全球首台16兆瓦超大容量海上风电机组在福建成功实现并网发电
【建设美丽生态·能源转型进行时①】风起绿电生!浩荡海风与大国重器的“携手杰作”
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近日,全球首台16兆瓦超大容量海上风电机组在福建成功实现并网发电,浩荡的海风与风电大国重器实现了“双向奔赴”。福建正进行海上风电产业布局,推动机组大型化、让更多大功率机组海上“御风”成为福建风电产业的发展方向。
从位于福州的长乐松下港乘船出发,经过两个多小时的海上航行便能抵达平潭外海,一座座风电机组如同一座座白色巨塔屹立洋面、映入眼帘。轮毂中心高度达152米的全球首台16兆瓦超大容量海上风电机组,在这片海上风电场内显得十分夺目。
单机容量最大、叶轮直径最大、单位兆瓦重量最轻……在介绍这台世界级的海上“大风车”时,长江三峡集团福建能源投资有限公司执行董事雷增卷用了不少定语。说到“核心关键部件100%实现国产化”时,他加重了语气。
随着3支长达123米的叶片缓缓转动,7月19日,由三峡集团与金风科技联合研发的全球首台16兆瓦超大容量海上风电机组成功实现并网发电。业内人士分析称,这台攻克了超长柔性叶片、大型主轴轴承、超大容量发电机小型化等一系列关键技术难题的发电机组成功并网发电,标志着我国海上风电大容量机组研发制造及运营能力再上新台阶。
布局:风从海上来
为何“全球风电之最”屹立福建沿海?风是这个问题的答案。
16兆瓦超大容量海上风电机组所在的平潭外海,是世界著名三大风暴海域之一、受“狭管效应”影响,全年6级以上大风天达300多天。而拥有13.6万平方公里海域面积、逾3700公里海岸线的福建海上风电产业的布局,也“写”在这浩荡的海风之中。
早在20世纪70年代,福建便迈出了“化风为宝”的探索脚步。1976年,平潭成立了风力实验小组启动研制55千瓦风力发电机,成为全国最早成立风力试验机构的地方之一。40多年后的今天,从平潭外海向南北延伸,长乐、兴化湾、漳浦……一座座海上风电场在福建沿海海域渐次铺开。
《福建省“十四五”海洋强省建设专项规划》提出,要拓展海上风电产业链,有序推进福州、宁德、莆田、漳州、平潭海上风电开发。“十四五”期间,福建计划在省管海域和深远海分别完成海上风电配置1030万千瓦、480万千瓦。
据测算,目前海上风电装机容量位居全国第三的福建,海上风资源的利用率仍不足1.1%。在中国可再生能源学会风能专业委员会秘书长秦海岩看来,这意味着福建风电产业巨量的前景和广阔的未来。
近日,福建省发改委发布《福建省2023年海上风电市场化竞争配置(第一批)结果的公示》,包括长乐B区(调整)10万千瓦、长乐外海I区(南)30万千瓦、长乐外海J区65万千瓦、长乐外海K区55万千瓦、莆田湄洲湾外海40万千瓦,共5个场址、200万千瓦风电项目获批建设。
突破:向着“更大”的方向
功率16兆瓦究竟有多大?雷增卷给出的答案是——满发风速下,单台机组每年可输出超过6600万千瓦时的清洁电能,能够满足3.6万户家庭一年的生活用电,每年可节约标准煤约2.2万吨,减排二氧化碳约5.4万吨。
而风是这“绿色电能”的驱动与来源。从2017年5兆瓦风机到如今的16兆瓦“巨无霸”风机,优质的海风让福建成为大功率海上风机的试验场,推动机组大型化、让更多大功率机组海上“御风”成为福建风电产业的发展方向。
“研发超大容量机组是海上风电降低成本的重要路径。”金风科技海上业务单元总经理于晨光给记者算了一笔账:以100万千瓦海上风电项目为例,如果采用8兆瓦机组,需要125台;采用16兆瓦机组,只需63台,能节约35%以上的用海面积、降低40%以上的塔筒成本。另外,16兆瓦风机捕风效率有所提高,发电量比两台8兆瓦风机还要提升6%以上。总体推算,项目度电成本能降低12.5%左右。
研发超大容量机组的必备条件便是拥有符合要求的、能支持大容量风电机组进行型式认证的海上风电试验场。2017年7月,福建三峡海上风电国际产业园主体工程在福清开建。产业园遴选技术先进、质量可靠、最适合福建海况风况的海上风机机组入驻,为我国大容量海上风机创新提供试验的载体和平台。
福建的海风就这样与大功率海上风机实现了“双向奔赴”。
近年来,金风科技、东方电气相继在园区下线自主研发的6.7兆瓦、8兆瓦、10兆瓦、13兆瓦、13.6兆瓦、16兆瓦海上风电机组,助力福建成为海上风电原创技术策源地,推动实现海上风电大国重器“福建造”。
铸链:风让企业彼此链接
一台风机究竟由多少个核心部件构成?“从风机主轴承到叶片再到传动链,上万个零部件在这个‘大风车’里闪耀光彩。”于晨光告诉记者。
而在这上万个零部件背后,是金风科技、东方电气、中国中车、中国水电四局、丹麦LM叶片等多家企业研发团队的名字。在雷增卷看来,“想让大容量风机吹上福建海风,集群化的技术创新是关键。”
“中国中车生产发电机,艾尔姆公司生产叶片,水电四局生产塔筒,产业园集聚产业链成员单位,形成结构件、电机、叶片、整机等完整的产业链,具备年产300万千瓦以上的风机及主要零部件生产、配送、售后服务能力,年产值达150亿元。”福建三峡海上风电产业园相关负责人介绍,风让风电企业彼此链接,带动相关产业共同转型升级,一个集技术研发、设备制造、检测认证、建设安装、运行维护为一体的世界级海上风电装备制造产业集群正在福建加速形成。
主轴轴承打破国外技术壁垒,轴承尺寸精度和旋转精度达到P5级较高精度;超长风机叶片突破玻纤和树脂材料的限制,首次采用碳纤维实现轻量可靠……作为产业集聚的产物,16兆瓦超大容量海上风电机组为全球海上风电发展树立了全新的标杆。
“过去,国内海上风电开发由于起步晚,在人才、技术、标准等各方面都与国外存在很大差距。”福建农林大学经济管理学院教授戴永务表示,以资源开发带动产业发展,福建正不断延伸风电装备制造、安装运维等产业链。在产业链之下,更具国际竞争力的人才链与技术链正加速链接……