從養(yǎng)魚到造船,海上風電的一萬種卷法
從增量市場看,海上風電是一塊很大的蛋糕。特別是我國陸上、近海風資源開發(fā)已相對成熟,深遠海范圍廣闊且風資源穩(wěn)定優(yōu)質(zhì),成為當下競逐方向。
當風電邁向深遠海,一些企業(yè)不僅做風電設(shè)備,還瞄上海洋資源的綜合利用。
“
一邊海風發(fā)電,一邊深海養(yǎng)魚
”正成為現(xiàn)實。 在明陽集團的展位上,一個名為“綜合能源島”的裝置引起我們的注意。這座圓形小島上,包含深遠海漂浮式海上風電、海洋牧場、海水制氫、波浪發(fā)電等海洋經(jīng)濟的融合開發(fā)形式。 其中,“海洋牧場”的概念非常亮眼。與傳統(tǒng)海上風機構(gòu)造不同的是,這臺風機結(jié)合
導管架基礎(chǔ)與養(yǎng)殖網(wǎng)箱
,讓風機塔架包圍起來的地方形成一個“天然養(yǎng)殖區(qū)”。 據(jù)介紹,今年8月,明陽智能研發(fā)的全球首臺“導管架風機+網(wǎng)箱”風漁融合一體化裝備“明漁一號”已在廣東陽江海域完成安裝。結(jié)合網(wǎng)衣系統(tǒng)和智能漁業(yè)系統(tǒng),當?shù)赝斗帕耸唪~、金鯧魚等魚種進行養(yǎng)殖,有效解決近岸養(yǎng)殖空間受限、海域污染、資源荒漠化等難題。 “預計下個月,第一批金鯧魚就成熟了,這是真正在低碳環(huán)境中孕育出來的深海魚?!泵麝栒古_工作人員介紹。
明陽展出的“綜合能源島”,背后視頻正在介紹“海洋牧場”。圖源:作者拍攝 除了可以吃的魚,還有真正能
檢測風機健康的“電子魚”
。 在博雅工道(北京)機器人科技有限公司的展臺上,我們發(fā)現(xiàn)了海上風電運維的“電子魚”。這家專門研究水下機器人的公司,其創(chuàng)始團隊來自北京大學智能仿生實驗室,起初是做消費級仿生產(chǎn)品為主,后來在B端發(fā)現(xiàn)了更廣闊的市場。 公司研發(fā)的水下機器人將水下攝像、聲吶、定位和機器人操作平臺相結(jié)合,可以對海上風電場樁基等水下結(jié)構(gòu)狀況進行直觀檢查,還可搭載機械臂、切割裝置、清洗裝置等作業(yè)工具,以滿足海上工程作業(yè)需求。
博雅工道輕型作業(yè)級水下機器人R-150。圖源:作者拍攝
為在海上占得一席之地,有的風電企業(yè)直接加入造船行列。
陸上風電搶裝潮時,市面上的吊裝設(shè)備一度緊缺,很多項目因此延遲交付。如今海上風電勢頭正盛,更多風電企業(yè)希望把握住安裝環(huán)節(jié)的主動權(quán)。 在金風科技的展臺上,一艘“大船模型”引來不少觀眾駐足。這臺模型展示的是金風科技與中天科技合作研制開發(fā)的金風海洋“中天31”1600噸自升式風電安裝平臺。 不同于安裝陸上風電的起重機,海上風電的安裝難度全方位升維:不僅把超長葉片、塔筒、發(fā)電機等大塊頭運至海上,還要在變幻莫測的海上環(huán)境里將其吊至高空。 展臺工作人員介紹,這艘海上安裝平臺采用“
碼頭裝載+運輸+儲存+起重
”一體化模式設(shè)計,具備20MW單機容量、320米葉輪直徑以上海上機組的吊裝能力。
圖源:視覺中國 金風科技展出的海上風電安裝平臺模型。 海上風電同樣帶火后運維市場,有企業(yè)選擇建造
海上風電運維船
。 當前我國海上風電的運維用船大多為傳統(tǒng)交通艇,雖然成本低、數(shù)量多,但在航速、功能豐富等方面存在明顯不足。對于海上風電運維母船,此前也一直由歐洲船廠所主導,國產(chǎn)化能力較弱。 上海電氣此次展示了海上風電SOV運維母船,這是亞洲制造的首批風電運維母船,并在今年9月正式下水。 據(jù)悉,運維母船配備動力定位系統(tǒng)、主動式波浪補償棧橋以及直流綜合電力推進系統(tǒng)、智能運維系統(tǒng)等,可以滿足約1個月的海上連續(xù)作業(yè)需求。
上海電氣展出海上風電SOV運維母船模型。圖源:作者拍攝 新場景、新材料,產(chǎn)業(yè)鏈向“綠”延伸 “現(xiàn)在還有不做儲能的風電企業(yè)嗎?風電龍頭加速集中,競爭格局相對穩(wěn)定,所以大家都在找新增長點?!币晃粎⒄股陶f。 36碳觀察到,一線風機整機廠商基本都帶來了自己的儲能產(chǎn)品,還有廠商向光伏、氫能等方向多線拓展。 遠景科技展出最新一代智慧液冷儲能系統(tǒng),從電芯、PCS、BMS、EMS到SCADA系統(tǒng)實現(xiàn)全棧級自研自制。 據(jù)悉,遠景展出的315Ah儲能專用電芯,循環(huán)壽命超過12000次,前1200次可實現(xiàn)近零衰減,推動度電成本下降超30%。20尺集裝箱的能量密度可達5MWh,減少40%的占地面積。
遠景展出最新一代智慧液冷儲能系統(tǒng)。圖源:遠景科技 將目光投向光伏和氫能的玩家也不在少數(shù),明陽智能就是同時跨界光儲氫的玩家之一。 明陽此次帶來了自主研發(fā)的
電解制氫裝備
,以及堿性電解制氫、PEM電解制氫及海水電解制氫等技術(shù)方案。這套水電解制氫裝備每小時產(chǎn)氫量可達2000標準立方米,完全國產(chǎn)化自主設(shè)計與生產(chǎn)制造。 “電解水制氫相當于就地進行綠電消納,解決棄風棄光的消納難題,并可作為化工產(chǎn)品或能源原料。另外,目前歐盟CBAM碳關(guān)稅范圍擴展至氫氣,意味著灰氫、藍氫將收取關(guān)稅,綠氫已成為該框架下的最佳選擇?!泵麝栒古_工作人員說。
明陽展出的電解制氫設(shè)備和解決方案。圖源:作者拍攝 展會中,風機全生命周期的環(huán)保屬性、可回收材料也成熱詞,
風機葉片x新材料
的技術(shù)碰撞輪番上演。 風機葉片越長,葉根將承受越大的載荷,直接影響風機運行安全。傳統(tǒng)風機葉片采用玻璃纖維復合材料,如今
碳纖維
作為一種高強度輕量化材料正在加速替代。 “
碳纖維葉片可進一步提升海上風電機組設(shè)計上限,甚至可支撐20兆瓦、300米葉輪直徑的機組開發(fā)。
”上海電氣風電集團解決方案總經(jīng)理黃軒近日在一場風電高峰論壇中指出。 在三一重能展區(qū),我們看到一個風機葉片的切片橫截面,碳纖維材料被用于葉片的主梁部分(即上端黑色部分),葉片內(nèi)部構(gòu)造是中空的,中間隔板則起到支撐作用。 展臺工作人員介紹,采用碳纖維材料之后,在保證同等強度的情況下,
一根葉片的重量就能減輕2噸,相當于減輕原重量的6%
。
三一重能采用碳纖維材料制成葉片。圖源:作者拍攝
當風機的全生命周期環(huán)境影響越發(fā)受到關(guān)注,風機回收也成為關(guān)鍵課題。
經(jīng)過數(shù)十年運行,我國大批風電機組開始步入“暮年”,我國即將迎來退役風電機組葉片回收處理的首個高峰期。 在中國中車的展位,幾包再生纖維材料、板材在眾多大部頭中顯得有些特別。
中國中車展出的再生纖維與板材應(yīng)用。圖源:作者拍攝 展臺工作人員介紹,這是
由廢舊葉片經(jīng)過切割、粉碎等工序制成的再生纖維
,之后可以再經(jīng)過篩分、打包封裝制成新的再生纖維產(chǎn)品。 據(jù)悉,目前這些再生纖維已在建筑工程、木塑及塑料制品實現(xiàn)利用,讓退役后的廢棄葉片還能再次發(fā)揮效用。 從技術(shù)本身來看,當大型化、智能化的風電機組已成行業(yè)共識,風電似乎步入一個成熟穩(wěn)定期,但這恰恰給行業(yè)更多思考空間去探索風電產(chǎn)業(yè)的融合發(fā)展。無論是更豐富的場景布局,還是更環(huán)保的新型材料應(yīng)用,風電的新故事將不斷向更多元化、精細化的方向延伸。