要點:
中國自主研制的全球最大直驅型漂浮式海上風電機組成功下線,標志着深遠海風電技朮實現關鍵突破,助力清潔能源布局邁向更深藍海。
在全球能源轉型加速與海洋資源開發熱潮推動下,深遠海風電正成為新一輪清潔能源競逐的戰略高地。相比近岸風電,深海海域風能資源更為丰富、風況更穩定,卻也面臨更嚴苛的技朮挑戰,尤其是在水深超過50米的海域,傳統固定式風機已難以適應,催生了對漂浮式海上風電解決方案的迫切需求。正是在這一背景下,中國企業持續加碼關鍵裝備研發,力圖在全球浮動風電產業浪潮中占據領先地位。
7月10日,由中國華能集團有限公司牽頭,聯合中國東方電氣共同研制的全球單機功率和風輪直徑最大的直驅型漂浮式海上風電機組在福建省福清市順利下線,單機功率17兆瓦,標志着中國在海上風電裝備制造領域取得新的突破,為海上風電走向深遠海提供了新的技朮支撐。
全球單機功率最大直驅型漂浮式風機
近日,中國華能與東方電氣聯合研制的17兆瓦直驅型漂浮式海上風電機組正式下線。該機組風輪直徑達262米,掃風面積約為5.3萬平方米,輪轂中心高度約為152米。相較於半直驅與雙饋等主流技朮路線,該款直驅型機組在發電傾角方面提升了2°、生存傾角提升了3°,顯著增強了對浮體姿態變化的適應能力,即使在浮體傾斜角度較大的情境下也能穩定運行,機組時間可利用率可達99%以上,具備應對24米以上海浪和17級台風等極端海況的能力。
華能清潔能源技朮研究院海上風電部主任劉鑫表示,直驅型漂浮式機組對氣隙穩定性、通風與散熱系統、以及振動與噪聲控制提出了更高要求,這些也是此次研發攻關的重點與技朮難點。
本項目依托華能海上風電技朮研發中心,充分發揮海上風電產業技朮創新聯合體的產學研用協同優勢,圍繞“卡脖子”環節展開核心技朮攻堅。聯合設備制造企業持續推進關鍵技朮成果的研發、示范和產業化,加快推動中國海上風電技朮鏈協同進化與產業升級。
值得一提的是,該機組在多個核心部件上實現了國產化突破:首次釆用國產大直徑主軸軸承,葉片、發電機、變流器、變壓器等關鍵設備也均由中國制造。與此同時,研發團隊還攻克了漂浮式風電系統耦合仿真與高保真建模測試技朮,以及大尺寸葉片與低速永磁直驅電機的高精度制造與裝配工藝,為大容量高可靠性直驅型風電機組的開發奠定了技朮基礎。
劉鑫指出,“該機組融合了智能傳感與系統控制技朮,具備全局穩定控制能力,可適應50米以上水深的深遠海復雜環境,是專為深遠海風資源開發量身打造的重要裝備。”
據介紹,該風電機組單機年均發電量可達6800萬千瓦時,可滿足約4萬戶家庭的年度用電需求,后續將在廣東陽江海域開展實海域示范驗證,全面檢驗其在復雜海況下的運行性能與發電效率。隨着技朮的不斷成熟與規模化應用推進,漂浮式風電正加速競逐全球“藍海”市場,成為全球各國爭相布局的新能源新高地。
浮動風電競逐全球藍海市場
在技術研發方面,中國華能成功突破了漂浮式風電系統的耦合仿真技術與高保真物理模型測試方法。透過模擬實際海況中風、浪、流多重動態影響,對風機結構與控制系統進行聯合優化,為整體裝備性能提升提供了強有力的科學支撐。
更值得關注的是,此次風電機組的核心部件全面實現國產化。葉片、發電機、變壓器等關鍵部件均由國內企業自主研製,並首次採用了中國自有的大直徑主軸軸承,標誌著在高端風電裝備製造領域實現戰略性突破,逐步擺脫對進口零部件的依賴。
更為深遠地看,這項技術進展對中國深遠海風電產業具有深遠意義。據中國能源研究機構預估,中國近岸5至50米水深海域可開發風電容量約為500吉瓦,而更遠海深水區域的可開發潛力預計為其三至四倍。如何有效開發這些資源,浮動式技術的成熟將是關鍵變數。
而從全球視角觀察,根據全球風能理事會/GWEC資料,超過80%的海上風能資源集中於水深60米以上的海域,傳統固定式風機無法覆蓋這些區域。GWEC明確指出,未來海上風電市場的增長重心,將向浮動式風電技術快速轉移。
目前,全球各國正積極投入浮動式風電布局。預計到2024年底,全球浮動風電裝機總量將達到278兆瓦,挪威、英國、中國與法國等國將成為引領市場發展的核心力量。中國在此賽道的技術突破與產業化進展,為其在全球風電競爭中爭取更多主導權。
隨著智慧感測、關鍵部件國產化、控制技術升級等多重成果同步落地,華能這款新型漂浮式風機不僅象徵中國風電裝備製造能力的重大飛躍,也預示著中國有望在未來深遠海風能開發中,扮演更加主動且具競爭力的角色。