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技术创新支撑“十四五”近海风电降本约10%!

2022-08-15 13:44:14 北极星风力发电网

当前,我国重点省份海上风电工程造价在10000~14000元/kW。在8月11日由北极星风力发电网召开的第二届海上风电创新发展大会上,与会嘉宾交流表示,在技术创新推动下,“十四五”期间海上风电投资水平具备10%左右的下降空间,为即将到来的平价发展做好准备。

不断突破的技术创新是降本支撑

“当前,我国已形成支撑年新增建成并网规模超过千万千瓦的海上风电产业链,对于海上风电投资成本降低,最显著的支撑因素来自于技术的不断突破创新。未来一段时期内,风电机组的进一步大型化将是我国海上风电降本的重要途径。”水电水利规划设计总院风电处技术主管、高级工程师刘霄说。

我国海上风电近年来技术突破较多,一是风电机组大型化进程逐步加速。当前,国内海上风电在建主流机组单机容量达6MW以上,部分单8~10MW机组已商业化运行,国内主流风机厂家相继发布10MW~16MW机型;

二是海上风电送出工程技术水平不断提高。随着首座海上换流站-柔性直流输电工程成功并网,以及海上升压站成套装备设计、施工技术不断创新,我国已初步掌握海上送出核心施工安装能力。三是吸力桩式导管架、漂浮式等基础形式不断涌现,也体现出我国海上风电新型基础施工安装技术持续创新。

“抢装过后国内施工技术能力、设备制造能力、施工资源等有了很大发展,施工成本、设备制造成本的降低,海上风电项目的投资成本也因此得以降低。” 刘霄说。

但面向未来,我国海上风电仍面临着“十四五”前中期降本压力大、近海场址资源趋紧、适用于深远海的开发建设技术亟待加快研发、用海管理要求提高等几个主要的挑战,需要全行业共同努力,来推动海上风电的稳步发展。

技术创新是风电高质量发展的首要驱动,中国可再生能源学会风能专委会秘书长秦海岩引用了布莱恩·阿瑟的《技术的本质》一书中的重要观点,将其投射到风电技术发展的起源、今生和未来。

这些观点包括:技术的本质是对自然现象有目的的编程;任何技术都是原有技术的基础上的组合;为了解决新技术带来新问题和新需求,会进一步导致新的更多的技术的出现等。

秦海岩认为,当前我们基于双碳目标、能源转型的市场需求已经明确,只要其他技术在进步,那么风电技术的脚步就不会停止。同时,新的技术会在未来与风电进行组合。而当行业自身无法实现关进技术的突破,基础研究和创新将是行业技术进步的关键。

秦海岩指出,风电机组大型化将是行业技术发展的主力方向。

其次是新材料的应用。碳纤维的成本下降将提高该材料在风电叶片中应用,助力叶片生产工艺向更长、更大、更轻发展。同时一些热塑性材料,高分子材聚合物等新材料与风电的融合,也将助力风电大型化的跨越式发展。

第三个方向是包括AI、无人机、数字孪生等智能化技术,这些应用使得风电更加智能。

新型基础数值模型研究也是一个非常重要的技术趋势,对微观尺度流体特征及大尺寸结构更好的研究和模拟,将使风电设计更加精细化、让更大的机组设计成为可能。

还有一个重要的方向是氢、氨供应链的建立,以实现未来100%的可再生能源供应。以上将是支撑未来风电高质量发展的主要技术方向。

在海上风电送出技术创新上,国网智能电网研究院电力电子研究所副所长赵国亮对“海上风电柔性低频交流输电技术”进行了详细讲解,该输电技术采用全控器件,具备柔性调控能力,应用于海上风电可有效降低频率,提升电缆载流量,综合提升海缆有效输送能力,提高输电可靠性、降低运维成本。

目前,柔性低频交流输电技术正在浙江开展示范应用,将对各类柔性低频装备及控制进行技术验证。

海上风电高质量发展仍面临挑战

2022年以来,受平价项目建设周期以及疫情反复的影响,上半年我国海上风电仅实现零星项目并网,相比去年同期并网容量减少95%以上,行业大规模开发面临内外部多重压力和挑战。

这其中,降本增效首当其冲。

“当前,风机大型化依然是产业链最核心的降本手段。”中广核新能源控股有限公司总经理助理龙应斌指出,“中广核新能源积极响应行业风机大型化的发展趋势,在我们广东阳江帆石一100万千瓦海上风电项目中,拟布置单机容量10MW及以上的风电机组,相比现在8-10MW的主流机型,项目开发度电成本将进一步降低。”

龙应斌还指出,海上风电在项目选址、送出接入等方面仍存在非技术成本偏高的问题;而且,相较于陆上风电,海上风电的并网送出工程更为复杂,如何经济高效地解决大规模海上风电并网送出问题,也是目前海上风电大规模建设面临的核心挑战之一。

此外,以柔性直流为代表的深远海大规模海上风电并网送出技术在我国尚处于试验示范阶段,仍有诸多技术难题有待解决。在行业热议的“海上风电融合发展”方面,也仍然缺乏针对该模式的国家级行业政策及规划出台。

当前,中广核新能源风、光装机规模已突破2800万千瓦,新能源被定位为集团未来发展的主力军和压舱石。龙应斌表示,面对海上风电未来发展挑战,“十四五”期间中广核新能源将把平价海上风电大基地、大项目开发作为现阶段发展基础;将产业协同、多能互补的海上风电项目开发作为近期发展方向;以及将深远海海上风电项目开发作为中长期发展趋势。

中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司新能源工程设计院电气工程所所长胡隽璇对风机技术创新降本表达了同样的观点。

他认为,风电机组大型化、轻量化、高效化是未来海上风电高质量发展的重点之一,机组设备大型化和轻量化带来的成本下降为海上风电成本下降让出了足够的空间,但需解决长叶片、大轴承等关键性难题。同时,针对风电机组的大型化,研究配套的新型大直径单桩制造设备和安全、高效、经济的施工工艺,也是进一步提质增效的路径。

胡隽璇还在加强顶层设计方面探讨了进一步规范海上风电开发的可能。如为海上风电开发的各个环节提供详细的政策细则和实施路径,分区域、分时段、因地制宜地提供合适的地方性补贴政策和退出机制,逐步建立和完善适应新型电力系统发电特性的电力市场体系,进一步促进可再生能源消纳。

当前,中南院编制了包括山东、海南、河北、辽宁等省份的约70GW海上风电规划,完成40多个海上风电可行性研究、初步设计报告,以及超过10GW的海上风电前期总承包和3GW的勘测设计和EPC项目,在海上风电领域有较为出色的业绩。

为迎接海上风电的高质量发展,未来还需加强示范引领,打造海上风电场核心技术策源地,加快研究漂浮式深远海风电技术,推动海上风电柔性直流组网,设计轻量化海上换流平台,加强核心部件的攻关与创新,努力实现关键设备国产化,将数字化技术、人工智能技术全面应用于海上风电的设计、施工、运营全生命周期各阶段,这些也将成为中南院的重点推进工作。




责任编辑: 李颖

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