峻，對(duì)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)、海底電纜、海上平臺(tái)集成等技術(shù)無(wú)疑將提出了更高的要求。

　　東海大橋風(fēng)電場(chǎng)采用3兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)安裝在海床之上。研究表明，未來(lái)第三代多兆瓦風(fēng)機(jī)的容量將超過(guò)5兆瓦，在未來(lái)的10～15年將達(dá)到20兆瓦，風(fēng)輪直徑也將超過(guò)120米。伴隨著水深的逐漸加大，難度最大的漂浮式機(jī)組基礎(chǔ)恐怕會(huì)得到大規(guī)模應(yīng)用。這種基礎(chǔ)可以不固定在海床上，而直接漂浮在海中，通過(guò)錨鏈、纜繩等固定在一定的位置，以適用于水深超過(guò)50米的海域，并克服在風(fēng)、浪、流作用下的運(yùn)動(dòng)對(duì)風(fēng)機(jī)工作的影響，這樣風(fēng)機(jī)安裝、運(yùn)行、維修的難度和成本勢(shì)必大幅度攀升。

　　隨著政府對(duì)于發(fā)展海上風(fēng)電在規(guī)劃與政策上不斷的加強(qiáng)和保證，中國(guó)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)蓬勃發(fā)展。對(duì)于依舊算是全新的海上風(fēng)電技術(shù)，恰如能源轉(zhuǎn)型本身的哲學(xué)邏輯一樣，一次全新的嘗試，要求能源系統(tǒng)甚至能源經(jīng)濟(jì)模式的大改造，風(fēng)險(xiǎn)高、難度大，然而一旦成功，就將會(huì)是全球技術(shù)無(wú)可置疑的領(lǐng)導(dǎo)者。