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清潔能源:中集大力挺進海上風電 裝備+運維+金融一條龍服務

2021/6/10 17:45:32 來源:中國企業新聞網

導言:1982年,中集生產的第一個集裝箱在深圳蛇口的工廠下線,裝滿貨物,駛向深海。從此中集的集裝箱開始在全球四大洋的波濤里來回,接受海浪和海風的嚴峻考驗。而40年后,以集裝箱制造小工廠起家的中集已經成長為年產值近千億,橫跨能源和物流兩大行業,業務遍布全球的跨國產業集團,F在,海風不僅是中集要抵御防范的對象,更是要開發利用的目標。

  前言:海風的故事

  1982年,中集生產的第一個集裝箱在深圳蛇口的工廠下線,裝滿貨物,駛向深海。從此中集的集裝箱開始在全球四大洋的波濤里來回,接受海浪和海風的嚴峻考驗。而40年后,以集裝箱制造小工廠起家的中集已經成長為年產值近千億,橫跨能源和物流兩大行業,業務遍布全球的跨國產業集團,F在,海風不僅是中集要抵御防范的對象,更是要開發利用的目標。

  沒錯,這是一個關于海風的故事。

  自數十億年前海洋在地球上誕生的那一天起,海風就沒有一天停止過吹拂。溫柔或者暴虐的海風見證了地球滄海桑田的變換,見證了古人類在非洲大草原上奔跑追逐和遷徙,見證了先民們駕著獨木舟漂洋過海的孤勇,海風也吹動過大航海時代獵獵的船帆,更考驗過現代巨輪的鋼筋鐵骨。

  海風不僅推動了地球的變遷,更奠定了全球的氣候底色。但是除開這些,海風其實還蘊含著巨大的能量。

  太陽的能量傳遞給海水,升騰的水汽形成云朵,緯度的差異、海陸的區別造成不均勻的熱量分布,由此形成了全球大氣環流,這是海風產生的原因。太陽和月球的引力攝動加上海風的吹動,帶來了潮汐和洋流的巨力,每年如約而至的海洋季風和終年不止的咆哮西風帶,蘊含著巨大的風能,一種清潔無污染的、幾乎無窮無盡的能源。

  在近海海域和深海遠洋豎起巨大的風力發電機,桀驁不馴的海風就將吹動風機葉片,將自己裹挾的風能源源不斷地轉化成清潔無污染的電力,供人類使用。

  自古以來,海風制造了無數海難的悲劇,也摧毀過無數沿海居民的家園。但是當人類對自然規律的認識越來越深刻,我們也開始從躲避海風到學會利用海風。人類對海風的感情,也從恐懼到感恩,從敬而遠之到趨之若鶩。

  這就是海上風電! 

中集來福士浮式風機與未來的海上能源城市

  中集來福士浮式風機與未來的海上能源城市

  海上風電成全球能源轉型核心路徑之一

  近20年來,作為技術最成熟、最具備大規模商業開發價值的可再生能源,陸上和海上風電在全世界范圍內得到了迅猛的發展。尤其是在“雙碳”目標下,風電已經成為包括中國在內的眾多國家能源低碳乃至零碳轉型的核心路徑。得益于技術創新和規模效應,全球風電市場規模成長迅猛,成為最具成本競爭力和韌性的電力來源之一。技術上,風能轉換效率已超過40%,成本上已基本可以實現平價(與火電等常規能源發電相比)。

  “海上風電雖然起步比較晚,但是海上風能資源更優,可利用小時數更長,可有效減少噪音污染,近年來正在世界各地飛速發展!敝屑瘉砀J繎鹇钥偙O潘細錄表示,我國海上風電的發展空間廣闊、潛力巨大,對我國能源結構安全、清潔、高效轉型具有重要意義。

  海上風電跟陸上風電比有明顯優勢,一方面,海上風電不占陸上資源;另一方面,在同樣的地理位置,海上風機有效發電小時數比陸上風機高出20%至70%。此外,一個時期以來,光伏發電、風電等新能源電力消納難限制了我國新能源發展。而海上風電由于緊鄰我國電力負荷中心,消納前景非常廣闊。

  數據顯示,去年我國11個沿海省份用電量占全社會用電量達到了53%,且保持了較好復合增長。同時,在巨大的能源結構調整壓力下,未來這些省份對清潔能源的需求非常大。

  挖掘30個海上“三峽電站”

  事實上,我國擁有發展海上風電的天然優勢。中國海岸線長達1.8萬公里,可利用海域面積300多萬平方公里,海上風能資源豐富。根據中國氣象局風能資源詳查初步成果,我國5米至25米水深線以內近海區域、海平面以上50米高度范圍內,風電可裝機容量約2億千瓦時。5-50米水深、70米高度海上風電開發潛力約5億千瓦; 另外,還有部分潮間帶及潮下帶灘涂資源,遠海風能資源也較為豐富。

  這是什么概念呢,我們知道,三峽水電站裝機容量為2250萬千瓦。這意味著,僅中國近海及附近區域可開發的海上風電資源就相當于30多個三峽水電站(2億+5億千瓦),更別說廣闊的遠海風電資源了。 國家顯然已經看到了這一點,早在2011年,中國政府便提出了未來風電的40年發展目標及規劃《中國風電發展路線圖2050》。路線圖規劃:在2020年前,以陸上風電為主,開展海上風電示范;2021年-2030年,陸上、近海風電并重發展,并開展遠海風電示范;2031年-2050年,實現在東中西部陸上和近遠海風電的全面發展。

  實際上,目前我國海上風電產業的發展速度已經大大超出路線圖的規劃進度。

  “十三五”期間,中國政府為積極推動海上風電發展,早日完善海上風電產業鏈條,給予海上風電高補貼及發展窗口期,全國海上風電產業得以迅猛發展,堪稱爆發式增長。2014-2020年,中國海上風電新增裝機容量年復合增速為54%,2020年新增裝機容量達到3.1GW,累計裝機容量9.9GW,已超過德國,全球排名第二。到2025年,中國海上風總電裝機容量將成為全球第一。

  根據前期政策,2018年之前核準的海上風電項目需要在2021年12月31日之前并網,從2022年開始,中央財政不再對新建海上風電項目進行補貼。新核準陸上風電2021年后將逐步不再補貼,海上風電2021年后大概率啟動退補。

  海上風電去補貼引發了“搶裝”潮,廣東、福建、江蘇、山東等地海上風電正進入開工建設的高峰期!皳屟b”熱潮短期內引起風電建設的新高峰,為海上風電裝備制造產業鏈的各個環節均帶來了旺盛需求! 

中集以大國重器的技術優勢進軍海上風電,既可以發展增量業務,還能提升存量平臺的利用率

  中集以大國重器的技術優勢進軍海上風電,既可以發展增量業務,還能提升存量平臺的利用率

  以“大國重器”的技術進軍海上風電

  作為聚焦于能源和物流裝備領域的龍頭企業,中集當然也不會錯過這場能源革命,目前已多方位布局海上風電產業。

  中集尋找增量業務的原則是,一是發揮好中集已有的產業優勢,不斷在已具備競爭力的產品上創新提升;二是擬進入產業的體量要足夠夠大,有極大的發展空間;三是國家需要的、倡導的,國家政策鼓勵、支持的。

  對照這些原則來看,首先,中集的海洋工程裝備業務處于世界領先地位,拓展到海上風電領域技術難度不大。其次,海上風電無疑是一個巨大的市場,其風電設備和安裝市場規?蛇_每年上千億,且其后期風電場和設備運維服務是一項長期穩定的需求。海上風電的大規模開發將為國家乃至世界的能源轉型提供重要助力,加速國家“3060碳達峰,碳中和”戰略目標的實現。第三點,歐洲海上風電發展多年,已基本實現平價,并開始了深遠海浮式風電的產業化應用。而我國在風機部分核心裝備仍需要進口,存在一定短板,亟待突破,國家也正在大力倡導和推動海上風電產業的發展。

  國家有需求,中集有行動。而中集發展海上風電產業恰好具有得天獨厚的優勢。

  首先,海上風力發電機及其配套設備從本質來說也是一種海洋工程裝備。海上風電是海上風能和油氣開采業的結合,全球約有40%的海上風電項目全壽命成本可與石油項目重合,也就是說,建設海上油氣開采項目相關基礎設施和水下設施的企業同樣也可為海上風電項目建造相關設施。

  而中集集團旗下中集來福士海洋工程有限公司(中集來福士)扎根山東四十余年,是國內領先的海洋工程裝備總包建造商,在深水平臺設計建造上已躋身世界第一陣營,代表作品有第七代超深水半潛式鉆井平臺藍鯨1號等“大國重器”。

  “我們之前做的都是大型石油鉆井平臺、生產平臺、海洋工程船、海洋牧場平臺、豪華游艇甚至海上綜合體這樣的‘海上城市’,排水量動輒上萬噸,甚至達十萬噸,F在我們拿做大國重器的技術力量來做海上風電設備,技術復雜程度要大大降低!敝屑瘉砀J靠偛猛踅ㄖ姓f:“但是海上風電產業對于我們國家乃至全球的能源轉型都具有十分重要的意義,以海上風電為代表的海洋清潔能源開發也是‘海洋強國’戰略的重要一環。因此,我們決定‘獅子搏兔,亦盡全力’,大力發展海上風電相關裝備和風電運維服務!蓖踅ㄖ薪榻B,中集來福士兩年前就已經開始布局海上風電。得益于布局早,落子快,目前中集來福士在海上風電裝備制造、風場資源開發、運輸安裝、運維服務領域都有領先優勢。

  近年來中集來福士依托在海洋工程、海洋牧場等領域積累的能力經驗,通過自主創新和中歐互動,在海上風電領域實現技術遷移和轉化,成功開發自安裝升壓站和換流站、12兆瓦以上大型風機海上風電安裝船、維護海洋生態和諧發展的“風場+牧場”“風漁互補”的一體化融合方案,以及代表海上風電未來技術方向的浮式風電裝備等產品! 

中集來福士三大基地提供海上風電裝備制造和風場運維母港服務

  中集來福士三大基地提供海上風電裝備制造和風場運維母港服務

  以中集來福士為例,其位于山東省的煙臺、龍口、海陽三大基地,正好分別位于山東目前規劃的三大風場附近,中集來福士正在依托本地制造優勢,就近運維的便利,提供海上風電裝備制造和風場運維母港服務。

  而在南方,中集海洋工程有限公司也與中廣核等能源巨頭在廣東汕尾等地共建海上風電運維基地,布局中國南方沿海海上風電運維網絡。事實上,中集旗下相關企業還生產海上風機的導管架和基礎樁,目前有近百個風機導管架訂單正在建造。作為一家擁有40年鋼結構件產品生產經驗的企業,中集的風電設備制造工藝和成本控制水平均為業界領先。

  推動行業發展做“綠色踐行者”

  成本是海上風電能否可持續發展,并最終助力“雙碳”目標達成的核心問題之一。海上風電在歐洲已經發展超過20年,他們的經驗表明,隨著技術的進步和風場裝機容量規模的擴大,海上風電的度電成本將快速下降。目前歐洲部分國家的海上風電并網價格為約為6歐分/度,折合人民幣為0.4元/度,已經接近平價并網。

  中集來福士已與多家全球領先的歐洲海上風電企業建立了密切地聯系。中集來福士將與合作伙伴共同開發全球風能資源,引入國際先進技術,合作降低海風度電成本,推動海上風電平價化。

  行業專家介紹,在降低海上風電度電成本方面,歐洲一個重要的經驗是風機大型化、風場規;、運維科學化。其中風機的大型化是讓海風度電成本下降的最有力措施,風機大型化可以提高發電效率和投入產出比。風機的大型化目前已是大趨勢,國外已有10MW、15 MW的風機,未來很可能誕生20 MW功率的風機。目前國內風機普遍還在6MW以內,未來將逐步往大型化發展。

  大型風機就需要更大的風電安裝船。潘細錄介紹,目前國內海上風電需求非常旺盛,所有風電安裝船都被預訂完畢,并排期到數月以后。這也帶動了新裝備的需求,中集來福士目前接到多艘新一代大型風電安裝船訂單并已開工建造,可安裝12MW以上的大型風機。

  4月,在一場大型風電安裝船訂單簽約儀式上,中集來福士、華電重工、博強重工三方首創發起了“綠色踐行者”倡議,以“降低海上風電度電成本”為導向,力邀海上風電產業鏈上下游伙伴共建海上風電合作新秩序,共同推出多樣化的海上風電平價一體化解決方案。國家電投、上海電氣、通用電氣、華商國際、美國船級社、NOV等多家單位出席發起儀式并響應倡議! 

中集來福士正在建造的3060系列海上風電安裝船

  中集來福士正在建造的3060系列海上風電安裝船

  以中集來福士、華電重工、博強重工為代表的倡議發起者和響應者將各自通過技術創新以降低海上風電開發成本及運維成本;通過海上風電與氫、漁、海水淡化、光伏的綜合開發以增加收益;通過聯合研發及建造海上風電高端裝備以提升產業效率;通過商業模式創新及產業集群規;l展實現共贏。

  此外,單純的造產品思維已經不能適應現代產業的發展。在中集的戰略構想中,中集來福士將以設計建造風電裝備、打造Gusto CIMC品牌浮式風電品牌等舉措為中心,在上游幫助合作伙伴獲取和開發風場資源,在下游建立風電運維基地幫助合作伙伴提升風場運轉效率。同時,中集來福士以風電裝備資產租賃公司(產業基金/市場資本)為紐帶,通過創新的金融租賃模式,減輕客戶的資金壓力,幫助客戶更快地擴大風場規模,降低開發成本! 

海上風電與制氫、漁業、海水淡化、光伏的綜合開發以增加收益

  海上風電與制氫、漁業、海水淡化、光伏的綜合開發以增加收益

  深遠海的浮式風機或成未來首選

  回到文章的第一部分,目前國內國外大部分海上風電企業瞄準的還是近海的海風資源,首先是近海水深淺,對風機設計建造和安裝的難度相對較低。但是,在近海和潮間帶等區域建立的風電場也存在風場資源有限被快速刮分,以及影響漁業捕撈、航道安全等問題。

  在潘細錄看來,近海風場的爭奪只是一時之爭。深遠海的風場和浮式風機才是真正的能源“寶藏”和碳中和的“鑰匙”。

  根據國際權威能源研究機構測算,全球范圍內水深低于60m、離岸60km以內的風電場每年裝機容量為3.6萬TW(1TW=1000GW=10億KW),而全球電力需求為2.3萬 TW 。但是如果憑借浮式風機技術,海上風電場能夠順利向更深海域發展,到2040年海上浮式風電發電量可達世界電力需求的11倍。這意味著,只要開發10%的遠海風能資源,就能滿足全球的能源需求,實現能源領域的碳中和。

  “在不久的將來,數百個海上風機整齊的排列的大海的波濤之上,終年不息的海風推動巨大的風機葉片轉動,帶動發電機發電,風場產生的電能可以通過海底電纜、升壓站和換流站輸送到岸上,或者在海上建設大型能源島,海上風電通過電解海水生產綠色氫氣(生產過程沒有任何碳排放),可利用現成天然氣管道,接入管網直接使用,也可以和捕捉的CO2合成制造綠色甲醇(甲醇更便于儲存和運輸),然后用液貨船把這些巨大的濃縮能量液體運到沿海的城市,供居民和工廠使用,相信人類的碳中和目標一定能達成!敝屑瘉砀J繎鹇钥偙O潘細錄為我們描繪了這樣一幅未來海上能源城市的美好畫卷。

  但是,傳統常規的海上風電場必須建立在相對較淺的水域并需要靠近陸地,而全球80%的海上風資源位于水深超過60米的海域,如果在水深超過60米的海域建立固定式平臺,這將會大大提高平臺的基礎成本,這是其設計局限。

  而采用浮式海上風機平臺則能夠很好的克服其局限性,浮式平臺可以在60米水深以上的海域部署風力渦輪機,能夠最大程度利用海上風能潛力,開拓可開發海域的同時,浮動平臺擁有開發周期短、對環境更友好的相關特點。

  因此,部分行業專家認為,浮式海上風電具有的巨大潛力已經顯現出來,尤其是擁有水域較寬較廣的國家,浮式海上風電更能為其風電產業帶來新的希望。全球第一個商業化運營的漂浮式海上風電場 -- Hywind已經于2017年12月在蘇格蘭東海岸的大西洋里正式投運,該風電場由挪威國家石油公司和Masdar公司聯合投資建設,離岸距離25公里。至此漂浮式風電機組正式從概念和試驗走向批量應用,漂浮式技術也成為海上風電的熱點之一! 

中集來福士自主設計研發的“鳳凰”海上浮式風機

  中集來福士自主設計研發的“鳳凰”海上浮式風機

  中集攜既有優勢加快海上風電布局

  走向深海、遠海,始終是海上風電產業的一大方向,漂浮式海上風機的商業化運營讓這一設想成為了現實。

  中集來福士基于自身多年開發超深水鉆井平臺等大型海洋工程平臺的經驗,對深遠海海工裝備的研發有著深厚的積淀,目前已經開發了多型大型浮式風機設計并完成了水池實驗,與龍源電力合作的首個樣機示范項目也將于明年年中安裝到位。

  中集來福士是大型海洋工程裝備的全球領先企業,在我國率先實現新一代大型風電安裝平臺的自主設計和總包建造。而發展海上風電,還能為中集來福士存量海工平臺的進一步利用提供新機遇。

  面對海上風電的藍海市場,中集當然不會獨行。事實上,近一年來,尤其是近幾個月來中集與合作伙伴共同布局海上風電的腳步也正在加快。

  2019-2020年,中集來福士先后同國家電投、華能集團、中廣核簽訂戰略合作協議,共同爭取上游風場資源。

  2020年8月,中集集團牽頭組建的深圳智能海工創新中心有限公司在深圳前海深港合作區注冊。該中心依托中集集團海風產業基礎,結合深圳高新技術產業優勢,致力打造智慧風場整體解決方案,自主及合作開發了海上風場智能運行管理平臺、水下資產完整性管理、風機及海上升壓站基礎實時監測系統、漂浮式風機實時監測系統等特色產品。

  2021年5月13日,中集來福士與Equinor(挪威國家石油公司)和佐敦公司在煙臺正式簽署戰略合作協議,在中國海上風電領域及其他低碳可再生能源領域開展全方位的深度戰略合作。Equinor 是挪威國家石油公司2018年修改的新名字,上文提到的全球第一個商業化運營的漂浮式海上風電場就由該公司投建。

  5月27日,中集來福士與長江三峽設備物資物資公司在煙臺簽署戰略合作協議。該公司承擔著三峽集團大宗物資設備集中采購供應工作,海上風電產品的運維和服務已納入三峽設備物資戰略要點。

  一天后的5月28日,在廣西北部灣海上風電戰略合作伙伴簽約儀式暨項目產業規劃研討會上,中集海工與國家能源集團廣西公司簽署戰略合作協議。這些新聞都表明,中集海洋工程業務已經全面擁抱海上風電,與行業領先企業合作,密集布局全國沿海海上風電產業。

  隨著科技的進步,人類也越來越深入地利用自然的力量來發展自己,推動社會進步。

  “天風浪浪,海風(山)蒼蒼。真力彌滿,萬象在旁。前招三辰,后引鳳凰;曉策六鰲,濯足扶桑!碧拼娙怂究請D曾在詩句中這樣描述大自然的磅礴偉力。

  巧合的是,中集來福士自主設計的漂浮式海上風機正好被命名為“鳳凰”。

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[責任編輯:姚小冰]
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