如東海上風電投運 中國成少數(shù)具備海上風電核心建設能力國家
從江蘇如東洋口港陽光島碼頭出發(fā),乘坐交通艇出海,1個小時出頭便可抵達中國離岸距離最遠、裝機容量最大的海上風電場。38臺近百米高、葉片直徑130米、單機容量4兆瓦(1兆瓦=1000千瓦,1千瓦=1000瓦)的龐大風力發(fā)電機在此豎立,海風吹動葉輪產生的電力,通過海上升壓站和兩根目前國內最長的110千伏三芯海底電纜被送往陸上,再經(jīng)由陸上升壓站輸向華東電網(wǎng)。遠處的陸上集控中心內,無數(shù)信號燈閃爍,實時監(jiān)控著每臺海上風機的發(fā)電情況,以及進入風場區(qū)域的船只。
類似的場景在中國并不常見。與歐洲海上風電逐步從近海向深海發(fā)展不同,過去幾年,中國的海上風電基本建在平均水深不足5米的潮間帶。潮間帶在漲潮時沒入海里,退潮時露出水面。與潮間帶風電相比,海上風電技術難度更大,要求更高,需要克服海上施工、抗海水和鹽霧腐蝕、電纜遠距離鋪設等多個技術難題,有些甚至是世界級的難題。由于種種原因,自東海大橋海上風電項目拉開中國海上風電序幕以來,整個行業(yè)推進速度并不快,中國海上風電面臨著技術門檻高、建設經(jīng)驗不足、成本居高不下的困境。
未知之門正在一扇扇打開。在9月8日于北京召開的新聞發(fā)布會上,中國廣核集團(下稱中廣核)宣布,作為中國首個“雙十”(水深10米以上、離岸距離10公里以上)海上風電項目的中廣核如東海上風電項目(下稱如東項目)已取得電力業(yè)務許可證,標志著中廣核自主開發(fā)建設的江蘇如東15萬千瓦海上風電示范項目全場投入商業(yè)運行。如東項目的建成投運,標志著中國掌握了海上風電建設的核心技術,也讓中國成為繼歐洲等國家后,少數(shù)幾個具備海上風電建設核心能力的國家之一。
中國首個離岸距離最遠、裝機容量最大的海上風電項目
位于江蘇省南通市如東縣黃海海域的如東項目,是中國首個離岸距離最遠、裝機容量最大的海上風電項目。該項目距離海岸約25公里,海底高程在-8米至-14.6米之間,共安裝38臺風電機組,總裝機容量為15.2萬千瓦,預計年上網(wǎng)電量可達4億千瓦時。如東的風資源穩(wěn)定性好,風速沒有突變,而且風的密度高,是風力發(fā)電的優(yōu)越資源。
2011年7月,國家能源局和國家海洋局聯(lián)合發(fā)布了《海上風電開發(fā)建設管理暫行辦法實施細則》,對海上風電建設的“雙十”標準做出了明確規(guī)定,即海上風電場原則上應在離岸距離不少于10公里、灘涂寬度超過10公里時海域水深不得少于10米(下稱“雙十”標準)的海域布局。國家風電發(fā)展“十二五”規(guī)劃也明確指出,鼓勵在水深超過10米、離岸10公里以外的海域開發(fā)建設海上風電項目。
根據(jù)這一定義,如東項目是中國首個符合‘雙十’標準的、真正意義上的海上風電項目,對于中國風電未來進軍深海也有一定的示范作用。
海上升壓站
由于離岸較遠,如東項目采用了亞洲首座110千伏海上升壓站。“海上升壓站相當于一個人的心臟,將海上風機發(fā)出的電能經(jīng)過海上升壓站升壓到110千伏后再輸往陸地。如果沒有海上升壓站,電力輸送損耗大、不經(jīng)濟,輸送通道多,征用的海上面積也更大。”中廣核如東項目負責人徐成根說,海上升壓站看似簡單、與陸上升壓站類似,但由于海上環(huán)境特殊,無人值守的升壓站從設計、到施工、再到維護,以及選用的電氣設備,都與陸上有很大區(qū)別。更重要的是,中國此前并無相關的設計、施工經(jīng)驗,在許多方面屬于摸著石頭過河。
“因為之前沒有做過海上升壓站,我們還去國外考察了幾趟。去的時候對方知識產權保護得比較厲害,不讓我們進升壓站,只是在外圍兜了一圈。”徐成根回憶說,考察回國后,中廣核團隊通過和設計院溝通,去國外取經(jīng)學習,設計好之后讓國外專家來審查,攻克了這一難題。“我們這是先行一步,在這之后的許多近海項目,都采用了海上升壓站。”
施工現(xiàn)場圖
據(jù)介紹,建設過程中,如東項目還采用了全球首創(chuàng)的可拆卸式穩(wěn)樁平臺浮吊吊打沉樁工藝,成功解決了單樁垂直度需控制在千分之三以內的世界難題。想象一下,一根93米高、943噸、直徑6.5米的基礎鋼管樁,要將沉樁垂直度控制在千分之三以內,也就是不足30厘米的偏差內。“國外通常使用支腿平臺打樁,比較穩(wěn)定。但在國內,當時只有一艘支腿船,對于招標有局限性。現(xiàn)有資源無法滿足需求,怎么辦?只能創(chuàng)新。”徐成根對澎湃新聞介紹說,2013年開始做的試樁實驗的時候,考慮到后期浮吊打樁施工工藝,試樁采用的是96米、直徑2.8米的鋼管樁,嘗試利用浮吊、將樁“灌入”穩(wěn)樁平臺的方法,看能否把樁打好打直。如果更細更長的樁都能達到要求,粗的樁就沒有問題。“那根打了之后我們馬上有信心了。而且這個穩(wěn)樁平臺是可移動的,可形成施工流水,速度快、節(jié)約時間和成本,利用浮吊也解決了國內支腿船緊張的問題,為后續(xù)我國大面積開發(fā)海上風電,解決船機設備緊張的問題起到積極作用。”
為行業(yè)標準制定、上網(wǎng)電價確定等提供參考
在如東項目中,還鋪設了國內最長的兩根110千伏三芯海底電纜,單根海纜長達28.5公里,重達2200多噸,要一次性鋪設下去。該項目還遇到10公里左右的潮間帶,為海纜敷設帶來一定困難,只能選擇每年大潮汛的窗口天氣施工。徐成根稱,在鋪設第二根海纜時曾遭遇一次寒潮,“那天一夜我都沒睡覺,一直和船上保持聯(lián)系,如果涉及到人身安全、船機設備安全,那只能將海纜鋸掉。還好那天晚上挺過來了。如果鋸斷海纜,需要多花幾百萬做個接頭,多花錢、多花時間不說,隱患也會放大。”通過這一事例,足見海上施工環(huán)境之特殊,由此導致的,是海上風電遠遠高于陸上風電的安全風險和建設成本。
公開資料顯示,據(jù)國網(wǎng)能源研究院統(tǒng)計,海上風電的平均投資成本約為陸上風電的2.8倍。2015年,中國海上風電的平均投資成本約為2400美元/千瓦(折合人民幣14743元/千瓦)。彭博財經(jīng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,中國現(xiàn)有大部分海上風電項目的度電成本約為0.16-0.23美元/千瓦時(折合人民幣0.98-1.41元/千瓦時)。
這一度電成本甚至高于國家發(fā)改委規(guī)定的海上風電上網(wǎng)電價。根據(jù)2014年6月國家發(fā)改委下發(fā)的《關于海上風電上網(wǎng)電價政策的通知》,2017年以前投運的潮間帶風電項目含稅上網(wǎng)電價為每千瓦時0.75元,近海風電項目含稅上網(wǎng)電價為每千瓦時0.85元;2017年及以后投運的海上風電項目,將根據(jù)海上風電技術進步和項目建設成本變化,結合特許權招投標情況另行研究制定上網(wǎng)電價政策。
據(jù)了解,目前主管部門傾向于在2017年之后繼續(xù)維持這一上網(wǎng)電價水平。
據(jù)中廣核新能源江蘇分公司總經(jīng)理孫擴業(yè)介紹,如東項目如果經(jīng)營得好,能夠保持11%左右的收益率,如果發(fā)生極端事件或是風機損壞,預計達到8%以上。
此外,有多位風電業(yè)內人士對澎湃新聞說,目前中國海上風電法律法規(guī)與行業(yè)標準缺失,很多時候需要靠企業(yè)行為來推動標準的完善。以如東項目為例,資料顯示,早在2007年,該項目就獲得了國家發(fā)改委路條,2009年簽訂開發(fā)協(xié)議開始測風,2013年才取得國家發(fā)改委核準批復文件。海上風電整個前期工作需要開展用海預審、海洋環(huán)評、海纜路由調查、通航安全論證等多個環(huán)節(jié),所涉部門除了發(fā)改委、能源局外,還包括海洋、漁業(yè)、環(huán)保、軍事等。
對此,中廣核新聞發(fā)言人黃曉飛在發(fā)布會上表示,作為國家示范項目,如東項目投運后,也將為中國海上風電發(fā)展的行業(yè)標準制定、上網(wǎng)電價確定等提供重要參考。
責任編輯:電改觀察員
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