從江蘇南通往北，直到連云港，有連綿幾百公里灘涂，漲潮時(shí)看似一片汪洋，退潮時(shí)露出 10——20公里的潮汐帶。
這是一片絕佳的海上風(fēng)電場(chǎng)，如果建成超過(guò)1000萬(wàn)千瓦的風(fēng)電場(chǎng)，就幾乎相當(dāng)于三峽的裝機(jī)容量，“海上風(fēng)電三峽”的說(shuō)法也是從此開(kāi)始。
一
2009年1月，國(guó)家能源局在北京召開(kāi)了一場(chǎng)研討會(huì)，專門討論海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)。
在會(huì)上，又一次提到了“海上風(fēng)電三峽”。會(huì)議指出，近期要抓緊選擇幾個(gè)建設(shè)條件較好的場(chǎng)址……為國(guó)家在東部沿海打造幾座“海上風(fēng)電三峽”，為國(guó)家能源安全建設(shè)堅(jiān)實(shí)的保障。
在那一年底，在《2010年能源工作總體要求和任務(wù)》中特別提到了海上風(fēng)電，“2010年，要繼續(xù)推進(jìn)大型風(fēng)電基地建設(shè)，特別是海上風(fēng)電要開(kāi)展起來(lái)……”
同年5月，中國(guó)首批海上風(fēng)電招標(biāo)項(xiàng)目啟動(dòng)。4個(gè)海上風(fēng)電特許權(quán)項(xiàng)目(江蘇濱海30萬(wàn)千瓦、射陽(yáng)30萬(wàn)千瓦、大豐20萬(wàn)千瓦、東臺(tái)20萬(wàn)千瓦)吸引了眾央企巨頭的目光，激烈角逐后，分別由大唐新能源、中電投聯(lián)合體、龍?jiān)措娏Α⑸綎|魯能中標(biāo)。
此后，中國(guó)海上風(fēng)電的發(fā)展，就進(jìn)入了快車道。
從2009年至今，十年間，中國(guó)已成為僅次于英國(guó)和德國(guó)的世界第三大海上風(fēng)電國(guó)家。數(shù)據(jù)顯示，2018年中國(guó)海上風(fēng)電總裝機(jī)容量為445萬(wàn)千瓦，在建647萬(wàn)千瓦。
在江蘇省濱海線，有首批海上風(fēng)電特許權(quán)招標(biāo)項(xiàng)目之一的江蘇濱海30萬(wàn)千瓦項(xiàng)目。
這個(gè)距海岸21公里的項(xiàng)目，涉海面積48平方公里，有96臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組與海上升壓站由海底電纜連接，然后將電能輸送至陸上集控中心并網(wǎng)。
從核準(zhǔn)批復(fù)到并網(wǎng)發(fā)電，濱海風(fēng)電的歷程實(shí)際上成為了中國(guó)海上風(fēng)電的一個(gè)縮影。在這個(gè)縮影中，可以看到“低碳與收益的賬本”“安全與速度的抉擇”還有對(duì)“智慧風(fēng)電的探索”。
二
在經(jīng)歷十年高速發(fā)展之后，海上風(fēng)電的效益如何？
“風(fēng)機(jī)葉片每轉(zhuǎn)一圈，就能賺2塊多錢。一分鐘轉(zhuǎn)19圈，就是38塊錢。”大唐國(guó)信濱海海上風(fēng)力發(fā)電有限公司工程管理部主任范玉鵬給算了一筆賬。
他的這筆賬是這樣計(jì)算的，濱海風(fēng)電總裝機(jī)容量30萬(wàn)千瓦，上網(wǎng)電價(jià)0.85元/千瓦時(shí)，有96臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。如果按照滿功率發(fā)電的話，一分鐘風(fēng)機(jī)葉片可以轉(zhuǎn)19圈。
最后折算下來(lái)，就是“一圈2塊錢”。
而濱海風(fēng)電總投資約47.9億元，設(shè)計(jì)年發(fā)電量超過(guò)8億千瓦時(shí)。預(yù)計(jì)投產(chǎn)后年銷售收入66405萬(wàn)元，年利潤(rùn)總額28306萬(wàn)元，項(xiàng)目全投資稅前內(nèi)部收益率10.58%。
按照這個(gè)速度，預(yù)計(jì)投資回收周期13年。但在范玉鵬看來(lái)，這個(gè)速度明顯有些保守。
尤其是，在2015年7月，項(xiàng)目性質(zhì)由特許權(quán)項(xiàng)目變更為常規(guī)項(xiàng)目，上網(wǎng)電價(jià)由0.737元/千瓦時(shí)調(diào)整為0.85元/千瓦時(shí)。電價(jià)調(diào)整了1毛多，帶給濱海風(fēng)電的收益將近1億元。據(jù)統(tǒng)計(jì)，這一次調(diào)整，濱海風(fēng)電年直接增加收益9240萬(wàn)元。
而在經(jīng)濟(jì)賬之外，更重要的是一筆環(huán)境賬。
相比傳統(tǒng)火力發(fā)電，濱海風(fēng)電投產(chǎn)后預(yù)計(jì)每年可減少二氧化碳排放70萬(wàn)噸，減少二氧化硫排放5006噸，減少氮氧化物排放2003噸，具有良好的社會(huì)效益和環(huán)保示范效果。
在此前結(jié)束的首屆可持續(xù)發(fā)展論壇上，與會(huì)嘉賓普遍認(rèn)為，未來(lái)，中國(guó)的能源結(jié)構(gòu)還將持續(xù)優(yōu)化。預(yù)計(jì)到2050年，中國(guó)的化石燃料在整體能源結(jié)構(gòu)中占比，將從2018年90%的水平，下降到35%。
未來(lái)五年，中國(guó)的可再生能源行業(yè)還將迎來(lái)新一輪大發(fā)展。海上風(fēng)電也將迎來(lái)新的一輪機(jī)遇窗口。
國(guó)家海上風(fēng)電工程技術(shù)研究中心管理委員會(huì)主任王滿昌表示，到2030年，我國(guó)中東部地區(qū)最大用電負(fù)荷將達(dá)到9.7億千瓦，需受入電力流超過(guò)3.6億千瓦。而中東部陸上分布式電源開(kāi)發(fā)潛力僅有1.7億千瓦，顯然無(wú)法滿足未來(lái)需求。
王滿昌認(rèn)為，我國(guó)海上風(fēng)電資源豐富，潛力巨大，且靠近東部負(fù)荷中心，就地消納方便，所以發(fā)展海上風(fēng)電將成為我國(guó)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的重要戰(zhàn)略支撐。
三
浪高兩米，拖輪在海浪中完全沒(méi)有還手之力，被海浪隨意擺弄。
這個(gè)場(chǎng)景，在海上風(fēng)電的建設(shè)過(guò)程中，并不是什么罕見(jiàn)的狀況。
濱海風(fēng)電項(xiàng)目選址在江蘇鹽城古黃河口附近海域，那里風(fēng)大浪高，氣象復(fù)雜，在當(dāng)?shù)厝丝谥兴赜?ldquo;寧走天邊，不走黃河尖”之稱。正因如此，這里也是天然的優(yōu)質(zhì)風(fēng)資源區(qū)。
“每年的10月到第二年的3月，每月有效工作時(shí)間只有七八天。”范玉鵬說(shuō)。今年九月，因?yàn)榕_(tái)風(fēng)的影響，幾乎都無(wú)法施工。
和所有海上風(fēng)電項(xiàng)目一樣，濱海項(xiàng)目自開(kāi)工起，就面臨海洋極端氣象的嚴(yán)峻考驗(yàn)，僅2018年8月和9月就遭受“云雀”“溫比亞”等臺(tái)風(fēng)襲擾，每月可施工窗口期僅有10余天。
而且，從岸邊到濱海風(fēng)電項(xiàng)目有21公里，每出一次海，即使順流的情況也要1.5小時(shí)。因此，不僅是安全問(wèn)題需要考量，速度與效率也是需要考慮的問(wèn)題。
“相比陸上施工，海上施工風(fēng)險(xiǎn)更大，操作更復(fù)雜。”中國(guó)大唐集團(tuán)海洋能源產(chǎn)業(yè)有限公司黨委書記、董事長(zhǎng)沈剛說(shuō)。因此，濱海風(fēng)電提出“能陸上，不海上，能水上，不水下”的施工原則，將部分復(fù)雜的海上施工轉(zhuǎn)化為相對(duì)簡(jiǎn)單易管理的陸上施工。
“目前，濱海風(fēng)電全部塔筒內(nèi)電氣設(shè)備都在陸地進(jìn)行預(yù)安裝，既降低海上施工風(fēng)險(xiǎn)，又提高工作效率。”沈剛說(shuō)。
國(guó)家能源局核電司副司長(zhǎng)史立山表示，過(guò)去陸地風(fēng)電建設(shè)相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)小，比較簡(jiǎn)單。而海上風(fēng)電難度除了風(fēng)電設(shè)備外，還有施工方面的困難。海上運(yùn)輸、基礎(chǔ)施工的難度都是很大的。對(duì)設(shè)備可靠性要求也很高，如果設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題維修的成本就很高。
而且海上建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)涉及到海洋的綜合利用，海上有港口、保護(hù)區(qū)、交通要道，并不是所有海域都能建成電站，還應(yīng)當(dāng)避讓交通設(shè)施、城鎮(zhèn)建設(shè)和臨港工業(yè)圍填海這些用于效益高的開(kāi)發(fā)形式的海域，以免對(duì)未來(lái)的深度開(kāi)發(fā)造成不利影響。
在史立山看來(lái)，海上風(fēng)電的開(kāi)發(fā)建設(shè)要考慮對(duì)各方面的影響，特別是對(duì)海洋環(huán)保的影響，如應(yīng)當(dāng)向深海布局，盡量遠(yuǎn)離岸線和海涂，減少風(fēng)電場(chǎng)對(duì)岸線、視野、景觀和鳥(niǎo)類棲息的影響。
四
風(fēng)機(jī)葉片距離海面有100米左右，檢測(cè)與維修如果靠人工值守與工作明顯是完全不夠的。
解決這個(gè)問(wèn)題，需要一點(diǎn)“智慧”。
在濱海風(fēng)電項(xiàng)目中，每一臺(tái)風(fēng)機(jī)上都有三個(gè)攝像頭。如果有漁民、船只進(jìn)入安置風(fēng)機(jī)的海域，可以通過(guò)攝像頭預(yù)警。
濱海風(fēng)電采用新型電子圍欄代替?zhèn)鹘y(tǒng)實(shí)體航標(biāo)燈，在電子海圖上即可對(duì)指定類型或指定船舶的碰撞風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析，從而通過(guò)后臺(tái)系統(tǒng)對(duì)船舶航行進(jìn)行預(yù)警。
沈剛表示，這樣可以有效避免因能見(jiàn)度差無(wú)法發(fā)現(xiàn)過(guò)往船舶的被動(dòng)局面，減少監(jiān)控值班人員的工作負(fù)擔(dān)，方便后期維護(hù)和調(diào)整。
而且，利用“蜘蛛機(jī)器人”爬上100米左右塔筒進(jìn)行檢測(cè)，把人工的因素盡量降低，也是把事故的幾率盡量降低。
同時(shí)，海上環(huán)境復(fù)雜多變，為解決人員、設(shè)備和船只在海上作業(yè)危險(xiǎn)性高的問(wèn)題，需加強(qiáng)人員事前場(chǎng)景預(yù)演、運(yùn)維作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。濱海風(fēng)電應(yīng)用VR技術(shù)，構(gòu)造風(fēng)電場(chǎng)三維虛擬立體模型，將實(shí)際工作環(huán)境和設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行虛擬重現(xiàn)，讓使用者足不出戶就能夠親身體驗(yàn)海上風(fēng)電場(chǎng)的天氣環(huán)境、海情海況、地理地貌、設(shè)備運(yùn)行以及緊急事件發(fā)生時(shí)的情景，實(shí)現(xiàn)全新交互功能。
針對(duì)海上風(fēng)電的工況復(fù)雜性、交通運(yùn)輸?shù)目蛇_(dá)性、人員作業(yè)的安全性、故障處理可完成性等都會(huì)成為影響運(yùn)維質(zhì)量的重要因素。濱海風(fēng)電創(chuàng)造性的采用AR技術(shù)，利用圖像識(shí)別、智能檢測(cè)和數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)，幫助操作人員及時(shí)準(zhǔn)確的定位并排除問(wèn)題。
伴隨著5G的推廣，在可以預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，利用VR、AR、大數(shù)據(jù)等手段，也將讓海上風(fēng)電更加有“智慧”。
