海上风电开发与建设方面的探讨

海上风电开发与建设方面的探讨

王晓鹏

中交第三航务工程局有限公司厦门分公司 福建省 361000

【摘要】：随着能源需求的增加和环保问题的凸显，全球范围内多个国家不断加强对可再生能源的规划力度。而作为绿色清洁能源的代表，风能这一可再生能源的投资也开始得到充分重视。截止到目前为止，我国陆地风电产业高速发展，陆地风电装机容量也遥遥领先于世界其他国家，但在海上风电产业发展过程中，我国市场和技术仍面临众多困境。在风能项目的开发建设中，我国漫长的海岸线赋予了风能资源开发的巨大潜力，但在基础设施建设，产业发展技术，投资门槛，市场发展环境等客观因素的制约下，我国海上风电产业的开发建设仍尚待完善。因此，笔者将在详细阐述海上风电项目建设施工工序的基础上，对我国海上风电产业发展概况进行了解，并针对性提出提高我国海上风电产业开发建设水平的相关建议。

关键词：海上风电；风电开发；风电产业建设

引言

在气候变化问题愈发突出的环境背景下，各国开始高度重视对可再生能源的规划部署。现有的可再生能源形式较为丰富，除风能外，光伏，水力，波浪，潮汐，生物质能以及地热等都是可再生能源的最佳代表。而在科技和经济发展的双重需求下，风能这一可再生能源的商业开发建设及应用技术已进入成熟阶段。在全球范围内，风能的发展也已取得高效进展。不过，相比陆上风电产业来说，海上风电项目的建设发展仍存在成熟度不够，稳定性不足等现状。因此，着力研究海上风电的开发与建设，提高海上风电产业发展水平也是当下亟待解决的重点问题。

1.海上风电项目建设施工工序

近海风电项目的开发建设大多受到水深，离岸距离，海上环境等多重因素的影响。因此，其施工工期大多较长，施工流程也较为繁琐复杂，具体可分为桩基基础，风机吊装，升压站施工建设，高压电缆敷设等步骤。

1.1桩基基础

海上风电基础形式丰富多样，现有的形式主要包括单桩基础，多桩基础，重力式基础，漂浮式基础，导管架基础，负压筒型基础等多种类型。而在众多风电基础形式中，单桩基础的技术工艺发展较为成熟，且该形式能适应广东，福建等海域的地质需求及水深特点。随着风场海域的不断变化和机组容量的增加，单桩直径和重量也有了新的改变。现有的最大单桩重量已高达1800t，单桩直径也已达到8.5米。随着海上风电产业的进一步发展，包括单桩基础在内的多种风电基础形式也将迎来更多的突破。

1.2风机吊装

现有的风电机组吊装工艺主要包括兔耳式吊装，三叶式吊装，单叶式吊装以及整体一步式吊装等4种类型。这4种吊装形式各有优缺点，其中，三叶式吊装及单叶式吊装优缺点基本统一，这两种吊装技术的吊装次数较少，但其对吊装环境，气候条件以及安装船的尺度却有很高要求。此外，兔耳式吊装技术的吊装次数同样较少，且其吊装费用较低，但该吊装工艺对天气和风速条件仍有较高要求，且该项技术高空作业量大，可操作性不强。相较而言，整体一步式吊装技术可明显缩短项目建设工期，且其工作效率相对较高，但该项工艺对起吊能力要求较高，吊具的设计也更加复杂。

1.3升压站施工建设

在国内海上风电项目的建设中，海上升压站基础大多采用四桩导管架基础结构形式。在具体施工过程中，需先安装导管架，再插打钢管桩，然后灌浆连接海上升压站施工工艺。就目前形势来看，海上升压站施工建设最大的技术难点便是在固定有限空间内对设备，支吊架，电缆，管系等设施进行合理布局。在具体建造阶段，也需充分利用BIM软件有效解决各设施之间可能出现的碰撞。

1.4高压电缆敷设

高压电缆敷设的方法主要包括刀犁式埋设，切割式埋设，冲埋式埋设以及预挖掘法四种。当海底岩石层较为坚硬，不宜冲埋时，切割式埋设法利用的频率相对较高。而刀犁式埋设法则需充分运用到埋设犁或水下机器人等工具，预挖掘埋设法最大的优势便是可直接在沟槽中敷设电缆，也能充分利用空气袋让电缆浮动在沟槽上方。

2.我国海上风电产业发展概况

2.1发展现状

近十年来，我国海上风电产业进入高速发展阶段，海上风电技术不断成熟进步，成本也不断下降，这种良性改变有效促进了我国海上风电的大规模开发利用。目前，我国各区域近海海上风电单位千瓦投资快速增加，福建及广东区域单位千瓦投资已突破2万元。现有的海上风电开工建设规模已达到10000MW，国产化大容量海上风电机组的研发也已进入稳定阶段，海上风电机组的商业化应用率更是不断提升。在海上风电产业未来的发展中，海上风电装备及工程技术也将迎来新的革新和突破。

2.2发展优势

中国的海岸线十分漫长，黄海，渤海，东海及台湾海峡等海域均拥有丰富的风能资源，且风能资源富足的的东部海岸也正好是中国经济最发达，电力需求最高的区域，因此，沿海地区昂贵的电力成本可抵消近海风力发电的部分成本，在此基础上，东部沿海地区发展海上风电产业的区域性优势进一步显现。

2.3发展瓶颈

中国海上风电产业虽已进入高速发展阶段，但因海上风电的开发建设涵盖环保，能源等多个领域，所以项目的经济成本投入和时间投入相对较多，而目前，中国海上风能资源评价工作仍处于起步阶段，尚未完全展开，再加上国内海上风机部件的研发和制造并未成熟，大部分大规模的海上风电项目仍处于在建阶段，因此，产业运维经验明显不足，海上风电经济收益也与欧洲发达国家相去甚远。

3.提高我国海上风电产业开发建设水平的建议

3.1完善海上风电基础设施建设

海上风电的建设开发必须依托于严谨全面的规划和部署，2009年1月，我国正式启动海上风电规划工作。截止到目前为止，包括上海，江苏，福建，广东在内的多个省份的海上风电规划已取得国家批复，但与此同时，海上风电开发建设中的风能资源评价，海洋地质勘查，海洋水文检测等基础性工作尚未全面展开。而这些基础性工作又将直接影响到海上风电开发建设的水平，因此，在全面规划海上风电项目建设的基础上，积极完善海上风电基础设施建设也是提高我国海上风电开发建设水平的有效途径。

3.2加大集中送出模式的扶持力度

随着海上风电技术的成熟，集中送出线路也将成为海上风电开发建设的新路径。在此基础上，加大集中送出模式的扶持力度，进一步落实扶持政策，主要技术以及价格机制等内容的研究。在探索相关示范项目的同时，将电网规划和项目资源进行有机统一，统一公站并网和直流送出，为我国海上风电的开发建设提供更多优秀示范，进一步提高未来海上风电的发展质量。

3.3拓宽国内外海上风电项目合作融资渠道

如今，海上风电的开发建设已得到全球范围内多个国家的高度重视，因此，海上风电产业高速发展，海上风电项目数量，项目投资以及项目承包机会也明显增加。在此基础上，国内开发商也应积极投入到国际海上风电项目的开发建设中，并有效利用承包，投资，股权收购等形式，增加自身参与度。在实现跨越发展的同时，学习海外海上风电项目运维的技术及管理经验，为我国海上风电产业的后续开发建设积累宝贵经验。此外，还需进一步加强与国际知名开发商的合作力度，在共同投资开发优质项目的基础上，丰富融资渠道，提升项目开发建设水平。

3.4落实海上风电评估项目

海上风电项目的开发建设涉及到环保，能源等多个领域，项目一旦正式实施，对环境产生的影响便是不可逆的。因此，在海上风电项目正式投入建设施工前，必须对项目进行科学公正的评估，保证项目开发建设对环境的影响处于标准合格线内，有效避免先建设后环评现象的产生。

结语

目前，我国海上风电正处于大规模建设阶段，在该阶段内，产业的发展面临太多未知因素，为进一步提高我国海上风电发展水平，我们需要以更长远的眼光来看待当前的项目建设。只有不断完善产业基础设施，加大集中送出模式的扶持并深入落实海上风电项目评估，我国海上风电才能走上持续健康的发展道路。

参考文献：

[1]金风科技海上风电培训【D】.江苏：金风科技股份有限公司.2019

[2]冯书桓，王斌，田维珍.海上风电发展趋势与国际标准化现状[J].船舶标准化工程师，2019，20-24.