离岸70公里,向海争风

本刊记者 贾璇

站在山东烟台岸边极目远眺,只见海天一色。就在70公里外的黄海海域,42台“海上大风车”迎风转动,将源源不断的绿色电力通过近百公里的海底电缆悄然送回陆地。

这里是我国水深最深、山东省离岸距离最远的海上风电项目——华能山东半岛北L场址海上风电项目。4月7日,这个总装机容量504兆瓦,年发电量17亿千瓦时的项目正式并网发电,标志着我国商运海上风电在深远海领域实现新突破。

新突破体现在“双50+”,即水深超过50米,离岸距离50公里以上。这在海上风电领域极具分量。过去,我国海上风电项目主要分布在近海30公里左右的区域。

近日,记者专访该项目总工程师王金寿,听他讲述中国科技工作者“向海争风”的创新故事和硬核实力。

“双50+”的突破:从近海到深远海

“十五五”规划纲要明确提出,将在渤海、黄海、东海、南海海域建设海上风电基地,规范有序推进深远海风电开发,海上风电累计并网装机规模达到1亿千瓦以上。

“我国近海资源开发已经日趋成熟,过去海上风电项目主要分布在近海30公里以内、水深30米左右的区域,但近海海域内多有养殖、航路等功能区划的限制,空间规划难免受到影响。”王金寿说,向深远海拓展是大势所趋。

挺进深蓝,挑战显而易见,他算了一笔账:离岸距离远,海缆长度就要增加,造价水涨船高;水深增加,风机的基础导管架尺寸和用钢量也大幅增加。这两项都是增加投资的“大头”。但深远海也有“甜头”,离大陆架远,风资源较近海更为丰富、稳定‌。让风车从近海走向深远海,既是资源禀赋的必然选择和技术能力的自然延伸,也是全球趋势。

山东半岛北L场址海上风电项目,正是这一趋势下的标志性成果。该项目并网发电后,整个项目42台风机,年发电量17亿千瓦时,换算成煤电可节约标准煤50万吨。一台风机一年发3800万度电,能满足1万多户家庭一整年的用电量。

值得一提的是,该项目离岸70公里,水深52到56米。“这是当前国内已投运、成规模商运的海上风电项目中,扎得最深的。”王金寿自豪地说。

他将双“50+”的核心难点概括为“远、深、险”。“远”指距离远,离岸70公里,长距离施工、海缆铺设、运维保障都面临巨大挑战;“深”指水深度大,52至56米水深对风机基础、安装船的适应能力提出极高要求;“险”指海况险,该海域受季风、台风、强对流天气等多重因素影响,一年中可作业窗口期非常有限。

对此,项目采用了两个新设计。

一是四桩导管架基础。王金寿介绍,“以往项目大多采用单桩结构,但深海条件不同,四桩导管架基础相当于给风机搭起‘四条腿’的钢架底座”。通过桁架结构牢固地连在一起,大幅提升基础的整体刚度和抗倾覆能力,有效应对深远海复杂地质和极端海况的挑战。同时,这“四条腿”还特别长,最高可达83.9米,为国内同类型最高。

二是采用了海底“超长”海缆。铺设长度达到95.6公里,相当于从北京到天津。“据我了解,这应该是全球最长的220千伏交流海缆。”他介绍,随着深远海开发不断深入,交流海缆已做到了极致,再远就要采用直流方式。“几年前,我做第一个海上风电项目时,铺设30多公里的海缆就觉得很远,难度很大;现在则可以铺设90多公里,可以说变化是巨大的。”

王金寿说,从这两点就可看出,虽然欧洲的海上风电发展比我们早,在深远海也有项目,但我国海上风电产业正在全球范围内构建新的竞争优势。

70公里外,如何“深海穿针”

设计创新之外,施工环节同样面临重重考验。在沉桩现场,如何把“四条长腿”稳稳地扎在70公里外的深海无疑是难点之一。“我们都知道三角形相对稳固,比较好控制,但要在一个立体角度精准确定四个点,偏差稍大一些,现场就会出现放不进去的情况。”面对挑战,王金寿有着自己的心得,“功夫下在事前,只要加工和安装精度达到要求,施工时就能水到渠成。”

他进一步详解,做近海项目时,测量信号可以从陆上基准点导到海上的固定岛屿,再覆盖到施工范围。但到了70公里外的深远海,周边没有任何岛屿,很难确定基准定位。

如何测量定位?答案,在天上。

“我们采用了北斗卫星系统。”王金寿介绍,在施工平台上,团队提前放置了三个传感器,通过北斗系统定位四桩导管架的位置,精准度可达“毫米级”。

另一关键是海缆铺设。为了穿越近岸段的海洋生态保护区,施工团队利用定向钻从地下十几米深处打一个隧道,再把海缆从管里拖过去。以往,这个环节都是在施工船上设基站引导钻头,但船在海上晃来晃去,信号也跟着晃,路径容易跑偏。

“这次我们用上了无人机,在空中悬停提供稳定的运行轨迹,使引导精度从原来的米级提升到厘米级。”王金寿说。

除了施工方式的更新,施工装备也在“全面升级”。据介绍,以前用的浮吊船吊重能力大多为1000吨、1600吨,现在用的是4000吨甚至万吨级。海缆铺设船从5000吨载重发展到1万吨,单次铺设能力可达60公里。项目还优化了施工吊架,吊钩每完成一次起落需要1—2个小时,增加了调平机构后,使得原来三五次才能调平,现在一次完成。

“我能够直观感受到,我们国家的海上风电发展是全方位的。”王金寿说,正是借助新技术和方式,该项目的沉桩时间再创突破,从48个小时压缩到29个小时。

同时,国产化率的快速提升也令他感叹。据介绍,山东半岛北L场址海上风电项目风机零部件的国产化率已达到90%以上。“以前轴承、齿轮箱这些需要进口,现在慢慢都国产化替代了,而且质量稳定、运行可靠。”

向更深更远进发

放眼全球,深远海可谓“蓝海”。世界银行数据显示,全球可用的海上风能资源超过710亿千瓦,其中深远海占比超过70%,但目前开发利用率尚不足0.5%。

国家能源局最新数据显示,截至2026年2月底,全国风电装机容量达6.5亿千瓦,同比增长22.8%。其中,海上风电累计并网装机超过4700万千瓦,已连续5年位居全球首位。我国海上风电累计装机占全球总装机的一半以上。

“我国深远海开发潜力巨大,前景值得期待。”王金寿认为,深远海特别适合大规模基地化开发。结合综合能源岛,搞绿电制氢、制醇、制氨,未来在海洋能源领域会有更全面的应用。

预测显示,到2030年,我国海上风电总装机将达到2亿千瓦,总投资规模达2.6万亿元,带动产业链总产值超20万亿元。

“国家提出海洋强国战略,我对此充满信心。”他提到,海上风电快速发展离不开人才支撑,特别需要海工、电气、工程管理等多学科交叉的人才,更需要有创造力、能沉下心来解决实际问题的年轻人。

海上风起绿电来。站在绵延的海岸上,王金寿望不见70公里外的“海上大风车”。但每当华灯初上,万家灯火亮起,他总会想起那些与风浪为伴的日子。也正是中国海上风电人的勇气与坚守,让深远海的风,变成了点亮千家万户的光。


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