當“綠色能源”遇上“藍色糧倉”
來源：中國能源新聞網 時間：2024-07-04 17:13
當“綠色能源”遇上“藍色糧倉”
——全球首座風漁融合浮式平臺助力海洋資源立體式開發
中國能源新聞網記者 莫非
仲夏時節的福建莆田南日島海域，清風徐徐，波光粼粼。一排排海上風機御風而立，葉片迎風轉動，源源不斷地輸送著綠色電能。
一架風機旁，一座明黃色平臺引人注目。這就是國家能源集團龍源電力全球首座風漁融合浮式平臺“國能共享號”。
6月28日，“國能共享號”成功投產。4兆瓦的風機一天滿負荷運行可發電9.6萬千瓦時，約能滿足1.2萬戶一天的用電需求。而同時其養殖的大黃魚，一個養殖周期收入可達數百萬元。
風漁融合實現了海洋資源的立體式開發，達到了集約化利用海洋資源、跨產業融合發展的開發目標，為提高海洋經濟開發能力趟出了新路子。
融合，勾勒新發展藍圖
28日一大早，記者就踏上了前往南日島國家級海洋牧場示范區的客船。經過兩個多小時的航程，來到了碧波之中的“國能共享號”。
只見三立柱半潛式的平臺一角，一臺4兆瓦海上風電機組正隨風轉動著葉片。三角結構中間，一個正六邊形的養殖區域掛著黑色的大網，隱約能看到銀色的魚苗躍動其中。據介紹，這個“大網”的養殖水體約10000立方米，相當于5個標準游泳池大小，可以養殖5萬尾深海魚類。
國家能源集團龍源電力科技信息部副主任范曉旭告訴記者，南日島擁有福建省唯一一個國家級海洋牧場示范區，海水養殖面積超4500公頃。要提高海洋經濟開發能力，就要走綜合利用海洋的新思路。“推動海上風電與深遠海養殖之間的融合，是一個腦洞大開的創意。”
范曉旭介紹，之所以有“全球首座”之稱，“國能共享號”的關鍵特點在于融合，其開創性地將海上風力發電和深海養殖平臺合為一體，實現海洋經濟的跨產業融合，國際、國內無先例可參考。
“風漁融合浮式平臺涉及能源電力、風機制造、海洋工程、漁業養殖等領域，需要跨學科協作。”國家能源集團龍源電力福建公司“國能共享號”項目部主任林燊對記者說。
據介紹，由于傳統海洋牧場普遍存在“供電不足、供電不穩定”的情況，導致大型現代化牧場增養殖設備、資源環境監測設施等無法使用，存在增養殖效率低、危險系數高等綜合性難題。
“風電機組和平臺上的輕質柔性光伏組件，可以提供源源不斷的清潔電力，為養殖投喂設備、養殖監控設備、洗網設備、漁網絞車等養殖設施供電，有效解決傳統海洋牧場痛點問題。”林燊說。
按照智能化養殖的建設思路，該平臺依托新能源數字化平臺，首次實現“漂浮式風電+深海養殖”的多元一體化監控，達到“遠程監控、無人值守”的運維模式，助力發展新型“藍色糧倉”。
走進平臺上的監控室，一排屏幕上顯示著風電、光伏和養殖的實時數據。“平臺智能化深遠海養殖設備，配套了高清攝像系統和手機APP，能遠程直觀地觀察水下魚群狀態，評估魚苗的生長狀態和尺寸重量。”林燊說。
創新，賦能新質生產力
作為深遠海漂浮式風電與漁業養殖一體化設計概念在世界范圍內的首次創新實踐，“國能共享號”是國家能源集團2020年度十大重點科技項目之一，入選2021年度“中國科協十大產業技術問題”，被列入福建省2022年度科技重大專項計劃。
面對無先例參考、跨行業融合等多重不利因素疊加，項目開發建設難度較大。
“我們真正感受到了關鍵核心技術是要不來、買不來、討不來的，只能走科技自立自強的道路。”范曉旭說。
據范曉旭介紹，在項目初始設計建造階段，龍源電力深入開展跨領域、跨學科技術融合研究，全力攻克漂浮式風電基礎設計、風電機組適應性改造、動態海纜及錨泊系統設計等“卡脖子”技術，完成總體性能、結構、系泊、機械、電氣、養殖等14個專業設計，實現“平臺結構、海洋空間、運營功能”多空間多層次共用。
此外，龍源電力還開發出了適用于漂浮式風機的控制算法及使用平臺穩定控制策略，完成了10余項關鍵設計升級，保證浮式風機系統的穩定性，多項技術實現從“0”到“1”的突破，填補了技術空白領域，解決我國深遠海海上風電開發的技術難題。
在養殖方面，“國能共享號”養殖網箱網衣選用了低碳低蠕變的超高分子量聚乙烯纖維材料編織，采用分片式結構，可承受50年一遇極端海況荷載，設計壽命長達5年，為國內海洋養殖行業最高標準。
為“國能共享號”生產運營保駕護航，龍源電力還上線應用了一體化監控系統，創新性采用等多種通訊協議，實時采集平臺風機、箱變、海纜、光伏、養殖、消防等10余類設備的全量數據，并在常規風電、光伏監控基礎上，創新融合了基礎平臺傾仰角度、橫蕩、系泊錨鏈拉力等漂浮式平臺指標監測，實現了“漂浮式風電+深海養殖”的多元一體化監控，多維度實時監視和設備故障報警，為深遠海風能資源開發與漁業養殖融合發展提供數字化監控貢獻了“國能智慧”。
實干，篤行不怠創一流
受益于臺灣海峽“狹管效應”影響，福建莆田南日島區域全年4級風以上時間達300天以上，被稱為“海上風電明珠”。但同時，風大、水深、浪高等地理環境特點，也成了建設“國能共享號”項目必須要啃下來的“硬骨頭”。
項目主要施工工序點多、面廣，無法形成長時間的連貫性作業。龍源電力福建公司積極轉變思路，化整為零，碎片化作業，高起點謀劃、高質量推進，向海圖強打造“一流工程”。
2023年9月，“國能共享號”浮式平臺拖航抵達福建平潭金井碼頭，即將開展浮式風機吊裝。
彼時的福建，馬上進入“盛風期”，施工窗口期進一步縮減，風機吊裝任務更加艱巨。受風況影響，漂浮式平臺在海上不斷上下左右搖擺，使浮式風機葉片與塔筒的對接始終處于不穩定狀態，給吊裝作業帶來諸多不確定因素。
面對難以完成的任務，林燊組織項目建設團隊、監理單位和吊裝單位，按照以分保時、以時保天的工作思路，構建了“人停設備不停”的倒班工作機制，并逐步推論每一道工序、每一個窗口期。
“與固定基礎型式的風機吊裝作業不同，浮式風機吊裝工作在每完成一道工序后，需要調整載荷并進行壓載，以保證浮式風機的穩定性。”林燊說，經過充分論證后，他們以“小風段吊裝、大風段壓載”工作模式為抓手，將化天氣劣勢為優勢，彌補了壓載所帶來的消耗時長。經過3天4夜的奮戰，浮式風機安裝工作成功完成，并創造了行業內最短漂浮式風機安裝工期紀錄。
“國能共享號”的成功投產，既解決了海上風電向深遠海發展的技術瓶頸，又推動了海水養殖向深遠海發展。相信兩者結合將有效降低綜合成本，助力我國風電開發邁入深遠海。
責任編輯：余璇
