在中国东北部的辽阔海域,一排排高达百米的白色巨塔巍然屹立,它们如同时代的新灯塔,迎风转动,将澎湃的绿色动能源源不断地输送到亿万家庭。近日,一项具有里程碑意义的突破震撼了能源界——全球首台16兆瓦超大容量海上风电机组在福建北部海域成功并网发电。这一壮举不仅是中国海上风电技术攻坚的辉煌胜利,更标志着在自主研发、高端制造和高效运营能力上,我国已然跻身世界前沿。4.5万平方米的展会面积、40家新面孔企业的踊跃参与,以及近50款新品的首发,更像是产业发展的生动注脚,预示着用电成本的优化、关键零部件的突破以及向更广阔深远海域的进军。
放眼全球,中国在海上风电领域的疾驰步伐令人瞩目。截至2022年底,我国海上风电累计装机量已突破3000万千瓦,这一数字连续两年领跑全球,占据了全球总量的近半壁江山。回望过去,从2012年底的约39万千瓦到2017年底的约279万千瓦,虽然起步稍晚,但中国海上风电的发展轨迹却是一部充满力量的“加速度”史诗,如今,它已然步入规模化开发的新阶段。
“巨无霸”的诞生:性能与经济性的飞跃
深入了解这台16兆瓦海上风电机组,我们能感受到其“大”、“高”、“绿”的非凡之处。单支叶片长度竟达123米,其叶轮扫风面积相当于7个标准足球场环绕的广阔天地。从轮毂中心到海面的高度高达152米,足以媲美一座50层的高楼。更令人振奋的是,它每年可输出超过6600万千瓦时的绿色电力,这足以满足3.6万户三口之家一整年的用电需求。更重要的是,该项目在研发过程中,成功攻克了超长柔性叶片制造、大型主轴轴承设计、以及超大容量发电机小型化等一系列尖端技术难题,为未来更大容量风机的研发奠定了坚实基础。
从2007年首台1.5兆瓦风机在渤海湾的首次发电,当时叶片长度尚不足40米;到如今16兆瓦、乃至18兆瓦“巨无霸”的陆续问世,机组的大型化已成为海上风电发展的最显著趋势。正如业内专家所言,应用更大容量的风电机组,能够有效节约珍贵的用海面积,显著提高发电效率,并大幅降低安装施工成本,从而带来项目整体度电成本的逐年下降。以一个100万千瓦的项目为例,如果采用8兆瓦的机组,大约需要125台,而采用16兆瓦的机组,仅需63台。这不仅能节约35%以上的用海面积,还能降低40%以上的塔筒成本。此外,16兆瓦风机的捕风效率也有了显著提升,单机发电量比两台8兆瓦机组还要高出6%以上。经过综合测算,该项目的度电成本预计能降低约12.5%。
产业链的完善与成本的优化
中国海上风电的快速发展,是中国完整产业链的有力支撑。当前,我国已全面掌握了大容量海上风电机组的自主设计、研发、制造、安装、调试及运行的全链条能力。在制造端,从发电机、轮毂、塔架等铸锻件,到叶片、齿轮箱、轴承等关键零部件,我国的产量已占据全球市场的70%以上。在安装端,去年9月交付投运的自主建造的2000吨级海上风电安装平台“白鹤鹤腾”号,更是极大地提升了海上风电机组的施工安装能力。
得益于规模化开发与持续的技术进步,海上风电的经济性得到了前所未有的提升。从2010年至2021年,我国海上风电的度电成本降幅接近56%,平均度电成本已降至0.33元/千瓦时左右。展望未来,“十四五”末期,海上风电有望实现全面平价上网,这将为清洁能源的普及注入更强大的动力。
未来展望:潜力无限,征途更远
展望未来,中国海上风电产业的发展前景一片光明。首先,我们拥有得天独厚的海上风能资源。超过1.8万公里的绵长海岸线,蕴藏着丰富的风能宝藏。据估算,在我国近海和深远海150米高度、离岸200公里以内且水深小于100米的海域,海上风能资源技术可开发量高达27.8亿千瓦。目前,海上风机累计装机量仅为3000多万千瓦,利用率尚不足1.1%,这意味着巨大的增长潜力等待挖掘。
其次,消纳空间广阔。能源负荷中心主要集中在东部沿海地区,而能源资源却主要分布在西部和北部。发展靠近负荷中心的海上风电,能够实现“电从远方来”与“电从身边来”的协同效应,优化能源资源的配置。
依据规划,“十四五”期间,将重点推进山东半岛、长三角、闽南、粤东、北部湾等千万千瓦级海上风电基地的开发建设。同时,一批百万千瓦级的重点项目也将集中连片开发。“基地化+平价化”的双重驱动,将结合推进深远海海上风电平价示范和海上能源岛示范工程,进一步巩固和扩大我国在这一新兴能源领域的领先地位,让绿色能源的触角延伸得更远、脚步走得更稳。