蝶变的中国海上风电！

开栏语

海上风电作为战略新兴领域的重大产业链，是海洋强国战略的支撑点，也是实现“双碳”目标的主力军。三峡集团协同产业链合作伙伴从上海东海大桥“起跑”到全球大功率风机“领跑”，推动我国海上风电产业高质量发展。

刚刚过去的10月，中国海上风电捷报频传。

10月12日，东方电气集团研发的全球单机容量最大26兆瓦海上风电机组在福建三峡海上风电国际产业园下线；10月15日，三一重能风电试验中心正式投运了一台35兆瓦级六自由度风电整机试验台；10月16日，中船科技旗下中船海装发布H305-25MW平台海上风电机组；10月17日，金风科技发布全新一代海陆旗舰产品，新一代深远海旗舰产品单机容量覆盖20兆瓦至25兆瓦……

▲ 福建三峡海上风电国际产业园

一台海上“大风车”由机舱、叶轮、叶片和塔筒等组成，总共需要上万个零部件……中国海上风电单机容量不断攀升的背后，一代又一代风电人勇攀科技高峰，推动全产业链不断升级。

低碳发展 海风“吹”来新产业

近年来，低碳发展成为各国共识，风电、光伏等新能源形式已登上能源发展的舞台。2006年，国家发展改革委印发通知，同意中国长江三峡工程开发总公司（现更名为中国长江三峡集团有限公司）在做好滨海风电场建设的同时，发挥水利工程建设和水下施工的优势，开展海上风电场建设的前期及施工技术研究试验工作，为我国海上风电建设创造条件。

▲三峡集团江苏响水近海风电场——国内首个商业化运行的海上风电场

2016年10月17日，在江苏盐城，三峡集团江苏响水近海风电场实现全容量并网发电。由滩涂、潮间带向近海依次挺进，作为国内首个商业化运营的海上风电项目，响水项目拉开了我国海上风电发展的大幕。如今，我国海上风电累计装机容量3770万千瓦，盐城海上风电装机容量超过554万千瓦。巨大的市场也让盐城汇聚了风电整机和零部件的多家头部企业，风机多数关键部件在盐城就能找到供应商，全部零部件的95%在江苏集成，形成“3小时供应链”。与江苏盐城情况类似，福建福州因海上风电开发带动当地海上风电产业链由无到有、由小变大。2016年，福州兴化湾建成了全国首个大功率海上风电试验场，创造国内海上风电机型最多、最新、单机容量最大纪录，极大推动海上风电先进装备制造国产化、高端化的进程。与此同时，在距离试验海上风电场不远的沙滩上，福建三峡国际海上风电产业园也拔地而起。像这样的故事还在广东阳江等地上演。2021年12月26日，我国首个百万千瓦级海上风电项目——三峡阳江沙扒海上风电场实现全容量并网发电。海上风电开发助力阳江市打造全产业链高度一体化的广东（阳江）国际风电城，推动金风科技、明阳智能、东方风电、宁波东方、龙马铸造、粤水电、江苏中车等22家风电产业链上下游企业落户阳江，带动总投资近200亿元，基本涵盖了风电装备制造全产业链。

▲三峡阳江沙扒海上风电场海升压站 摄影：陈磊

当前，我国已形成从开发建设到配套服务的海上风电完整产业链。6月24日，全国科技大会、国家科学技术奖励大会、两院院士大会在京召开，三峡集团“海上风电安全高效开发成套技术和装备及产业化”项目获得2023年度国家科学技术进步奖一等奖。根据风能专委会的统计，全球风电叶片、齿轮箱、发电机等零部件，60%-70%是在中国生产制造，因为中国拥有全球最完善、成本最优的全套产业链供应链。此外，风电带动的直接和间接就业人数约200万人，20年来贡献的总产值高达10.4万亿元。

平价上网 撬动产业链升级

自2022年开始，我国海上风电正式进入平价上网时代，降本增效成为海上风电必须要跨过的坎。“风电机组制造需要的原材料包括钢、铝、铜、永磁材料等，其中钢材的用量占到整个机组总重量的90%。这些原材料的成本是市场所决定的，通常不会有较大变动。只有通过提高机组单机容量，才能降低机组的单位千瓦造价。而且，单机容量的提升还可以减少项目所需机组数量，进而减少施工点位，降低施工成本。”风电行业内一位资深专家表示。我国海上风电机组从单机容量1.5兆瓦到8兆瓦，用了13年时间；而从8兆瓦机组到16兆瓦机组，仅用了3年左右。如今，单机容量26兆瓦海上风电机组已经下线，各大风机厂商也纷纷发布单机容量超过20兆瓦的机型。单机容量迈入新的数量级，是机组的简单放大吗？“还真不是！我专门请教了业内的专家。专家说，为了突破20兆瓦的发电机技术，在冷却技术、绕组技术方面都要进行大幅创新提升，甚至彻底改变。引入的多绕组、双路循环冷却技术，是突破20兆瓦级发电机技术瓶颈的关键技术。” 世界风能协会副主席、中国可再生能源学会风能专业委员会秘书长秦海岩说。大兆瓦机组的迭代，是涵盖“研发设计-装备制造-资源开发-运维服务”海上风电全产业链的一系列质变。刚刚下线的26兆瓦级海上风力发电机组，轮毂中心设计高度185米，相当于63层居民楼。这样的高度只有今年5月交付的2000吨自升式海上风电安装平台——“大桥海风”号等最新一代海上风电安装平台才可以吊装。近十余年，我国自主研发设计并交付包括安装平台、起重船、布缆船、风电运维母船和半潜运输船等在内多艘风电施工船机，覆盖了海上风电施工全产业链所有核心装备。海上风电产业链具有链条长、关联度大、带动性强、辐射范围广等特点，建设海上风电产业链是实现风电全产业建链、海洋经济产业强链补链延链的有效路径。“要凝聚力量，以科技创新支撑共链协同，加强统筹规划，发挥产业集群优势，大力推进技术创新，形成技术标准体系，实现我国海上风电高质量创新发展。”中国工程院院士舒印彪表示。

追风逐梦 勇攀技术新高峰

2023年6月28日，全球首台单机容量16兆瓦海上风电机组在三峡集团福建海上风电场成功吊装，单机容量超过了丹麦厂商约一年前实现吊装的15兆瓦海上风电机组。

▲ 暮色中的16兆瓦海上风电机组 摄影：张涑湄

当前，我国海上风电在高端装备制造能力、深远海海上风电施工能力上达到国际水平。在未来高质量发展中，我国海上风电产业发展与国外厂商面临的问题和挑战是一样的，都要在技术“无人区”攀登新高峰。相比海上风电机组其他部件而言，叶片更可能成为机组大型化的卡点。越来越长的叶片会导致整体柔性增加，而风机叶片需要保障刚性，同时也要控制重量。“100多米长的叶片制造已进入‘技术无人区’，这将遇到‘超经验’问题——以前的设计经验不足以支撑我们叶片可靠性的设计。风电是一门实践科学，很多问题不是光靠设计就可解决的，也不是在屋子里就能考虑周全的，需要靠实践去发现问题、积累经验并解决问题。”秦海岩表示。深远海已成为未来海上风电开发的主战场。据中国可再生能源学会风能专业委员会估算，根据国家批复的各省份海上风电规划，海上风电总量超过3亿千瓦，其中的90%以上为常规意义上的深海或远海风电项目。

▲ 全球首台抗台风型漂浮式海上风电机组——“三峡引领号”

2021年，全球首个抗台风型漂浮式风电机组及基础平台——“三峡引领号”并网发电；2023年，国内首台投运于水深超百米、距离海岸线超百公里的深远海漂浮式风电平台“海油观澜号”并网发电；2024年，全球单体容量最大的漂浮式风电平台“明阳天成号”完成安装；……“发展海上风电已成为国家加快经济社会发展全面绿色转型的重要方面，近海用海受到诸多因素限制，海上风电走向深远海是必然趋势。开发更优质风能资源和更少人类活动的深远海将是未来风电的主战场。预计‘十五五’期间，深远海海上风电市场空间将进一步打开，百万千瓦级的深远海海上风电示范项目将不断涌现。”三峡能源董事长朱承军在接受媒体采访时表示。正如中国工程院原副院长杜祥琬所说，以前风电是“微不足道”，现在已做到“举足轻重”，未来还要“担当大任”。