海上風電走向深海的“利器”

來源:電力大數據

隨著海上風電技術的發展,其成本正在逐步下降,這也使得海上風電從近海、淺海逐漸向遠海、深海過渡。相較於陸上風電,較高的成本和安裝的複雜性對於海上風電目前發展來說仍是一個相當大的挑戰。

近年來,海上漂浮式風電熱度持續升溫,各大能源企業紛紛在此領域佈局。事實上,一些歐美國家早在約二十年前就已經開始開發用於海上承載風機的浮動平臺結構。與傳統的海上風力發電裝置不同,浮動式風力發電機組不需要在海底打樁再架起來,而是將其建在浮動平臺結構上,由錨泊系統固定在海床上,它們之間會利用電纜連接,最終通過一條輸出電纜將產生的電力輸送到陸上電網。

全球風能理事會統計數據顯示,截至2019年底,全球共安裝了65.7兆瓦的漂浮式海上風機,分佈於英國、日本、葡萄牙、挪威和法國。

海上風電走向深海的“利器”

全球海上漂浮式海上風電項目累計裝機(2009-2020)

海上風電走向深海的“利器”

全球完成或在建漂浮式海上風電項目

行業調查數據顯示,在迄今為止的示範活動的基礎上,有一系列的試點項目將進一步展示漂浮式風電的設計技術和商業可行性,以及作為支撐基礎設施和組件技術。目前,漂浮式風電主要發展區域仍集中在歐洲,美國和日本有部分示範項目。

海上風電走向深海的“利器”

即將進行的試點項目

根據Carbon Trust新發布的“浮動式風電聯合產業項目”(JIP)第二階段摘要報告中的預測,到2040年,全球預計將安裝70吉瓦的浮動式海上風電。

報告指出,目前,雖然歐洲已有少量漂浮式海上風電示範項目,但尚無大型漂浮式海上風場。技術挑戰仍然存在於四個主要領域:渦輪機需求和基礎擴展;以及重型升降機海上作業;動態輸出電纜;監控和檢查。儘管面臨這些挑戰,但報告得出結論認為,浮動式風電技術具有巨大的增長潛力。

其中,部分企業已經憑藉自身優勢走在了前列:

海上風電走向深海的“利器”

挪威石油和天然氣集團成立於1972年,是世界上最大的原油供應商之一和天然氣供應商。2018年將Statoil更名Equinor並啟用新LOGO,轉型可再生能源。Equinor是全球首個漂浮式海上風電商業項目Hywind Scotland的開發商,該項目由五臺6MW風電機組成,總裝機容量30MW,可為約36,000家英國家庭供電。2019年11月,Equinor公司公佈,將投資約5.5億美元建造全球首個為石油平臺供電的海上漂浮式風電項目Hywind Tampen。

自2018年建成以來,Ideol 2MW Floatgen漂浮式試驗風機已高效運行了2年。根據該企業公佈的信息顯示,Ideol阻尼池漂浮式基礎,是一種混凝土重力基礎技術(CGF),充分利用混凝土及其所依賴的水泥的柔韌性和強度,可以最大限度降低成本,捕獲遠海風能,且混凝土基礎比鋼製基礎更低碳。全球80%以上的海上風能資源位於60m以上的深度,Floatgen項目估計,到2030年,法國的漂浮式海上風電裝機可達6GW,可替代3.6個核電廠。

上述企業只是冰山一角。英國政府支持的研發機構ORE Catapult早前就宣佈聯合全球10家能源巨頭組成漂浮式海上風電卓越中心(FOWCoE),共同推動漂浮式海上風電商業化。這10家能源巨頭為殼牌、道達爾、法國電力、Equinor(原挪威石油)、葡萄牙電力、ESB、Mainstream、ScottishPower Renewables、SSE Renewables、OWPL。

全球風能理事會(GWEC)宣佈與行業內多家重點企業及機構成立專門工作組,以推動漂浮式海上風電的發展。

根據目前已規劃的項目,GWEC預測到2030年將會有6.2吉瓦的漂浮式海上風機投入使用,但如果相關成本下降的趨勢加快,屆時的裝機有可能達到19吉瓦。

漂浮式海上風電工作組主席Henrik Stiesdal說:“隨著多個項目在全球各市場的落地,漂浮式風電的發展正迎來轉折點。我們要整合多方力量,分享來自不同市場的經驗,只有加快技術進步實現成本下降,才能確保產業的成功。這個工作組將成為重要的交流平臺,為新市場提供最佳實踐,以保證這個全新領域的潛力得到充分的發掘。”

GWEC首席執行官Ben Backwell補充道:“海上風電是能源轉型的重要驅動力,行業內預計到2050年全球海上風電裝機將達到1400吉瓦。開發漂浮式風電是實現這個目標的關鍵一環,因為這項技術讓深水海域也能安裝風機,從而使得可利用風資源提高了十倍。我們很高興地看到建設了全球第一個漂浮式風電項目的Henrik Stiesdal將領導這個工作組,相信通過他及工作組其他成員的經驗和遠見,我們能夠解決漂浮式風電領域所面對的緊迫問題,從而為海上風電的發展掀開一個新的紀元。”

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