《中国能源报》记者探访全国首个海上风电与海洋牧场融合发展研究试验项目。
▲图为我国首个海上风电与海洋牧场融合发展研究试验项目。吕奥栋/摄
潮起莱州湾,海风正劲。
位于山东烟台莱州市土山镇北部芙蓉岛西侧的广阔海域,一场产业交叉融合实践正在收获答案——由国家级海洋牧场示范区与304兆瓦海上风电矩阵组成的我国首个海上风电与海洋牧场融合发展研究试验项目(以下简称“融合试验项目”),自2022年底全容量投产至今,已累计发电22.22亿千瓦时,每年节约标煤约30万吨,减排二氧化碳80万吨,养殖业年收入近亿元……
实践,不止于此。该项目还是我国新能源领域增量混合所有制改革重点项目,由央企中广核携手地方民企山东诚源集团(以下简称“诚源集团”)合力推动落地;作为中广核布局山东的首个海上风电项目,其创造了从开工到发电仅4个月的行业纪录;投产运营1年多,即荣获烟台市科技创新成果竞赛科技进步类一等奖……
海上风电产业是海洋经济发展的重要“拼图”,更是推动能源绿色低碳转型、加快实现“双碳”目标的重要力量。7月1日召开的中央财经委员会第六次会议强调,推动海洋经济高质量发展,要更加注重创新驱动,更加注重高效协同,更加注重产业更新,更加注重人海和谐,更加注重合作共赢。会议明确指出,要做强做优做大海洋产业,推动海上风电规范有序建设。
御风而动,向“新”拓路。48平方公里的“蓝色空间”中,海洋牧场与风电场如何实现“一海多用”?“风电+”综合开发利用如何做到既保护海洋生态环境,又促进海上风电产业健康发展?混改收获了哪些成效和经验?项目如何实现快速高效投产?《中国能源报》记者近日走进莱州湾畔,探寻“风渔”融合背后的故事。
融合为基—“海上风电+”高效利用海域资源
百米高的风机列阵海上,直径近30米的鱼类养殖网箱散落海面。“海上风电+海洋牧场”中,鱼类养殖网箱、贝藻养殖筏、人工鱼礁,构建修复海洋生物繁殖、生长等场所,既能产生养殖收益,又能获得发电收益。
看似简单的“一海两用”,背后则是关乎海洋这个高质量发展战略要地的“大命题”——伴随海洋经济快速发展,用海需求持续增加,海域空间资源稀缺性日益凸显,推进海洋资源节约集约利用、提高海域资源使用效率成为海洋可持续发展的“必答题”。
作为海洋资源大省,山东近年来深入实施海洋强省建设“十大行动”,海洋经济发展持续换挡升级。针对海洋能源开发利用,2018年发布的《山东省海洋强省建设行动方案》明确提出,科学布局海上风电、滩涂光伏发电、潮流能、波浪能等海洋能发电利用项目。大力推动海洋新能源示范应用,加强配套装备研发,加快开展黄海和渤海不同类型海域离岸海上风电与海洋牧场融合发展试验。
“从国家层面看,集约节约用海、提高海域资源使用效率是‘硬’要求。从山东省看,实施新能源与渔业创新融合发展,是海洋强省的发展之需。”中广核新能源山东公司副总经理兼烟台海上新能源项目基地公司总经理王峰告诉《中国能源报》记者,“融合试验项目的实践,是顺势而为、应需之举。”
融合,既体现在海域空间上,也体现在和谐共生上。
参照一张项目平面图,中广核山东烟台海上新能源项目基地公司副总经理闫文吉指向其中的一片海域:“融合试验项目的海上风电系统安装38台8兆瓦风电机组,同时在风电场布置网箱养殖区、人工鱼礁养殖区和筏式养殖区,分布在西北侧、西南侧以及风机行间。风机基础形成小型岛礁,沿基础外围50米海域安全距离内在水面下又布设了人工鱼礁。另外,风机南北两侧各预留200米检修通道,一方面有利于风机检修,另一方面预留的水域能够更好地保护海底电缆。”
“这些人工鱼礁可以稳固海泥海沙,为风机基础提供保护作用,同时为这片海域的生物提供良好的栖息和繁殖环境。”莱州海上风储电场场长孙凯补充道,“风机周围的网箱里养殖了海参、黑鱼等多种水产,统计数据显示,包括海参、海鲈鱼、鲅鱼、八爪鱼等在内的水产品,2024年总产值超过1亿元,尤其是产出海参75万斤,产值接近9000万元。”
▲图为我国首个海上风电与海洋牧场融合发展研究试验项目。田震/摄
共享为匙—新能源混改重点项目显成效
位于莱州市土山镇掖盐路的莱州蓝色海洋新能源有限公司,是融合试验项目莱州市海上风电场的投资主体,由中广核旗下中广核风电有限公司和山东诚源集团旗下莱州蓝色海洋环境科技有限公司,以51%、49%的股比合资成立。
谈及这次合作,王峰表示,中广核携手地方民企开发海上风电项目,深入落实了国家发改委、国家能源局关于深化混合所有制改革和大力发展可再生能源的决策部署。“两家企业充分发挥出各自在新能源领域的优势,为新能源领域增量混合所有制改革打造出一个成功案例。”
这个案例的肇始,要从几年前说起。
作为国内最早从事海洋牧场建设的民营企业之一,诚源集团拥有确权面积的芙蓉岛西部海域,早在2015年就由当时的农业部批准认定为国家级海洋牧场示范区。近年来,伴随海洋牧场发展用电需求升高,以及海上风电产业蓬勃发展,其萌生了同步发展海洋牧场和海上风电的想法,加之此前已依托海洋牧场示范区攻克不少技术难题,又恰逢山东出台海上风电省补等一系列支持政策,进入新兴赛道几乎是“箭在弦上”。
然而,长期深耕海洋的诚源集团并无独立建设海上风电项目的经验。踌躇之际,在地方政府的撮合推动下,其与在山东积极布局开发新能源项目的中广核一拍即合,基于最大限度利用海域资源的共识,双方实现“牵手”。
也正是这次“牵手”,让中广核在山东首个海上风电项目顺畅推进。
“凭借对莱州湾海域功能区划的深度掌握,诚源集团在项目前期提供了精准的海域特性分析,帮助科学规划风电场布局,成功避开生态敏感区域,保障项目合规性的同时,维护了海洋生态安全。”莱州海上风电项目原项目经理回世翔回忆,“同时,依托与当地渔民合作社建立的长期稳定合作关系,诚源集团高效推动海域使用权流转工作,从源头上避免了因海域权属问题可能导致的工期延误,助力项目建设顺利进行。”
合作方的协同共享,同样保障了投产后的风电项目安然无恙。
2023年3月23日,海上风电项目运维船螺旋桨突发故障,若不及时更换,将直接影响风机巡检计划,甚至造成停机损失。中广核运维团队排查后发现,故障螺旋桨为专用配件,市场库存紧缺,原厂调货至少要3天。得知情况后,诚源集团迅速联系协调当地资源,仅用3小时便锁定一艘刚完成检修的远洋渔船,其备用螺旋桨型号与故障配件完全适配。随后通过紧急调度,适配螺旋桨于当天下午送达运维码头。两家企业现场人员协同作业,连夜更换调试,次日凌晨运维船恢复正常运行,直接避免潜在停机损失近50万元。
创新为翼—开工到发电速度创行业纪录
与协同共享一起发挥作用的,还有啃下“硬骨头”的决心。
2022年,海上风电国补退出,每千瓦800元的山东省补“窗口”只到年底。对于当年7月才开工的莱州海上风电项目而言,距离并网发电目标只剩4个月。
时间紧、任务重、挑战大——
首先,受山东海上风电“抢装潮”影响,各类资源紧缺,加之项目地质和水深条件特殊,适用的大型施工船机少之又少,原材料、钢结构供应、叶片、底塔电气等物资和设备供应更是捉襟见肘;其次,山东渤海海域每年冬季寒潮影响时段与施工高峰期完全重合,且大风频发,项目施工海域海底地形复杂,极易导致严重事故发生。
“压力巨大,但时间不等人。”回世翔说,“只能在各个环节上想办法,搞创新、赶时间、推进度。”
2022年春夏秋三季持续多雨,陆上升压站及架空线路土建工程受阻,建设团队便采用“化整为零、分段并行”策略,通过防雨布遮盖小作业面、排水渠与抽排系统联动处理大区域积水,确保施工全天候推进。
为化解海上阵风对吊装安全的威胁,果断构建“气象预警矩阵”——联动陆上气象局、多平台预测软件及安装船实时监测设备,实现长期趋势预判、短期精准预警与实时数据监控的三级防控体系。
面对设备供货压力,创新采用“多厂家分产+同厂多址并行”模式,塔筒与钢管桩由多家企业协同生产,叶片在滨州、盐城两地同步制造,同步派驻监造人员保障质量与进度。
项目部协同调度多家单位,同步开启五个整机吊装面、两个打桩作业面,实现打桩、安装、敷设等工序无缝衔接;推行机舱、轮毂岸上预拼装,海缆随打桩进度分段敷设,大幅缩短海上作业时间。
在调试阶段,协调6条交通船、12个作业面,单次投入65名技术人员,以规模化攻坚与时间赛跑。
…………
莱州海上风储电场运维检修经理郭宇帅清楚记得,自己2022年夏天在江苏南通的塔筒制造厂驻场监造时的场景:“每天紧紧盯着制造厂的生产订单,一遍遍追问进度,生怕跟丢了塔筒,影响项目进度。”
回想2022年冬天风机调试那段日子,莱州海上风储电场副场长苏宁记忆犹新:“那会儿风机升降机用不了,一台机组上七八个人,120多米的风机,都徒手爬上去。期间更是克服了重重困难,直到调试结束。”
打桩时晕船晕到吐,吊装时一两个月不下船,调试时塔筒里灌冷风,检修时睡机舱睡得浑身疼……干海上风电是真苦,但那些紧锣密鼓、见缝插针、咬牙攻坚、精益求精的付出,终有回报———
2022年7月24日正式开工的莱州海上风电项目,8月21日首台风机吊装完成、11月25日陆上升压站带电、11月28日首批机组并网发电、12月31日全场机组投运……156天的“追风”纪录,放在2022年甚至之后两年,都是国内海上风电项目建设的最快速度。
值得一提的是,莱州海上风电项目将原“35kV+海上升压站”方案优化为66kV直送模式,取消了海上升压站环节,既简化流程又降低成本,为工期压缩提供了关键支撑。“正是这些技术创新与协同举措的深度融合,推动项目如期并网,为新能源工程建设树立了高效典范。”王峰说。