赵靓,季妍
(中国可再生能源学会风能专业委员会,北京 100013)
目前,欧洲国家的海上风电开发能力、产品制造能力均处于世界前列,尤其是英国的海上风电场装机容量最多。随着陆上风电的开发能力日渐成熟,以及高质量的陆上风能资源逐步开发完成,我国的海上风电将逐渐从实验阶段进入规模化开发阶段。
海上风电场一般被分为三类,首先是潮间带和潮下带滩涂风电场,主要指多年平均大潮高潮线以下至理论最低潮位5m水深内的海域。其次是近海风电场,其范围是理论最低潮位以下5m至50m水深内的海域,含无人岛屿及海礁。另外是深海风电场,其属于理论最低潮位以下50m水深的海域,含无人岛屿及海礁[1]。
与陆地风电场开发相比,海上风电具有不占用土地、风力较强的优点。此外,海上风电对人类生产、生活的环境影响较小,通过选用比陆上风电更大容量的机组,可以提高发电能力,从而在一定程度上提高效益。与其他国家的地理环境相比,我国海上风电场距离大负荷用电的经济发达地区更近,利于电力输送[2]。
虽然开发利用海上风电的难度较大,但我国海上风能资源丰富,对风电产业链各个环节的企业,仍具有较大的吸引力。经调查研究,我国5m至25m水深、50m海拔高度的海上风电开发潜力约为200GW,5m至50m水深、70m海拔高度上的风电开发潜力约为500GW。除此之外,还有潮间带、潮下带以及深海风能资源可供开发。
对于机组制造商来说,由于涉及特殊的工作环境,海上风电机组的耐腐蚀性更受关注。同时,如何进行有效的成本控制也是一项需要解决的问题。对于开发、运营商来说,由于处于海上,风电机组的运维成本大大超出陆上风电场。因此在设备制造环节,高可靠性、抗台风、抗盐雾都是海上风电机组所应具备的基本能力。有资料显示,海上风电运维成本因地理环境等因素各不相同,直接造成各国海上风电运维成本大相径庭。据BTM数据显示,至2011年末全球海上风电累计装机量为3985.6MW,其中英国装机量达到2107.6MW,丹麦为835.85MW,荷兰为246.8MW,中国为209.9MW,德国为198.3MW,比利时为195MW,瑞典为163.65MW。
表1 1991年至2011年全球海上风电场项目
数据来源:BTM
表2 部分整机厂商推出的海上风电机组
根据BTM数据显示,截至2011年年末,全球海上风电机组累计装机量第一的整机供应商为Siemens公司。该公司共装机711台,总装机容量为2032.75MW。其所供应的最大一批风电机组于2009年安装于丹麦Horns Rev2风电场,包括91台2.3MW的风电机组,总容量达209.3MW。
Vestas公司位列全球海上风电机组累计装机榜的第二位,截至2011年年末,该公司共装机573台,累计装机容量为1396.55MW。
2007年金风科技在海上油田安装的1.5MW海上风电实验机组被认为是我国安装的第一台海上风电机组。
2010年华锐风电在上海东海大桥海上风电场安装了34台3MW风电机组,成为上海世博会一道亮丽的风景线。作为我国首个海上风电示范项目的东海大桥海上风电二期项目也在2011年完成了设备的招标工作,二期工程计划安装27台上海电气生产供应的3.6MW海上风电机组和1台华锐风电生产供应的5MW海上风电机组,总容量102MW,至2011年下半年已完成其中1台3.6MW和1台5MW海上工程样机的吊装工作。
位于江苏如东的龙源30MW试验风电场共安装有8个整机生产厂家、9种机型、16台机组。单机容量分别为1.5MW、2.0MW、2.5MW、3.0MW,机组的基础形式分别有低桩承台、五桩导管架、六桩导管架、七桩导管架等。
同样位于江苏如东的150MW一期示范项目共安装了3个厂家的共58台机组,分别为21台Siemens的2.3MW机组,17台华锐风电3MW机组以及20台金风科技2.5MW机组。11月23日,该示范风电场全部投产发电。龙源电力在如东建成的海上风电总装机容量已达182MW,成为全国规模最大的海上风电场。
据悉,龙源电力在此基础上仍在加快海上风电建设步伐,如东150MW示范项目增容50MW项目和试验风电场50MW扩建项目正在紧张的建设中,预计到2013年上半年龙源如东海上风电场的规模将达到280MW。
据BTM数据显示,截至2011年年底,国内整机商中在海上风电场中装机数量最多的为华锐风电,该公司共安装海上风电机组52台,主要包括单机容量为3MW及5MW的整机产品,累计装机容量为158MW。
在单机容量5MW的大型海上风电机组方面,大多数国内整机厂商仍处在研发和试验阶段。其中,华锐已在2011年分别吊装了该公司的5MW和6MW型机组,湘电风能则于2012年吊装了自产的5MW型机组,重庆海装的5MW型风电机组于2012年10月在江苏如东顺利吊装,联合动力的6MW型风电机组于2012年12月在山东潍坊吊装、并网。
[1]田立群.中国海上风电现状解读[J].机电设备,2012(2):8-12.
[2]刘林,葛旭波,张义斌,尹明,李利.我国海上风电发展现状及分析[J].能源技术经济,2012(3):66-72.
[3]杨玉龙,王化明,詹毅,陈俊宏,徐弋恒.我国海上风电开发现状分析[J].中国水运,2012(12):45-46.