御風而行逐深藍——全球首臺16兆瓦海上風電機組并網發電的背后

原標題：御風而行逐深藍（主題）

——全球首臺16兆瓦海上風電機組并網發電的背后（副題）

記者 董建國 林善傳?

一臺16兆瓦的海上風電機組，有多大？

——單支葉片長123米，能夠同時容納300個成年人并肩站立，葉輪掃風面積約5萬平方米，相當于7個標準足球場。

一臺16兆瓦的海上風電機組，能發多少電？

——滿發風速下，每年可輸出超過6600萬千瓦時的清潔電能，能夠滿足3.6萬戶家庭一年的生活用電。

7月19日，全球首臺16兆瓦海上風電機組在福建北部海域順利完成并網發電。這是目前全球范圍內單機容量最大、葉輪直徑最大、單位兆瓦重量最輕的風電機組。

協同、創新、突破，中國海上風電裝備正為全球行業發展樹立新標桿。

百米高空“穿針引線”

記者從福州長樂松下港乘船出發，經過兩個多小時航行，寬闊蔚藍的海面上，陣陣海風勁掠而過，一臺白色巨型風車正在展翼“捕風”。

機組吊裝現場。記者 林善傳 攝

據長江三峽集團福建能源投資有限公司執行董事、黨委書記雷增卷介紹，16兆瓦風電機組輪轂中心高度152米，約相當于一座52層大樓的高度；機艙、發電機組合體重達385噸，相當于190臺越野車的重量；單只葉片重54噸，葉輪掃風面積約5萬平方米。

這樣的龐然大物，是如何穩穩地立在海上的？

負責現場施工的中鐵大橋局平潭外海海上風電場項目經理程細平說，這里常年風高浪急、海況惡劣，施工作業本就困難重重。再加之海上大兆瓦風機的尺寸和重量，都遠高于陸上風機，更為裝機帶來挑戰。

“葉片長度123米，是目前全球最長的葉片。”程細平說，在吊裝時需要將每支葉片的直徑為42毫米的176顆螺栓同時插入直徑為45毫米的螺栓孔里面，實現葉片與輪轂精準對接，這堪稱百米高空中的“穿針引線”。

工欲善其事，必先利其器。為確保風機安裝任務順利完成，施工方從廣東沿海調來由三峽集團投資建造的全球首艘2000噸級海上風電安裝平臺——“白鶴灘”號。

“穩是在百米高空進行吊裝作業的關鍵，任何一絲晃動對于吊裝作業來說都有可能產生嚴重的影響。”三峽物資招標公司“白鶴灘”號技術負責人王懷剛說，“白鶴灘”號海上風電安裝平臺可將120米高的樁腿插入海底，牢牢站立在海上作業點，通過馬達發力將平臺升至海面上方，在施工時穩如磐石，從而完成毫米級高精度吊裝。

為了搶抓施工窗口期，吊裝工作必須爭分奪秒。王懷剛說，從6月23日開始，“白鶴灘”號海上風電安裝平臺上的100多位工作人員就日夜奮戰，采用分體式吊裝的辦法，分別安裝風電機的塔筒、機艙、發電機、輪轂和葉片。

6月28日14時30分，經過30多個小時不間斷的葉片安裝，16兆瓦海上風電機組成功吊裝。

關鍵核心部件全面國產化

業內認為，這臺由三峽集團與金風科技聯合研發的16兆瓦海上風電機組，標志著中國海上風電在高端裝備制造能力、深遠海海上風電施工能力上實現重要突破，達到國際領先水平。

“這臺機組在關鍵核心部件上實現了全面的國產化。”雷增卷說，長期以來，我國海上風電裝備國產化水平較低，尤其是核心部件主軸承、超長葉片長期對外依賴。此次在風機主軸承、葉片和傳動鏈等方面實現重大突破。

“主軸軸承是風電機組核心部件，素有風電機組心臟之稱。”三峽集團福建公司工程管理部負責人周興政說，此前由于主軸軸承技術壁壘高，風機主軸軸承主要依賴進口。此次金風科技聯合洛陽軸承協同創新，歷時9個多月，外徑可達3.2米的主軸軸承順利下線交付，實現了國產替代。

周興政說，為保證軸承符合工藝要求，研發團隊冒著高溫全程跟蹤軸承的熱處理過程，順利實現軸承裝配一次成功，軸承尺寸精度和旋轉精度達到P5級較高精度，為主軸軸承的國產化積累了寶貴經驗。

葉片研發、生產，也是一個重要的突破點。牽頭葉片研發的金風科技研發中心工程師袁淵說，對于123米長的這樣一個“巨無霸”，既能抗彎，還要足夠輕質、可靠性好，這對葉片的材料、設計和加工工藝等提出了更高要求。

在葉片加長的基礎上，如何減重？袁淵介紹說，超長的葉片使得以往的玻纖和樹脂材料無法滿足需求，經過多次試驗后，葉片的內部主梁結構首次采用碳纖維材料，重量減輕了20%。

一次次試驗、一項項對比……歷時一年多技術攻關，16兆瓦海上風機葉片終于成形，通過測試。

大塊頭更有大智慧。“機組全面實現了數字化和智能化。”袁淵說，遍布整機的數百個傳感器和機艙上的激光雷達可以感知溫度、濕度、風速等信息，數字化跟蹤機組的運行狀態，在惡劣氣象條件下，還能通過機組自身的智慧“大腦”，進行風機角度、功率的調節。

“大兆瓦機組可以有效減少同等裝機規模的風機數量，節約海域使用面積，是當前海上風電降本增效的重要途徑。”雷增卷說，16兆瓦海上風電機組的安裝推廣，將有效降低海上風電項目度電成本、提高項目收益率，具有顯著的行業引領示范作用。

“海上風電是典型的鏈條式產業。16兆瓦風電機組擁有上萬個零部件，這離不開上下游產業鏈的支撐。”金風科技股份有限公司總裁曹志剛說，這充分展現了中國風電產業在技術創新、供應鏈協同、工程能力、實驗測試等方面的綜合實力，為全球海上風電發展樹立了全新的標桿。

海上風電挺進深遠海

業內認為，16兆瓦機組的成功應用，標志著我國風電裝備產業實現了從“跟跑”到“并跑”再到“領跑”的歷史性跨越。

“過去國內海上風電開發由于起步晚，在人才、技術、標準等各方面都與國外存在很大差距。”雷增卷說，依靠強大的自主創新，中國風電產業實現了海上風電產業鏈核心技術突破和海上風電裝備制造的產業化、國產化。

“中國的風電產業鏈從小到大、從弱到強。”曹志剛說，上下游互相交織的開放性合作，不僅推動全行業向大兆瓦海上風機升級，還讓創新技術在更多的下游實踐應用中不斷地完善，讓中國風電整機和配套供應鏈產品在全球風電市場上具有更強的競爭力和吸引力。

當前我國風電裝機規模已穩居世界首位，風電早已成為我國重要的電力來源。業內認為，隨著我國大容量海上風電機組的技術進步和商業化進程，我國海上風電前景廣闊，已經從淺海向深遠海挺進。

“當前，深遠海已成為海上風電布局的新方向，技術創新助推海上風機進入‘大’時代。”中國能源研究會特邀副理事長鐘俊表示，隨著海上風電從探索期、培育期進入到高速的發展期，海上風電布局也從近淺海逐步向深遠海挺進，在關鍵技術和制造能力及應用領域等方面不斷進步。

在“雙碳”目標指引下，全球能源結構重塑，海上風電成為我國推進能源轉型的重要抓手。

“海上風電具有產業鏈長、技術含量高、產業規模大等特點。我國擁有豐富的海上風能資源，海上風電作為我國實現‘雙碳’目標的重要支撐，具有良好的發展前景。”中國可再生能源學會風能專業委員會秘書長秦海巖說，在新舊動能轉換和經濟社會轉型發展中，綠色、便宜的風電將發揮越來越重要的基礎支撐作用。

風從海上來，潮起正揚帆。今天，中國的海上風機在更廣闊的海域安家落戶，繼續著變海風為能源的努力。