漂浮式海上风电没有弯道超车，只能奋起直追……

　　1978年，第一台真正意义的现代风力发电机矗立在丹麦大地上；12年后，1991年第一座海上风电场在同一个国家诞生；又18年过去了，也就是2009年，世界上第一台漂浮式风机才在挪威海域出现，容量为2.3MW；8年以后，时间来到2017年，全球第一座商业化漂浮式风场在苏格兰投产，取名Hywind，规模30MW……

世界第一台漂浮式风机

　　为了让取之不尽、用之不竭的风能更好地为人类服务，风机从陆地延伸到海洋；为了能够利用更深更远、风速更高的海域，风机基础从固定式发展为浮动式。30年过去了，一切都显得那么顺理成章，背后却是人类对清洁能源的渴望以及对科学技术孜孜不倦的探索……

　　据统计，截止目前，全球目前已运行的漂浮式示范风机或商业化项目，一共有9个，6个分布在欧洲，其中英国1个，挪威1个，法国1个，瑞典1个，葡萄牙1个（已拆除），西班牙1个，另外3个项目都在日本。

　　可以看出，全球最早研究漂浮式技术的公司和机构主要位于欧洲和日本，目前正在开发的示范项目也多集中于欧洲、日本、韩国和美国等地。但笔者注意到，漂浮式技术研究的早晚和固定式基础的成熟度并无必然联系，比如欧洲海上风电装机前三名的国家是英国、德国、丹麦，而漂浮式技术研究比较超前的国家却是法国（Ideol）、葡萄牙（Principle Power）、挪威（Equinor）以及亚洲国家日本（三菱）。即使世界上第一个商业化的漂浮式风场建在了苏格兰，可开发商和技术拥有者却是挪威石油公司。一方面他们想通过研究漂浮式技术实现海上风电技术和规模上的弯道超车，另一方面也由于这些国家特殊的海洋地质条件（比如水深更深、海床松软等）倒逼开发商不得不选择新的技术路线。

法国Ideol公司设计的Floatgen漂浮式风机

　　“一切不以大规模商业化为目的的浮式风机基础设计都是耍流氓”，虽然这不是现代风电之父Henrik Stiesdal的原话，但其创建Stiesdal公司并设计浮式风机的理念和目标正是如此。

现代风电之父Henrik Stiesdal

　　福特汽车很好地向工业界诠释了一项工业产品从诞生之初到规模化生产后成本急剧下降的道理。产业化和成本下降相辅相成，互相促进，形成良性循环。根据风电行业的经验，当装机规模达到300万到400万千瓦时，成本就会发生本质性的变化，漂浮式风电也不会例外！

　　世界上第一个浮式风场Hywind从示范到商业化足足走了8年……

　　从2016年开始，中国海上风电发展进入快车道，特别是2018年，中国海上风电新增装机165.5万千瓦，首次超过英国排名第一，累计装机全球第三。这得益于中国政府对产业的支持、对新型可再生能源的需求以及拥有丰富的海上风资源。以目前海上风电的发展速度，未来五到十年必将超越英国成为全球海上风电第一大国。

　　据了解，目前国内广东省已核准的近海风场水深超过40米，深海项目离我们并不遥远，况且福建、广东、辽宁等省海域岩层埋深较浅，风机基础大部分需要嵌岩施工，大大增加了固定式基础的施工难度和施工成本。

　　一是由湘电风能牵头开展的“基于钢筯混凝土结构的海上风电机组局部浮力基础研制”。该项目提出了一个钢筋混凝土结构半潜平台方案，完成了3MW及 5MW风机海上风力发电机组在风、浪联合作用下载荷分析，进行了机组适应性设计。

　　另一个是由金风科技牵头开展的“浮筒或半潜平台式海上风电机组浮动基础关键技术研究及应用示范”，该项目针对金风3MW机组提出了优化的半潜平台方案，并完成了载荷分析、水池试验研究工作。

　　2016 年4 月，国家发改委、国家能源局联合发布《能源技术革命创新行动计划》（2016-2030），将深海风能利用提上日程。

　　2016 年6 月，国家发改委、国家能源局、工信部联合印发《中国制造2025-能源装备实施方案》，明确要求开展“海上浮式风电机组以及各种基础形式”的技术攻关。

　　2016 年12 月30 日，国家海洋局发布《海洋可再生能源发展“十三五”规划》，要求实施海洋能科技创新发展，明确提出研发深海浮式风电机组，掌握远距离水深大型海上风电场设计、建设以及运维等关键技术，推进深海风电发展。

　　作为国内第一个海上风电项目，上海东海大桥海上风场的设计方——上海勘测设计研究院反应迅速，同年起承担了上海市启动的中国深海浮式风电场重大示范项目勘测设计工作，该项目拟在水深40m区域分别安装一台半潜式和一台TLP式基础风电机组。目前该项目正在开展一体化设计、物理模型试验工作，计划于2021年完成全部设计工作。上海电气也参与了该方案的设计。

　　此外，年初国家工信部公示的“2018年高技术船舶拟立项科研项目”中，由中国海装申报的“海上浮式风电装备研制”项目成功立项。本次立项的课题拟通过开展海上浮式风电装备总体设计、系泊系统设计、制造与调试等关键共性技术研究，完成大功率海上浮式风电装备研制，并实现海上浮式风电装备的工程示范应用。

　　至此，各大整机制造商以及以三峡为代表的项目开发商，以上海院为代表的设计方都悉数登场，共同参与到国内漂浮式海上风电的研究和推进工作中。

　　如果说2009年并网的东海大桥项目算是中国第一个商业化运营海上风场的话，那么中国有望用不到欧洲一半的时间就能竖立起自己的漂浮式海上风电样机，那么哪个项目又会率先抢到这个具有特殊意义的“头衔”呢？

　　2018年3月，海上风电开发商三峡集团获得了广东省海洋渔业厅海洋专项资金支持的《浮式海上风电平台全耦合动态分析及其装置研发》项目，该项目依托三峡广东阳江海上风电项目，上海勘测设计研究院负责基础设计，明阳智能提供MySE半直驱漂浮式风电机组并参与一体化设计。

　　项目预计于2021年完成样机的研制与安装，这也将成为国内第一台真正意义上的漂浮式海上风电原型机，被官方定义为首个国家级漂浮式示范项目！

　　如此光鲜亮丽的头衔背后是设计和实施团队没日没夜的攻克一个又一个技术难题……

　　和欧洲北海不同，中国沿海地区有着独特的气象条件和海洋地质环境，比如夏季台风频发，东南沿海海床多为中砾砂和黏土，但存在基岩地质；海床地形总体较为平缓，水深在10到40米之间。针对这一特殊海洋环境条件，研发团队对风机本身和基础关键技术都做了深入研究和设计。

　　·环境适用性分析；

　　·总体设计技术；

　　·平台及系泊系统设计

　　·风机一体化设计

　　·风机水池模型试验

　　此外，该试验风机采用的半直驱技术源自德国Aerodyn公司，采用两叶片下风向形式。日本2018年8月运行的Hibiki漂浮式风电项目也采用了同样的风机技术形式，具有重量轻、体积小、建设重量成本低、效率高等优点，更适合于海上风电。

两叶片半直驱海上风机

　　海上风电必将走向远海和深海，漂浮式海上风机是未来发展的必然选择。采用浮式基础可有效降低风场LCOE，更有利于大容量机组的利用，提高海上风电开发的经济性，为投资商创造更多价值。

　　中国漂浮式海上风电发展不需要弯道超车，只能奋起直追……