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化风为电 开启海上风电“大”时代

2023-07-27 来源:新浪财经 浏览数:658

化风为电 开启海上风电“大”时代

   “白鹤滩”号吊机长万汉平松开手中的操作杆,脸上露出一丝微笑,这已经不是他第一次参与大国重器的建设了。5年前,万汉平完成了他职业生涯中的首个得意之作——港珠澳大桥建设。看着眼前一台台高耸的白色风机,他长舒了一口气,缓缓说道:“我开吊机已经二十多年了,之前的港珠澳大桥的吊装还令我记忆犹新,现在又参与了16兆瓦风机吊装,由衷感到自豪。”
 
  万汉平的确有理由自豪,他操作的“白鹤滩”号是全球首艘新一代2000吨级海上风电安装平台,同时也是目前国内最先进的海上风电安装平台;他所吊起的16兆瓦风机,则是全球已建成的单机容量最大风电机组。如今,“全球首艘”遇上了“全球之最”,两个“大国重器”在万汉平手中完成精准对接。
 
  “头雁”效应引领产业生态
 
  江苏连云港(4.360, 0.04, 0.93%)大浦工业园区内,一支支百米长的“庞然大物”整齐码放,等待奔赴深蓝。中复连众复合材料集团有限公司生产经理薄杉杉指着它们说:“我们现在生产一只叶片只需要十来天的时间,可在十几年前,我们连一支大风机机组叶片都造不出来,全得指望进口。”
 
  2008年,由三峡上海院勘测设计的亚洲首个海上风电场——上海东海大桥海上风电项目正式开工,自此拉开了我国发展海上风电产业的序幕,仅用了4年左右的时间,我国便已实现叶片生产技术自主可控。16兆瓦风机所使用的123米超长叶片,由我国自主研发制造,拥有100%自主知识产权,代表了全球风电装备的最新技术水准。
 
  
  连云港中复连众复合材料集团有限公司叶片生产厂
 
  如今,16兆瓦海上风电机组巍然矗立在海面之上,三只123米长的叶片在空中舒展,等待着拥抱海风,化风为电。“现在我们生产的叶片已经出口到了美国、德国、日本、韩国等近十个国家。”薄杉杉说。
 
  16兆瓦风机的诞生极大推动了上下游产业的发展,促进与之相配套的工艺、技术、材料的进步。“如果没有16兆瓦风机,我们就不会去研发生产123米超长叶片。光我们一家叶片厂,就涉及到上百家材料供应商,可以说16兆瓦风机带动了我们上游全产业链的发展。”薄杉杉介绍道。
 
  有需求,就有动力。由16兆瓦风机催生的国产技术突破,还体现在轴承上。
 
  16兆瓦机组所使用的主轴轴承直径可达12米以上,这种重载大尺寸轴承,被行业评价为“我国风电轴承发展的里程碑”。洛阳LYC轴承有限公司总经理助理董汉杰表示,16兆瓦海上风机主轴轴承解决了大尺寸轴承钢材纯净度、偏析等系列问题,大大提升了我国高端轴承设计、制造、检测等技术水平。
 
  海上风电是典型的链条式产业——上游涉及叶片、轴承等关键零部件制造,中游为整机与基础施工,下游则是风电场运维。一定程度上说,一国的海上风电产业发展水平,折射的是该国的海洋工程技术进步和海洋经济发展能力。
 
  “我们始终践行‘海上风电引领者’战略,坚持海上风电集中连片规模化开发,坚定不移推动海上风电关键技术突破创新,当好海上风电产业链‘链长’。”三峡集团董事长、党组书记雷鸣山说,“三峡集团作为‘头雁企业’,就是要不断激活产业链‘雁阵效应’,不断增强产业链供应链韧性和竞争力,这是中央企业的责任所在、使命使然。”
 
  截至2022年底,三峡集团新能源装机容量近3200万千瓦,其中海上风电装机容量近500万千瓦,居中国第一,全球第二。
  
  海上“穿针引线”稳如磐石
 
  高耸的武夷山脉与台湾山脉,犹如小巷弄旁的两面高墙,使得台湾海峡海风劲掠。这里常年风高浪急、海况恶劣,施工作业本就困难重重,再加上16兆瓦风机叶片的叶根直径超过5米,均布176颗螺栓,在进行吊装时需要在百米高空将这176颗螺栓同时与轮毂精准对接。整个吊装作业就如同在海上进行“穿针引线”,这对海上施工的条件和装备提出了极高的要求。
 
  随着我国海上风电产业的快速发展,海上风电机组的单机容量不断增大,海上风电项目持续向深远海迈进,风机基础施工和设备安装难度急剧增加,与之匹配的大型施工船机设备资源紧缺,是很长一段时间内制约海上风电工程建设的瓶颈之一。
 
  如何在深远海安全高效地进行风电基础施工和风机设备安装,成为我国海上风电高质量发展的一道“必答题”。
 
  为开发深远海海上风电、攻克深远海施工难关,推动海上风电开发空间实现倍数级增长,三峡集团决定自主打造海上风电施工装备。
 
  时间回到三年前,三峡物资招标公司副总经理蔡肇斌接到了一个让他既兴奋又发愁的任务——用最快速度拿出海上风电关键施工船机筹划方案。“海上风电施工船是我们之前从未涉足过的领域,专业人才也非常紧缺。”蔡肇斌回忆道,“但就算困难再多,我们也要搞下去!”
 
  项目按照“立足国产、技术成熟、提高效率、经济可行”的原则正式开展。为保障“白鹤滩”号顺利建成,三峡物资招标公司市场发展部经理胡江波带领项目团队走遍了中国一万八千多公里的大陆海岸线,同国内数十家船舶设计、建造、关键设备厂家,开展了数十场调研交流。
 
  “白鹤滩”号从正式开工到最终建成,仅用了一年零两个月,成为全球首艘第四代2000吨级海上风电安装平台。
  
  图片“白鹤滩”号
 
  白鹤起舞向深蓝!“白鹤滩”号于今年2月初在广东阳江完成首秀,充分验证了自己的作业能力。
 
  为了顺利完成此次16兆瓦海上风电机组首次吊装,“白鹤滩”号从广东航行560海里来到福建海上风电场。“稳是在百米高空进行吊装作业的关键,任何一丝晃动对于吊装作业来说都有可能产生严重的影响,‘白鹤滩’号拥有四条120米三角桁架式桩腿,能够缓慢插入海底,穿过淤泥直达粉土层,牢牢站立在海上作业点,此后通过马达将平台升至海面上方,使船体完全脱离水面,不受海浪影响,在施工时‘稳如磐石’。”三峡物资招标公司“白鹤滩”号技术负责人王怀刚说。
 
  
 
  “白鹤滩”号牢牢“站立”在海上作业点
 
  不仅如此,“白鹤滩”号4200平方米的甲板面积,足有10个篮球场大,为安装作业提供了宽敞的空间,加之其配有的2000吨级起重机,可满足超大容量海上风电机组吊装作业要求。
 
  ‘白鹤滩’号是目前国内首屈一指的海上风电安装平台,其强大综合作业能力给了我们充足的信心,此次吊装也证明了以‘白鹤滩’号的能力进行16兆瓦风机吊装工作还是游刃有余的。”三峡物资招标公司“白鹤滩”号总协调冯伟说。
 
  “工欲善其事,必先利其器”。“白鹤滩”号实现了我国海上风电施工装备的跨越式发展,促进了大型海上风电施工装备制造技术升级,为我国海上风电集中连片规模化开发向近海深水区及深远海迈进提供了强有力的支撑。
 
 
 
  
  “白鹤滩”号正在进行吊装作业
 
  让风电的“种子”在“奥林匹克”赛场中成长
 
  从16兆瓦风机吊装位置向西南行进60海里,便来到了福建福清江阴港,几座偌大的厂房坐落在海滨之上,大小、形态各异的风机、塔筒和叶片陈列在一旁的空地之上,不远处一排排风机正在随风转动,这里是福建三峡海上风电国际产业园(以下简称“产业园”)。
 
  6年前,这里还是千亩沙地,如今已是一座集技术研发、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产业集群。
 
 
 
  福建三峡海上风电国际产业园
 
  翻开产业园的产品日志,让人不禁心潮澎湃——
 
  2019年9月,我国自主研发的8兆瓦、10兆瓦机组相继下线,引领我国海上风电进入“两位数”大机组时代;2022年2月,13兆瓦机组下线,创下亚洲地区单机容量最大、叶轮直径最大风电机组纪录;同年10月,13.6兆瓦机组下线,再次刷新这一纪录;到如今16兆瓦机组树立起全球风电装备新标杆……
 
   
 
  16兆瓦海上风电机组
 
  在我国海上风电起步初期,国内在大容量风机制造方面,不仅在技术储备上存在薄弱环节,而且缺乏符合条件的大容量风机进行型式认证的场所,再加之研发需要承担一定风险,导致大容量风机在研发、制造、实验、验证和推广上都存在困难。
 
  在福清兴化湾,三峡集团投资建设的全球首个国际化大功率样机试验风场——福建兴化湾海上风电试验风场,被誉为海上风机的“奥林匹克”赛场。来自国内外的8家知名风机厂商所生产的14台5兆瓦以上风电机组在这里同台竞技,遴选出最先进的海上风电装备厂商落户产业园。
 
  兴化湾一期项目建设的海上风电试验场实现了当年建设当年投产,创造了当时机型最新、机型最多、单机容量最大、施工装备最强、建设速度最快等多项纪录。通过大容量机组达到降本增效,实现集约用海、节约用海,让每一缕风发好每一度电,也为产业园引进先进海上风电装备制造企业打下了基础。
  
  
 
  福建兴化湾海上风电试验风场
 
  入驻产业园的东方电气(19.180, 0.34, 1.80%)风电(福建)有限公司的党支部副书记、副总经理苏宁列打了个有趣的比方:“兴化湾就相当于一个‘试验田’,我们将‘种子’(大容量风机样机)先放进去,再基于运行数据和发现的问题进行反馈和优化,才能更好地促进机组的迭代研发和批量生产。”
 
  产业链上下游企业在这里聚集,彼此间你追我赶,协同促进。产业园里的中国风电人,用两年半的时间,创下了多项大容量海上风电机组示范验证的纪录,见证了我国海上风电重大装备国产化制造能力的持续提升与创新突破。
 
  福清市人民政府党组成员,福州江阴港城经济区党委书记、管委会主任施家雄表示,自落地经济区以来,产业园以其较强的产业集聚能力、创新研发能力和行业引领能力,正日益成为福建先进制造业的名片,为福州地区风电装备制造立足全国乃至全球提供了一席之地。
 
  福清市发展和改革局党组副书记、副局长林剑锋表示,海上风电产业对福清市经济的拉动作用明显,江阴区打造的三峡风电产业园,成为地方经济支柱产业,不仅助力福清海洋经济再上新台阶,而且在当前形势下形成新的产业链,对于稳增长稳就业起到重要作用。
 
  “爱拼才会赢。“来到福建多年,福建人的拼搏精神早已融入我们的血脉,我们的征途是深蓝大海,通过拼搏实现海上风电领域高水平自立自强,为实现人与自然和谐共生的中国式现代化贡献力量。”三峡集团福建分公司执行董事、党委书记雷增卷说。

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