轉(zhuǎn)動的海上大風(fēng)車--中國交建海上風(fēng)電獨領(lǐng)風(fēng)騷

發(fā)布日期：2015-10-09來源：中交集團(tuán)編輯：宋珍珍

[摘要]

　　文/任明朝

夕陽下的如東海上風(fēng)電場  吳慶 攝

　　“目前，三航和龍源振華在國內(nèi)海上風(fēng)電的市場份額，已經(jīng)占90 %以上。 ”三航局副總經(jīng)理季振祥說。

　　十年前，當(dāng)從媒體上看到中國將轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，進(jìn)行節(jié)能減排、發(fā)展清潔能源后，三航局領(lǐng)導(dǎo)班子敏銳地捕捉到了商機，在國內(nèi)沒有任何海上風(fēng)電項目之時就開始組織團(tuán)隊進(jìn)行海上風(fēng)電的前瞻性研究，并耗資3億打造海上風(fēng)電安裝船。這個似乎有點冒險的決定使得三航局后來不僅成功建設(shè)了亞洲首個海上風(fēng)電場，還與龍源振華一起拿下了目前中國離岸最遠(yuǎn)的海上風(fēng)電項目。

　　龍源振華是2010年由中國交建旗下振華重工與國家電力旗下龍源電力合資成立的公司，雙方各占50 %的股份，充分利用振華重工在裝備制造上的優(yōu)勢以及龍源電力在電力運營上的優(yōu)勢，開拓海上風(fēng)電市場。

　　以2008年三航局建設(shè)國內(nèi)首個海上風(fēng)電場為標(biāo)志，中國交建開始進(jìn)入海上風(fēng)電市場，如今，不到7年的時間，三航局、龍源振華以及中國交建其他下屬單位，憑借著海上施工的綜合實力，成為了國內(nèi)海上風(fēng)電市場的主力軍。

　　亞洲首個海上風(fēng)電場

　　上海東海大橋10萬千瓦海上風(fēng)電示范項目，位于上海市臨港新城至洋山深水港的東海大橋東側(cè)1公里以外的海域，離上海南匯嘴8至13 公里。這是我國首個海上風(fēng)電場，也是亞洲首個海上風(fēng)電場，被國家發(fā)改委列為海上風(fēng)電示范項目。東海風(fēng)電場建立后，我國成為繼荷蘭、丹麥和英國等之后，又一個擁有海上風(fēng)電場的國家。

　　2008年，東海風(fēng)電項目招投標(biāo)時，國內(nèi)其他公司對海上風(fēng)電都還很陌生，三航局卻已未雨綢繆了2年多。此時的三航局在借鑒國外安裝技術(shù)的基礎(chǔ)上，已經(jīng)先期攻克了風(fēng)電安裝的關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)了一套有自己特色的安裝體系，熟稔風(fēng)電安裝的各個環(huán)節(jié)。這些實實在在、有理有據(jù)的施工方案使得三航局在招投標(biāo)中脫穎而出，一舉中標(biāo)。

　　東海風(fēng)電的中標(biāo)，使得三航局此前精心打造的風(fēng)電起重安裝船終于有了用武之地。“我們把這艘船命名為‘風(fēng)范’號，意思就是打造海上風(fēng)電的示范基地。 ”季振祥說。

　　做海上風(fēng)電“第一個吃螃蟹的人” ，就意味著沒有任何經(jīng)驗可循，任何不可知的困難都只能自己克服。

　　按照設(shè)計要求，高空吊裝700噸的塔筒、風(fēng)機，接觸海面基礎(chǔ)承臺時，加速度只能是0 . 3 g，否則風(fēng)機里的精密儀器極有可能被損壞。“相當(dāng)于一位老人緩慢地坐到沙發(fā)上那樣輕緩，才能避免因重力作用造成碰撞磨損或碎裂。 ”季振祥說：“何況海面還有大風(fēng)的影響。 ”

　　設(shè)置一個怎樣的緩沖才能克服讓700噸的塔筒、風(fēng)機平穩(wěn)著陸?這個難題困住了三航局的團(tuán)隊。

　　事實上，歐洲2006年就研發(fā)了這一軟著陸系統(tǒng)。三航局曾與歐洲公司溝通，想購買這一技術(shù)服務(wù)，而歐洲公司開價1 . 2億人民幣。

　　“100噸的鋼結(jié)構(gòu)，要價1個多億，這對我們來說是天價，根本沒法接受。 ”季振祥說。

　　于是，三航局組織團(tuán)隊進(jìn)行科研攻關(guān)，最終與高等院校合作研制了適用于海上風(fēng)機整體吊裝的軟著陸裝置，成功攻克了海上惡劣自然條件下風(fēng)機安裝的技術(shù)難題，實現(xiàn)風(fēng)機整體平穩(wěn)、安全、可靠地安裝就位。

　　“歐洲的軟著陸系統(tǒng)只能實現(xiàn)半自動化，而我們自主研發(fā)的系統(tǒng)已經(jīng)能夠做到全自動化。 ”季振祥說。

　　在東海風(fēng)電的建設(shè)中，三航局通過自主創(chuàng)新，共有9項技術(shù)成果獲得國家專利。2009年，出席中國工程院第91場工程科技論壇“我國海上風(fēng)電場建設(shè)重大工程問題研究”會議的院士、專家、學(xué)者80余人對三航局的風(fēng)電安裝技術(shù)體系進(jìn)行調(diào)研考察，對安裝工藝作出了充分的肯定。

　　自東海風(fēng)電之后，依托國家級企業(yè)技術(shù)中心的研發(fā)能力，三航局又在江蘇響水、射陽，浙江慈溪以及福建等地中標(biāo)了多個風(fēng)電項目，安裝海域囊括了淺水區(qū)、深水區(qū)和潮間帶等不同區(qū)域，安裝工藝包括整體安裝、分體安裝。基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)包括了全世界通用的導(dǎo)管架、高樁承臺和單管樁等全部類型。

　　“每種類型的結(jié)構(gòu)適用于不同的海域和不同的工程特點，我們現(xiàn)在所有結(jié)構(gòu)都做過，因此，無論是什么風(fēng)電項目，我們都有信心把它做好” ，季振祥說。

　　亞洲最大規(guī)模海上風(fēng)電場

　　在江蘇省如東縣海岸線周圍，排列著100多座高達(dá)上百米的海上大風(fēng)車，迎風(fēng)起舞，形成了亞洲最大的海上風(fēng)電場。

　　“如東風(fēng)電場已投入使用的風(fēng)電共50萬千瓦，其中， 80 %以上都是我們龍源振華安裝的” ，龍源振華總經(jīng)理李澤說。

　　50萬千瓦是什么概念?李澤解釋說，這相當(dāng)于每小時發(fā)電50萬度，按照每天風(fēng)力發(fā)電10小時，每戶家庭每月用電200度計算，這個風(fēng)電場每個月發(fā)電量可以為70萬戶家庭提供生活用電，每個月可節(jié)約二氧化碳排放15萬噸。

　　振華重工通過自主創(chuàng)新，為龍源振華精心打造了“龍源振華壹號”和“龍源振華貳號”兩艘身價不菲的海上風(fēng)電安裝船。“龍源振華壹號” 成為我國第一艘從事潮間帶海域風(fēng)電起重、安裝作業(yè)的海洋工程船舶，主要用于水深低于4米的潮間帶區(qū)域。“龍源振華貳號”的生產(chǎn)則借助了振華重工建造石油鉆井平臺的經(jīng)驗，成為國內(nèi)第一臺可抬升式海上風(fēng)電起重、安裝專業(yè)船舶，主要用于水深高于4米的深水海域。高科技裝備的應(yīng)用，使得龍源振華最高創(chuàng)下千分之0 . 12的打樁精度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國際千分之6的標(biāo)準(zhǔn)。

　　所謂潮間帶，也就是受潮水漲落起伏的影響，一日之間水位變化較大。“你現(xiàn)在看到的是陸地，不到一小時，潮水漲上來，這里就變成了一片海洋” ，李澤說。

　　在潮間帶施工期間，龍源振華發(fā)現(xiàn)，國際通用的單管樁結(jié)構(gòu)都是有過渡段的。也就是說，先將數(shù)百噸的鋼樁打入幾十米深的海底作為基礎(chǔ)，而上部安裝塔筒和風(fēng)機時，必須在塔筒和鋼樁之間灌一層漿作為過渡段。其作用在于，如果鋼樁入海的精度不夠的話，還可以用過渡段進(jìn)行糾偏，這樣才能保證百米高的塔筒保持千分之六的垂直度，頂部風(fēng)機達(dá)到毫米級的安裝精度。

　　然而，過渡段的存在大大增加了工期，灌漿的特殊材料只能進(jìn)口，價格也比較昂貴。能否取消過渡段?龍源振華開始思考。

　　事實上，同樣的探索在國外早已有之。早在2004年，英國公司在Scroby Sands風(fēng)電場進(jìn)行試驗，但最終發(fā)現(xiàn)，安裝精度很難保證。因此，英國決定放棄這一試驗。

　　2010年，龍源振華開始進(jìn)行取消過渡段的試驗，“第1根樁失敗了，我們接著打第2根，又失敗了，我們就再打第3根，從那以后，每根樁都是一次性達(dá)到安裝精度” ，李澤說。

　　試驗成功后，龍源振華在如東大規(guī)模推廣無過渡段的單管樁結(jié)構(gòu)，既節(jié)省了成本，又提高了效率。

　　2014年，國家能源局組織召開中英海上成果發(fā)布會。英國專家發(fā)言問，“我們900根有過渡段的單管樁中，其中600根因灌漿材料出現(xiàn)了問題，你們連過渡段都沒有，為什么還能成功? ”

　　龍源振華的成功經(jīng)驗吸引了歐洲公司的目光，被棄置10年的無過渡段的單管樁結(jié)構(gòu)在歐洲再次開始啟用。

　　龍源振華也因其先進(jìn)的設(shè)備和高科技屢次中標(biāo)，拿下國內(nèi)風(fēng)電市場多個訂單。

　　中國離岸最遠(yuǎn)海上風(fēng)電場

　　2015年9月3日，臺風(fēng)“天鵝”剛一離去，浩浩蕩蕩的施工船舶迅速重返海面，經(jīng)過幾個小時的奮戰(zhàn)，一座100多米高、近千噸的大風(fēng)車穩(wěn)穩(wěn)地屹立在大海上。這次毫米級的吊裝由龍源振華完成，而風(fēng)車的海底基礎(chǔ)則由中交三航局負(fù)責(zé)實施。這是目前國內(nèi)離岸最遠(yuǎn)的海上風(fēng)電項目，距離海岸線 25公里。

　　從如東岸邊出發(fā)，坐2個小時的交通船，才能到達(dá)施工現(xiàn)場。其單樁直徑可達(dá)5 . 5米至6 . 7米，重達(dá)750噸至950噸，長約74米至93米，是我國直徑最大、重量最重、長度最長的單樁風(fēng)電項目。

　　既然是海上風(fēng)電場，必然要選擇一個風(fēng)力資源豐富的地方，常年有高頻率的大風(fēng)出現(xiàn)。而在這些海域施工，將承擔(dān)很大的施工風(fēng)險。

　　起重行業(yè)有“十不吊”的規(guī)定，其中有一條是“六級以上強風(fēng)區(qū)不準(zhǔn)起吊” 。然而，“六級風(fēng)，在我們這里已經(jīng)是很好的天氣了” ，三航局如東風(fēng)電項目常務(wù)副經(jīng)理沈志春說。針對海上風(fēng)電等特殊海上施工，國家相關(guān)部門進(jìn)行補充規(guī)定，根據(jù)船機能力和被吊物情況來判斷， 8級風(fēng)以下可以施工。

　　“施工前，根據(jù)氣象部門的預(yù)報， 7月和8月是很好的施工期， 11月以后冬季風(fēng)盛行，就壓根沒法施工了” ，沈志春說。但7月過完，他發(fā)現(xiàn)，因為江蘇省接連遭遇的臺風(fēng)和暴雨， 7月有一半時間無法施工。

　　根據(jù)設(shè)計要求，打樁的垂直度必須控制在千分之三以內(nèi)。也就是說， 100米的樁，頂部與底部的垂直度最多只能偏0 . 3米。

　　“一根樁造價1000萬，打壞一根樁，這1000萬就打水漂了。更重要的是，樁打進(jìn)海底后，很難再拔出來，這個位置就浪費了，不能再打其他的樁，而把樁留在海面上，也會帶來海洋污染” ，沈志春說。

　　盡管如此，三航局憑借其多年的海上施工經(jīng)驗，在強風(fēng)區(qū)，最快時創(chuàng)造了一個月打9根樁的記錄，每根樁都保證了千分之三以內(nèi)的垂直度，“國外公司一年也就只能打不到10根樁” ，沈志春笑著說。

　　38根近百米的鋼樁深插海底，龍源振華要在這些巨型“定海神針”頂部，進(jìn)行高空作業(yè)，在近100米的空中，將風(fēng)機與塔筒進(jìn)行精準(zhǔn)對接。法蘭108個孔，要嚴(yán)絲合縫地進(jìn)行安裝，安裝精度控制在2毫米內(nèi)。

　　憑借“龍源振華壹號”和“龍源振華貳號”這兩艘高科技專用船舶，龍源振華目前的風(fēng)機吊裝順利推進(jìn)，已經(jīng)成功安裝了2座風(fēng)機。

　　除此之外，振華重工還自主創(chuàng)新生產(chǎn)了國內(nèi)第一臺近海風(fēng)電海上升壓站。

　　海上升壓站既是海上風(fēng)電場的電流匯集地，又是整個風(fēng)電場的控制中心，是海上風(fēng)電場的“心臟” ，其重要性、可靠性要求很高。此前國內(nèi)尚無此類產(chǎn)品，其關(guān)鍵技術(shù)基本被歐美公司所壟斷。振華重工生產(chǎn)的這臺海上風(fēng)電升壓站具有里程碑式的意義。“能夠?qū)崿F(xiàn)全自動、無人值守，將海上風(fēng)電通過升壓站進(jìn)行轉(zhuǎn)化和輸出，最終與電網(wǎng)并網(wǎng)發(fā)電。 ”龍源振華如東風(fēng)電項目總工馮曉星說。

　　風(fēng)車轉(zhuǎn)出來的6000億市場

　　中國有1 . 8萬公里的海岸線，風(fēng)力資源豐富，海上風(fēng)電是風(fēng)電技術(shù)的前沿領(lǐng)域，也是近年來國際風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點領(lǐng)域。歐洲國家海上風(fēng)電已進(jìn)入規(guī)模化發(fā)展階段。目前，中國海上風(fēng)電尚處于起步階段。

　　2015年9月21日，國家能源局稱，中國海上風(fēng)電建設(shè)總體進(jìn)展較為緩慢，要求沿海各省級能源主管部門要高度重視海上風(fēng)電發(fā)展工作，把積極發(fā)展海上風(fēng)電作為當(dāng)前新能源發(fā)展的重要工作。

　　為了加快海上風(fēng)電項目建設(shè)，促進(jìn)沿海地區(qū)治理大氣霧霾、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，國家能源局去年12月對外公布《全國海上風(fēng)電開發(fā)建設(shè)方案(2014-2016) 》 ，將總?cè)萘?053萬千瓦的44個海上風(fēng)電項目列入開發(fā)建設(shè)方案。

　　根據(jù)《風(fēng)電發(fā)展“十二五”規(guī)劃》 ，到2015年，我國累計并網(wǎng)風(fēng)電裝機達(dá)到1億千瓦，年發(fā)電量超過1900億千瓦時。其中，海上風(fēng)電裝機達(dá)到500萬千瓦，基本形成完整的、具有國際競爭力的風(fēng)電裝備制造產(chǎn)業(yè)。到2020年，我國累計并網(wǎng)風(fēng)電裝機達(dá)到2億千瓦，年發(fā)電量超過3900億千瓦時。其中，海上風(fēng)電裝機達(dá)到3000萬千瓦。業(yè)內(nèi)分析認(rèn)為，此目標(biāo)的實現(xiàn)可帶來4500億元至6000億元的市場空間。

　　季振祥介紹，中交三航局已成立海上新能源公司，專注開拓風(fēng)電、潮汐發(fā)電等新能源市場，打造海上風(fēng)電施工的航母艦隊。

　　振華重工新成立了海洋工程服務(wù)集團(tuán)，著力打造集工程施工、地質(zhì)勘探設(shè)計、裝備制造、投資運營為一體的海上風(fēng)電全產(chǎn)業(yè)鏈，李澤說。

　　2015年7月，在內(nèi)蒙古呼和浩特市舉行的第七屆2015年兩岸可再生能源產(chǎn)業(yè)合作及交流會議期間，振華重工與臺灣上緯新能源公司共同簽署了海上風(fēng)電戰(zhàn)略合作框架協(xié)議。這是臺灣海域的首個海上風(fēng)電項目，標(biāo)志著振華重工進(jìn)軍臺灣海上風(fēng)電市場獲得重大突破。

　　今年6月，中國港灣在英國中標(biāo)世界首個潮汐發(fā)電站項目。與海上風(fēng)電相似，潮汐發(fā)電是利用海洋資源發(fā)電的一種新型清潔能源方式，用潮汐形成的落差來推動水輪機，再由水輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。

　　“我們在大連、舟山、廣東三個基地都在做潮汐能發(fā)電的研究，希望中國將來也可以用潮汐發(fā)電，更加充分地利用海洋資源” ，季振祥說。

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