趙靚，季妍

(中國可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專業(yè)委員會(huì)，北京 100013)

0 引言

目前，歐洲國家的海上風(fēng)電開發(fā)能力、產(chǎn)品制造能力均處于世界前列，尤其是英國的海上風(fēng)電場裝機(jī)容量最多。隨著陸上風(fēng)電的開發(fā)能力日漸成熟，以及高質(zhì)量的陸上風(fēng)能資源逐步開發(fā)完成，我國的海上風(fēng)電將逐漸從實(shí)驗(yàn)階段進(jìn)入規(guī)模化開發(fā)階段。

1 海上風(fēng)能資源

海上風(fēng)電場一般被分為三類，首先是潮間帶和潮下帶灘涂風(fēng)電場，主要指多年平均大潮高潮線以下至理論最低潮位5m水深內(nèi)的海域。其次是近海風(fēng)電場，其范圍是理論最低潮位以下5m至50m水深內(nèi)的海域，含無人島嶼及海礁。另外是深海風(fēng)電場，其屬于理論最低潮位以下50m水深的海域，含無人島嶼及海礁[1]。

與陸地風(fēng)電場開發(fā)相比，海上風(fēng)電具有不占用土地、風(fēng)力較強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。此外，海上風(fēng)電對人類生產(chǎn)、生活的環(huán)境影響較小，通過選用比陸上風(fēng)電更大容量的機(jī)組，可以提高發(fā)電能力，從而在一定程度上提高效益。與其他國家的地理環(huán)境相比，我國海上風(fēng)電場距離大負(fù)荷用電的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)更近，利于電力輸送[2]。

雖然開發(fā)利用海上風(fēng)電的難度較大，但我國海上風(fēng)能資源豐富，對風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的企業(yè)，仍具有較大的吸引力。經(jīng)調(diào)查研究，我國5m至25m水深、50m海拔高度的海上風(fēng)電開發(fā)潛力約為200GW，5m至50m水深、70m海拔高度上的風(fēng)電開發(fā)潛力約為500GW。除此之外，還有潮間帶、潮下帶以及深海風(fēng)能資源可供開發(fā)。

2 海上風(fēng)電應(yīng)用

對于機(jī)組制造商來說，由于涉及特殊的工作環(huán)境，海上風(fēng)電機(jī)組的耐腐蝕性更受關(guān)注。同時(shí)，如何進(jìn)行有效的成本控制也是一項(xiàng)需要解決的問題。對于開發(fā)、運(yùn)營商來說，由于處于海上，風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)維成本大大超出陸上風(fēng)電場。因此在設(shè)備制造環(huán)節(jié)，高可靠性、抗臺(tái)風(fēng)、抗鹽霧都是海上風(fēng)電機(jī)組所應(yīng)具備的基本能力。有資料顯示，海上風(fēng)電運(yùn)維成本因地理環(huán)境等因素各不相同，直接造成各國海上風(fēng)電運(yùn)維成本大相徑庭。據(jù)BTM數(shù)據(jù)顯示，至2011年末全球海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)量為3985.6MW，其中英國裝機(jī)量達(dá)到2107.6MW，丹麥為835.85MW，荷蘭為246.8MW，中國為209.9MW，德國為198.3MW，比利時(shí)為195MW，瑞典為163.65MW。

表1 1991年至2011年全球海上風(fēng)電場項(xiàng)目

數(shù)據(jù)來源：BTM

表2 部分整機(jī)廠商推出的海上風(fēng)電機(jī)組

3 海上風(fēng)電機(jī)組

根據(jù)BTM數(shù)據(jù)顯示，截至2011年年末，全球海上風(fēng)電機(jī)組累計(jì)裝機(jī)量第一的整機(jī)供應(yīng)商為Siemens公司。該公司共裝機(jī)711臺(tái)，總裝機(jī)容量為2032.75MW。其所供應(yīng)的最大一批風(fēng)電機(jī)組于2009年安裝于丹麥Horns Rev2風(fēng)電場，包括91臺(tái)2.3MW的風(fēng)電機(jī)組，總?cè)萘窟_(dá)209.3MW。

Vestas公司位列全球海上風(fēng)電機(jī)組累計(jì)裝機(jī)榜的第二位，截至2011年年末，該公司共裝機(jī)573臺(tái)，累計(jì)裝機(jī)容量為1396.55MW。

2007年金風(fēng)科技在海上油田安裝的1.5MW海上風(fēng)電實(shí)驗(yàn)機(jī)組被認(rèn)為是我國安裝的第一臺(tái)海上風(fēng)電機(jī)組。

2010年華銳風(fēng)電在上海東海大橋海上風(fēng)電場安裝了34臺(tái)3MW風(fēng)電機(jī)組，成為上海世博會(huì)一道亮麗的風(fēng)景線。作為我國首個(gè)海上風(fēng)電示范項(xiàng)目的東海大橋海上風(fēng)電二期項(xiàng)目也在2011年完成了設(shè)備的招標(biāo)工作，二期工程計(jì)劃安裝27臺(tái)上海電氣生產(chǎn)供應(yīng)的3.6MW海上風(fēng)電機(jī)組和1臺(tái)華銳風(fēng)電生產(chǎn)供應(yīng)的5MW海上風(fēng)電機(jī)組，總?cè)萘?02MW，至2011年下半年已完成其中1臺(tái)3.6MW和1臺(tái)5MW海上工程樣機(jī)的吊裝工作。

位于江蘇如東的龍?jiān)?0MW試驗(yàn)風(fēng)電場共安裝有8個(gè)整機(jī)生產(chǎn)廠家、9種機(jī)型、16臺(tái)機(jī)組。單機(jī)容量分別為1.5MW、2.0MW、2.5MW、3.0MW，機(jī)組的基礎(chǔ)形式分別有低樁承臺(tái)、五樁導(dǎo)管架、六樁導(dǎo)管架、七樁導(dǎo)管架等。

同樣位于江蘇如東的150MW一期示范項(xiàng)目共安裝了3個(gè)廠家的共58臺(tái)機(jī)組，分別為21臺(tái)Siemens的2.3MW機(jī)組，17臺(tái)華銳風(fēng)電3MW機(jī)組以及20臺(tái)金風(fēng)科技2.5MW機(jī)組。11月23日，該示范風(fēng)電場全部投產(chǎn)發(fā)電。龍?jiān)措娏υ谌鐤|建成的海上風(fēng)電總裝機(jī)容量已達(dá)182MW，成為全國規(guī)模最大的海上風(fēng)電場。

據(jù)悉，龍?jiān)措娏υ诖嘶A(chǔ)上仍在加快海上風(fēng)電建設(shè)步伐，如東150MW示范項(xiàng)目增容50MW項(xiàng)目和試驗(yàn)風(fēng)電場50MW擴(kuò)建項(xiàng)目正在緊張的建設(shè)中，預(yù)計(jì)到2013年上半年龍?jiān)慈鐤|海上風(fēng)電場的規(guī)模將達(dá)到280MW。

據(jù)BTM數(shù)據(jù)顯示，截至2011年年底，國內(nèi)整機(jī)商中在海上風(fēng)電場中裝機(jī)數(shù)量最多的為華銳風(fēng)電，該公司共安裝海上風(fēng)電機(jī)組52臺(tái)，主要包括單機(jī)容量為3MW及5MW的整機(jī)產(chǎn)品，累計(jì)裝機(jī)容量為158MW。

在單機(jī)容量5MW的大型海上風(fēng)電機(jī)組方面，大多數(shù)國內(nèi)整機(jī)廠商仍處在研發(fā)和試驗(yàn)階段。其中，華銳已在2011年分別吊裝了該公司的5MW和6MW型機(jī)組，湘電風(fēng)能則于2012年吊裝了自產(chǎn)的5MW型機(jī)組，重慶海裝的5MW型風(fēng)電機(jī)組于2012年10月在江蘇如東順利吊裝，聯(lián)合動(dòng)力的6MW型風(fēng)電機(jī)組于2012年12月在山東濰坊吊裝、并網(wǎng)。

[1]田立群.中國海上風(fēng)電現(xiàn)狀解讀[J].機(jī)電設(shè)備,2012(2):8-12.

[2]劉林,葛旭波,張義斌,尹明,李利.我國海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及分析[J].能源技術(shù)經(jīng)濟(jì),2012(3):66-72.

[3]楊玉龍,王化明,詹毅,陳俊宏,徐弋恒.我國海上風(fēng)電開發(fā)現(xiàn)狀分析[J].中國水運(yùn),2012(12):45-46.