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漂浮式風(fēng)電：全球機(jī)遇還是無盡曙光？

2022-11-29 來源：東方風(fēng)力發(fā)電網(wǎng) 瀏覽數(shù)：358

擴(kuò)大可再生能源產(chǎn)能對于全球能源轉(zhuǎn)型和減排困難行業(yè)的脫碳至關(guān)重要，雖然人們普遍認(rèn)為海上風(fēng)能可以在增加可再生能源容量方面發(fā)揮關(guān)鍵作用，但許多人或許沒有意識到，要使這一理想成為現(xiàn)實(shí)，漂浮式風(fēng)電勢必發(fā)揮重要作用。

全球機(jī)遇

浮動基礎(chǔ)（圖片來源：Inrotech）

漂浮式風(fēng)電技術(shù)能為高容量風(fēng)電場開辟新的海上場地。對于美國來說，存在“深入”的動機(jī)是因?yàn)槠浣种暮Ｉ巷L(fēng)能資源位于需要浮動平臺的水域。而與此同時，英國的海上風(fēng)電目標(biāo)越來越宏大，漂浮式風(fēng)電場則可以幫助英國實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，英國政府最近宣布其風(fēng)能目標(biāo)是到2030年建設(shè)50吉瓦的運(yùn)營海上風(fēng)電裝機(jī)容量，其中5吉瓦將是浮式風(fēng)電。

全球風(fēng)能委員會 ( GWEC ) 最近的一份報(bào)告恰如其分地將浮動式海上風(fēng)電稱為全球機(jī)遇，強(qiáng)調(diào)美國西海岸、愛爾蘭、意大利、摩洛哥和菲律賓可能會密切關(guān)注已經(jīng)安裝的第一批商業(yè)規(guī)模的浮動風(fēng)電場。

然而，盡管海上風(fēng)電市場在2021年迎來了有史以來最好成績的一年——投產(chǎn)容量為 21.1 吉瓦，但其中卻只有 57 兆瓦是浮式風(fēng)電。那么，阻礙漂浮式風(fēng)電技術(shù)商業(yè)化的障礙是什么？

基礎(chǔ)選擇

與大多數(shù)新興技術(shù)一樣，浮動風(fēng)能技術(shù)要想成熟發(fā)展，仍需克服商業(yè)障礙，其中首要障礙就是浮動基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的選擇。

四種主要結(jié)構(gòu)類型（spar浮標(biāo)、張力腿平臺、半潛式平臺和方形駁船）在這一點(diǎn)上是眾所周知的，但關(guān)于使用哪種平臺或變體的決定很少得到數(shù)據(jù)或分析的支持。演示通常由浮動結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者自己驅(qū)動，主要是為了證明他們的技術(shù)，而不是為開發(fā)人員提供每種技術(shù)的客觀演示。

因此，仍然需要為每個計(jì)劃中的浮動站點(diǎn)確定最佳技術(shù)解決方案，以最大限度地降低開發(fā)人員的成本、風(fēng)險，以及提高效率，不太可能有單一的確定基礎(chǔ)類型，開發(fā)人員需要確定每個位置和特定條件下的最合適選項(xiàng)。

先進(jìn)的浮動基礎(chǔ)分析涉及比較技術(shù)和運(yùn)營因素的組合，可以說，后者將在資產(chǎn)的整個生命周期中產(chǎn)生更大的影響。

位置、基礎(chǔ)設(shè)施、水深、制造和存儲的可用空間都是支持新開發(fā)的港口的關(guān)鍵。以英國為例，目前的選擇有限，個別港口確實(shí)有投資計(jì)劃，但沒有一個足以涵蓋所有選擇，因此存在很大一部分制造可能流向歐洲或亞洲的風(fēng)險。

蘇格蘭附近的海上風(fēng)電裝置

港口基礎(chǔ)設(shè)施的缺乏似乎促使人們選擇混凝土而不是鋼基礎(chǔ)。制造混凝土結(jié)構(gòu)似乎更容易，因?yàn)樗恍枰图夹g(shù)含量的勞動力，只需要模具和原材料，不需要專門的焊接設(shè)備或合格的焊工。而鋼材雖然可以在別處預(yù)制并組裝，但這會增加制造風(fēng)險，并且需要額外運(yùn)輸大型部件，從而增加成本和碳足跡。

運(yùn)維（O&M）是行業(yè)面臨的更大挑戰(zhàn)。浮動基礎(chǔ)目前只能被拖回港口進(jìn)行維護(hù)和修理，然而，這不可行或不經(jīng)濟(jì)，因?yàn)轱L(fēng)電場位于離岸更遠(yuǎn)的地方并且與O&M港口的距離大大增加。必須培養(yǎng)在現(xiàn)場進(jìn)行運(yùn)維服務(wù)的能力，因?yàn)殡S著時間的推移，與風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī) (WTG) 的連接和斷開以及運(yùn)輸相關(guān)的風(fēng)險和成本會越來越高。

改造風(fēng)電機(jī)組以及開發(fā)支持此運(yùn)維階段所需的工具和容器的組合對于浮式風(fēng)能的成功至關(guān)重要。在項(xiàng)目的初始階段獲得正確的專業(yè)知識和建議可確保開發(fā)人員從一開始就全面了解所涉及的流程、設(shè)備、容器和操作。（本文為東方風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)獨(dú)家編譯，原文作者為Mark Goalen，Houlder近海工程總監(jiān)）

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