葉凡：海上風(fēng)電需要關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新

明陽智慧能源集團股份公司副總裁葉凡：如何通過新型能源解決人口的增長給糧食安全和能源安全帶來的挑戰(zhàn)?“海洋面積占全球71%，生物量占全球80%，可再生能源占全球能源總量70%，解決以上挑戰(zhàn)，我們需要通過關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新深度挖掘海洋儲藏的“綠色電源”和“藍色糧倉”，拓展海洋能源的價值邊界。”明陽智慧能源集團股份公司副總裁葉凡在未來能源大會演講時給出了他的答案。

過去十年全球海上風(fēng)電發(fā)展迅速，而隨著近海資源開發(fā)趨于緊張，深遠海因風(fēng)資源條件優(yōu)、開發(fā)潛力巨大、前景廣闊而備受關(guān)注。但同時仍面臨成本高、施工難、傳輸遠的問題，這需要我們持續(xù)進行關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新解決挑戰(zhàn)。

作為海上風(fēng)電的引領(lǐng)者，明陽智能深耕海上風(fēng)電十余年，持續(xù)以自主技術(shù)創(chuàng)新為突破口，緊密結(jié)合智慧能源技術(shù)，實現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)自主可控，把創(chuàng)新主動權(quán)、發(fā)展主動權(quán)牢牢掌握在自己手中，致力于實現(xiàn)整個行業(yè)的長遠發(fā)展，更希冀通過自主創(chuàng)新助推中國海上風(fēng)電真正成為具有國際競爭力水平的產(chǎn)業(yè)。

在多學(xué)科一體化仿真技術(shù)方面，海上風(fēng)電是空氣動力學(xué)、彈性力學(xué)、材料科學(xué)、流體力學(xué)、電力電子等多學(xué)科交叉的系統(tǒng)科學(xué)，其得以發(fā)展需要以上各行各業(yè)的支撐。以大型葉片研發(fā)為例，高強度的碳纖維的使用應(yīng)用涉及材料科學(xué);捕獲風(fēng)能的能力涉及流體力學(xué);發(fā)電機和齒輪箱涉及機械傳動。同時既要保證剛度，又要創(chuàng)新工藝和核心技術(shù)，還要實現(xiàn)效率。很多未知的領(lǐng)域需要行業(yè)共同探索。

在深遠海漂浮式風(fēng)電技術(shù)創(chuàng)新方面，明陽協(xié)同開發(fā)企業(yè)在行業(yè)率先投運單機5.5兆瓦全球首臺抗臺風(fēng)漂浮式風(fēng)機、單機7.25兆瓦國內(nèi)首臺“雙百”漂浮式風(fēng)機，自主研發(fā)了全球單體容量最大的漂浮式風(fēng)電平臺“明陽天成號”雙轉(zhuǎn)子漂浮式風(fēng)機，現(xiàn)已成為全球漂浮式風(fēng)電技術(shù)領(lǐng)航者。值得一提的是，明陽天成號在浮式基礎(chǔ)采用的超高性能混凝土材料，浮筒采用的“玻璃纖維外殼+XPS芯材+防護涂層材料”方案、翼型雙塔筒、雙主機、雙風(fēng)輪的設(shè)計，以及拉索系統(tǒng)的應(yīng)用等方面均為全球首創(chuàng)，走在了世界前列。

在海上風(fēng)電立體融合開發(fā)方面，明陽打造了中國首個“海上風(fēng)電+海洋牧場”示范項目，建成全球首臺“導(dǎo)管架+網(wǎng)箱養(yǎng)殖”風(fēng)漁一體化智能裝備，并持續(xù)創(chuàng)新“海上風(fēng)電+海水制氫”、“海上風(fēng)電+”海洋能源系統(tǒng)解決方案，為海洋經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展貢獻力量。同時明陽正在打造海上能源島，打造風(fēng)能、氫能、海上光伏、海水淡化、儲能等多種能源或資源集成的海上“能源島”重大示范工程，為沿海城市同時提供高質(zhì)量、低成本、無污染的電、氫、淡水資源。

在抗臺風(fēng)風(fēng)機研發(fā)方面，明陽已攻克了多項臺風(fēng)區(qū)海上風(fēng)電的世界級難題，實現(xiàn)了全球抗臺風(fēng)風(fēng)電技術(shù)引領(lǐng)。截至2023年，已有超過2000臺明陽風(fēng)機在我國東南沿海等臺風(fēng)區(qū)域運行，這些風(fēng)機先后經(jīng)歷了數(shù)十場不同等級的臺風(fēng)，最大臺風(fēng)等級達到18級。同時，基于海量的臺風(fēng)區(qū)風(fēng)機運行數(shù)據(jù)，以及多年的持續(xù)深入研發(fā)，明陽全面分析臺風(fēng)的風(fēng)速風(fēng)向、湍流強度、風(fēng)切變、陣風(fēng)系數(shù)、機組運行狀態(tài)等，將研究成果融入到MySE系列風(fēng)機的抗臺性能設(shè)計中。通過多年的積累，明陽已成為行業(yè)內(nèi)掌握臺風(fēng)風(fēng)場實際運行數(shù)據(jù)最多的公司。

在柔性輸電產(chǎn)品研發(fā)方面，采用柔性直流輸電技術(shù)可以更好助力于我國深遠海風(fēng)電的高質(zhì)量開發(fā)，進一步覆蓋微電網(wǎng)互聯(lián)等柔性直流輸電領(lǐng)域。立足于明陽集團旗下公司設(shè)計平臺的UPHVDC-±525/2000柔性直流輸電換流閥及閥控裝置，是在已有高壓大功率無功補償及變頻器成功研發(fā)應(yīng)用經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，采用當(dāng)前先進的電力電子相關(guān)技術(shù)，以換流閥可靠性為目標(biāo)設(shè)計而成，成功通過了柔性直流換流閥所有型式試驗。該產(chǎn)品的研制成功，標(biāo)志著我國已經(jīng)獨立掌握了高壓大容量的柔性直流輸電關(guān)鍵技術(shù)，成功具備成套供貨大容量柔性直流輸電換流閥能力。

在技術(shù)快速迭代、產(chǎn)業(yè)不斷成熟的當(dāng)下，我國海上風(fēng)電已具具備規(guī)?；_發(fā)建設(shè)的基礎(chǔ)，同時正在肩負支撐海洋能源高質(zhì)量發(fā)展和碳達峰、碳中和目標(biāo)的率先實現(xiàn)的重任，唯有不斷地進行技術(shù)創(chuàng)新和模式創(chuàng)新，同時形成全產(chǎn)業(yè)鏈融合共贏，才可以擔(dān)當(dāng)大任，為構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)提供持久動力。