- 來源：中國船舶報
- 發(fā)布時間：2024-05-22
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來源：中國船舶報（2024年5月22日）
記者鄺展婷
海上風電雖然是可再生能源，但是在整個運輸、制造、建設、運營、報廢的生命周期中，為經(jīng)濟社會系統(tǒng)提供能量服務的同時，同樣會產(chǎn)生廢氣、廢水、固體廢棄物等污染物。作為經(jīng)濟社會系統(tǒng)各個部門協(xié)作的產(chǎn)物，海上風電是整個經(jīng)濟社會系統(tǒng)中的一部分，無法獨立于經(jīng)濟社會系統(tǒng)的資源、能源與環(huán)境管理之外。
據(jù)悉，預計2024年我國海上風電發(fā)展將繼續(xù)呈現(xiàn)加速趨勢，未來三年國內(nèi)海上風電裝機復合增速有望超過40%。讓海上風電產(chǎn)業(yè)不僅產(chǎn)出綠色電能，也實現(xiàn)自身的綠色發(fā)展，是擺在行業(yè)面前的挑戰(zhàn)。
提高裝備全生命周期綠色水平
如果要分析評價海上風電項目的物質(zhì)流動，裝備部分無疑是最重要的大宗輸入物質(zhì)之一，包括風電機組的基礎、塔筒、風機、葉片，也包括施工、運維船舶裝備等。作為身處綠色能源行業(yè)之中的裝備制造企業(yè)，我國相關企業(yè)在“制造綠色產(chǎn)品、施行綠色制造”方面的認識也走在了前列。
2023年，中國船舶集團有限公司旗下中船海裝風電股份有限公司開展了H220-8MW海上機組基于全生命周期的碳足跡排查，獲得了該機型碳足跡證書。該公司還構(gòu)建開發(fā)了面向大型風機裝備生命周期的綠色設計信息數(shù)據(jù)庫及基于LCA的大型風電裝備綠色設計決策支持工具，使產(chǎn)品及其制造過程對環(huán)境的總體負面影響減到最小。
通過排查明晰產(chǎn)品的碳排放強度，可以為產(chǎn)品銷售及出口提供碳排放數(shù)據(jù)支持，同時提前關注產(chǎn)品的環(huán)境屬性，應對未來可能的綠色貿(mào)易壁壘。同時，抓住降低產(chǎn)品碳排放這一抓手，也能更好地控制產(chǎn)品成本，實現(xiàn)更低的度電成本。目前，東方電氣風電股份有限公司、中車永濟電機有限公司、金風科技股份有限公司、遠景科技集團等風電行業(yè)企業(yè)均開展了產(chǎn)品碳足跡相關評估和研究。
輕量化也是風電裝備行業(yè)的技術(shù)發(fā)展趨勢。裝備輕量化不僅是降低成本的一個手段，對裝備全生命周期來說，也意味著安裝難度更低、施工成本更低，是實現(xiàn)“平價風電”的有效舉措。在業(yè)內(nèi)，中船海裝研究應用了大型風電裝備核心大部件輕量化設計、模塊化/可拆卸/再制造設計等綠色設計關鍵技術(shù)；明陽智慧能源集團股份公司為20兆瓦海上機組配套的葉片采用全新一代碳纖維材料，結(jié)合獨特的結(jié)構(gòu)分布，實現(xiàn)了葉片的超輕量化。
提升海洋能源利用率
海洋能能源密度較低，是海洋能開發(fā)利用面臨的一大難題。廣東海洋大學海洋工程與能源學院教授凌長明提出，要加強海洋能收集、轉(zhuǎn)化、傳遞的技術(shù)研究，提高能源利用率。如海流能，就應全面利用橫向波和縱向波、表層和淺層海洋能。
業(yè)內(nèi)專家進一步提出，海洋能源的利用應朝立體式規(guī)劃、多能協(xié)同融合的方向發(fā)展。如空中的風能，洋面的光能，水下的潮汐能、波浪能，深水區(qū)的鹽差能、溫差能，可以根據(jù)相應海域的具體自然條件，立體式規(guī)劃布置海洋能源的綜合利用。此外，還可以結(jié)合海上風電制氫、制氨等技術(shù)，實現(xiàn)新型儲能和能源消納，將其作為規(guī)?；l(fā)展的方向。中海油研究總院有限責任公司水合物和海洋資源戰(zhàn)略研究中心主任、首席工程師李清平指出，海上新能源多能協(xié)同融合會成為規(guī)?；谋厝贿x擇，風電、海洋能、光伏、制氫等多種能源協(xié)同開發(fā)利用會成為下一階段研究的熱點。
在具體的運維環(huán)節(jié)，智能技術(shù)也可以對提高能源利用率起到至關重要的作用。明陽集團開發(fā)的場群尾流WMC控制技術(shù)，應用后可使整場風機發(fā)電量提升3%。目前多家企業(yè)、高校和院所都開展了智能運維技術(shù)的研究，包括中山大學海洋工程與技術(shù)學院開發(fā)的面向控制目標的風力機尾流高精度三維數(shù)值模擬平臺、中國能源建設集團廣東省電力設計研究院有限公司開發(fā)的海上風電智能運維決策平臺、南方海洋科學與工程廣東省實驗室（湛江）開展的海上風機故障診斷預警研究、中船海裝的智能運維平臺和智能化場控平臺等。
提前規(guī)劃裝備退役技術(shù)
海上風電場的壽命周期一般為25年，以我國海上風電場的投產(chǎn)時間計算，最早一批投產(chǎn)的海上風電場將于2035年左右進入退役階段。參照國外風電行業(yè)當前面臨的退役風場拆解成本、廢棄成本等問題，提前進行海上風電拆解退役技術(shù)研究并非杞人憂天。
在中國能源建設集團廣東省電力設計研究院有限公司主辦的“發(fā)展綠色能源、打造藍色糧倉———海洋能源與海洋牧場創(chuàng)新技術(shù)研討會”上，中國科學院廣州能源研究所能源戰(zhàn)略研究中心主任、研究員蔡國田介紹，退役新能源器件循環(huán)利用技術(shù)包括退役風機葉片熱處理與纖維材料回收成套技術(shù)，退役鋰電池智能拆解、清潔熱轉(zhuǎn)化、物理修復再生及精深高值化利用技術(shù)，退役光伏組件熱解—分離—循環(huán)一體化處置裝備等。據(jù)悉，目前廣州能源所正在籌備建立退役新能源器件循環(huán)利用研發(fā)平臺，以退役儲能系統(tǒng)、光伏組件、風電機組葉片為對象，目標是形成涵蓋基礎研究、技術(shù)開發(fā)、裝備研制和技術(shù)測試驗證的全鏈條綜合性研發(fā)平臺。
蔡國田指出，海上風電部門作為整個經(jīng)濟社會系統(tǒng)的一部分，對其物質(zhì)流分析與全生命周期的評價應從物質(zhì)資源承載的各類生產(chǎn)活動與生活服務出發(fā)，兼顧產(chǎn)品與服務整個生命周期過程中的環(huán)境影響，實現(xiàn)全社會各個部門資源、能源與環(huán)境足跡準確刻畫，才能更加準確地計量海上風電在經(jīng)濟社會活動過程中的資源循環(huán)、能量消耗與環(huán)境污染等核心物理量，形成基礎數(shù)據(jù)庫。
中國能源建設集團廣東省電力設計研究院有限公司副設計總工程師譚任深介紹，該院下一步的研究規(guī)劃就包括構(gòu)建海上風電數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟生態(tài)圈，以海上風電大數(shù)據(jù)中心為數(shù)字樞紐，將政府監(jiān)管機構(gòu)、投資方、設計咨詢方、制造方、高?？蒲性核认嚓P方連接起來，打造共享、共商、共建的海上風電產(chǎn)業(yè)數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)，為海上風電行業(yè)提供全生命周期的智慧解決方案。
