三大海上發電場相繼并網發電   

 

我國有12000多公里的海岸線，兩大島嶼，已經并網發電的發電站有近30個。今年上半年有3個海上發電場相繼并網發電：珠海海上風電場－三角島桂山二期、山東首座海上風電場—海陽南4號海上風電項目、江蘇射陽龍源風電場。    

 

珠海海上風電場于8月并網發電。大力發展海上風電，是廣東省實現碳達峰、碳中和的最佳途徑之一。2020年，廣東省規劃海上風電總裝機容量6685萬kW，是我國海上風電規劃裝機容量最大省份，發展前景廣闊。尤其是珠海三角島桂山二期風電場8MW級大容量海上風電機組一體化測試平臺正式投運，有力支持了廣東海上風電大容量機組規模化發展走在全國前列。     

 

3MW的小風機槳葉轉一圈約可發電3kWh，6MW大風機槳葉轉一圈能發電7kWh-8kWh。珠海桂山風電場是廣東省首個海上風電示范項目，可于年底全部建成投產，每年可提供4.93億kWh的潔凈電力，節約標準煤約16.02萬噸，減排二氧化碳約38.25萬噸，對促進粵港澳大灣區節能減排，優化調整電網能源結構具有積極意義。     

 

截至今年6月，廣東電網完成首次并網的海上風電項目總裝機規模已達260萬kW，預計年底廣東海上風電并網容量將超過400萬kW，較去年底并網規模翻四倍。另外，為更好地服務海上風電項目并網消納，廣東電網加快新能源配套送出工程建設，確保年底投產海上風電400kW。     

 

江蘇鹽城射陽龍源海上風電裝機容量突破4萬kW。隨著射陽龍源H2海上風電項目4月11日正式并網發電，江蘇鹽城市新能源裝機容量達到1004.76萬kW。鹽城風能資源得天獨厚，沿海風電可開發總量占江蘇省風能可開發總量的2/3以上。截至去年，鹽城海上風電并網規模達352萬kW。為實現海上風電的有效并網，江蘇在現有兩條北電南送輸電通道的基礎上，正在鹽城南通等沿海城市推進500kV沿海輸電通道建設，以更好滿足海上風電大規模連片開發和向中遠海域拓展的需求。      

 

山東首座海上風電場并網發電。9月12日，在距離山東海陽海岸線 30 km的海面上，隨著山東半島南4號海上風電項目第10回路5臺風機開始運轉，山東首座海上發電場成功并網發電，實現海上風電零的突破。這個風電項目是山東省首批海上風電示范工程，總裝機容量301.6MW。風電場配套建設220kV海上升壓站和陸上集控中心各1座，風場內各風機之間、風機與海上升壓站之間通過敷設35kV海底電纜連接，海底電纜總長度90km。據介紹，年底前，山東半島南4號海上風電58臺風機可實現全容量并網，對推動山東省能源結構轉型升級、加快實現“雙碳”目標具有積極意義。

 

鋁材是制造海上風電項目

 

和岸基設施的上乘材料      

 

在建造海洋裝備和岸基設施用的金屬材料中，鋁合金是最佳的，具有最好的綜合性能和最高的性價比，它的密度低，耐海水侵蝕與抗海洋氣氛腐蝕，在運轉期間不需要進行日常維護，服役二三十年后所有鋁制零部件和結構件都可以全部回收，熔化后的總損耗還不到5%，在所有結構金屬中是回收率最高的，可以形成良性閉路循環。筆者粗略匡算了一下，在風機系統（槳葉、連接座、立管柱、傳動裝置、固定柱樁及平臺等）及岸基設施用的金屬材料中，大于75%可以用鋁材，可用工業純鋁、5XXX系合金、6XXX系合金。在確保安全運轉條件下，海上結構件宜多用5XXX合金制造，因為它對海水的抗蝕性最強。     

 

 風機結構件如槳葉、連接座、立柱管等最好用3D打印工藝制造。3D打印又稱增材制造，是近30年來才面世的新工藝。3D打印技術一出現就顯現出一種不可一世的姿態，成為一種萬能制造工藝，可以制造任何產品，大到建筑群，小到人體骨骼與關節。我國科技人員已完全掌握了這門高深尖端技術，當前已用2219鋁合金成功打印出了直徑為10m的大型火箭筒體連接環，質量約1t，且僅用1個月時間就制造出來，比用傳統工藝快，用的材料也少。為了節約材料與縮短制造時間、提高性能與經濟效益，建議有關鋁加工企業組建3D打印海上風力發電設備專業化制造項目。     

 

我國是全球風電的引領者，今年的裝機容量超過歐洲、非洲、中東和拉丁美洲的總和。美國今年只有兩個并網發電的海上風電項目，分別位于羅得島和弗吉尼亞州海岸附近，但處于運轉狀態的風力渦輪機（發電機）還不到10臺。與之相比歐洲的海上風電產業正在蓬勃發展，德國、丹麥和英國在海岸附近部署了六七十臺巨型風力發電機，在這種形勢下，美國總統拜登希望快速發展零排放能源，到2030年，美國海上風電裝機容量將達到30GW，以減緩氣候變化影響，并能增加更多就業崗位。