然而,全新的场景势必面临更多不可预测的技术风险与难点需要行业去突破,在此背景下,由光伏們主办,中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司、中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司联合主办的第二届海上新能源发展论坛于2023年7月13日在山东济南成功召开。
本次会议邀请了沿海省份能源主管部门、海洋能源专家、电力投资企业、电力设计院以及设备厂家就海上新能源的发展空间、成本与经济性、关键技术探讨、设备选型等话题进行了分享,线下超500位,线上则超万名行业人士参加了本次会议。
在致辞环节,中国光伏行业协会副秘书长、新闻发言人刘译阳表示,海上光伏有着超百GW的发展空间,各沿海省份也在纷纷出台相应的支持政策推动海上光伏的发展。但复杂的海洋环境,诸如风暴、盐雾腐蚀、潮汐等一系列自然环境变化对海上光伏的安全、可靠均提出了严苛的挑战。此外,经济性与安全性的平衡、审批手续的办理以及项目施工难度也与陆地光伏有着明显的差异,希望各位行业同仁能够通过本次会议的探讨,共同推动我国新能源的发展,打造好自己的内功,从中国走向国际更为广阔的市场。
中国光伏行业协会副秘书长、新闻发言人刘译阳
山东作为我国首批海上光伏项目启动的省份,从整个项目的规划、启动到实施都积累了丰富的经验。山东省能源局新能源和可再生能源处三级调研员孙宁指出,围绕海上光伏的发展,要重点强化顶层设计,按照省级统一规划、统一配置资源、统一开发建设的思路启动建设,并出台相应的支持政策,从补贴、税费、金融以及海域立体确权等方面进行完善。从项目推进来看,标准缺乏以及抗波浪、抗腐蚀等关键技术仍待突破,希望各位嘉宾能在本次大会上群策群力,破解制约,促进降本增效,探索出适合海上光伏规模化发展的技术路线。
山东省能源局新能源和可再生能源处三级调研员孙宁
中国电建集团西北勘测设计研究院党委委员、副总经理李蒲健强调到,大力发展海洋新能源将成为我国能源结构转型的重要战略支撑,但机遇与挑战并存,海上光伏设计、施工要克服比地面更恶劣、更复杂、更严苛的自然条件,复杂的审批流程也是新的挑战。希望大家在本次会议通过分享经验、探讨问题,共同推动海上光伏规模化发展。
中国电建集团西北勘测设计研究院党委委员、副总经理李蒲健
中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司新能源工程院院长姜贞强认为,虽然海上光伏政策友好,开发前景广阔,但复杂的海洋环境、开发成本、电网消纳等诸多难题仍待解决,复杂的地质环境、恶劣的海洋条件、极端海洋灾害都对海上光伏开发建设和施工提出了巨大挑战。华东院作为领先海上新能源勘察设计的EPC工程公司,近年来突破了诸多海上光伏技术难题,未来,华东院将持续超前研发,助推我国海上新能源的发展。
中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司新能源工程院院长姜贞强
海上新能源开发趋势
随着各地海上光伏规划的陆续出台,正确理解海上光伏项目建设的用海范围、建设要求及立体分层设计下的用海审批等政策成为了当下行业面临的重要课题。
国家海洋技术中心海洋能发展中心副主任崔琳指出,海洋清洁能源对未来碳中和的贡献有着非常强的现实意义,典型代表就是以光伏、风电为代表的新能源。我国海上风电起步较早,而海上光伏则正在成为一种全新的海洋清洁能源的利用形式。海上光伏面临的海洋挑战,有自然环境类的,也有海洋环境技术方面的。因此,要做好海洋环境的监测、预警,降低工程建设风险以及设备运行风险。就未来而言,依托海洋信息基础打造的智慧海洋模式或能积极应对海洋环境的风险和挑战。
国家海洋技术中心海洋能发展中心副主任崔琳
水电水利规划设计总院高级工程师胡意新则从海上光伏发展趋势以及规模化开发等方面进行了相关分享。他表示,我国开展海上光伏具有重要意义,从规模化发展的条件来看,渤海、黄海、东海北部近海水深相对较浅,受台风影响相对较弱,盐度相对较低,工程建设条件较好。已有的多个海上光伏项目完成用海确权则为海上光伏规模化、基地化开发提供了项目层面的借鉴。以山东为例,近期以浅海海域为重点,采用渔光互补、多能互补等模式,加快桩基固定式项目开发;中远期则结合海上风电场址布局启动漂浮式海上光伏示范,打造“风光同场”一体化开发模式。
水电水利规划设计总院高级工程师胡意新
有机遇也有挑战,胡意新强调到,项目开发前期相关手续办理周期长,数据收集时间跨越春秋两季,同时还有征海费用、军事影响方面的协调难度。在建设方面,施工经验有待积累,缺乏专业的海上光伏施工船,设备方面的可靠性也仍待验证。就未来而言,发展有需求、政策有保障、行业有实力,希望相关各方形成合力、发挥专长,共同推动海上光伏事业的发展。
海光新探索
中国电建作为我国海上光伏设计、施工的主要参与企业之一,其积累的宝贵经验对整个海上新能源的发展都有着明显的促进作用。中国电建集团西北勘测设计研究院工程建设公司副总经理张艳指出,海上光伏拥有超百GW的发展空间,但同时也面临着技术的经济性以及施工的便捷性的矛盾。浪潮汐、施工组织、管理、专业施工设备缺乏、施工流程复杂都是当下的行业难题。
中国电建集团西北勘测设计研究院工程建设公司副总经理张艳
在此背景下,中国电建西北院推出了“筑信”数字化品牌对海上光伏建设周期紧张、施工环境多变、施工安全风险管控难度大等核心问题,开展智能项目管理、智慧工地、智能通航等数字化应用,优化资源配置效率,梳理工程科学决策、保障施工安全、提升建设质量。与此同时,中国电建西北院海上光伏智能装备建造项目于7月10日开工,首台/套智能装备已于威海文登市成功下料生产。
在本次研讨会上,中国船级社CCS青岛分社相关领导为为中国电建西北院及中电建西安港行船舶科技有限公司颁发了海上光伏智能装备设计原则认可证书。
中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司海工室副主任张宝峰则从海上光伏电站设计方面分享到,近年来,华东院做了大量近海光伏项目,从设计难点来看,主要是结构稳定性、技术经济性、桩基防腐、运维以及电机系统的稳定性等方面。因此,从固定式来看,要通过混凝土加钢支撑、混凝土加钢支架、钢管桩加钢桁架或柔性支架实现可靠与经济的平衡;漂浮式的则可以通过贴近水面、地干线、高干线等几种不同的形式增强稳定性。
中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司海工室副主任张宝峰
在本次研讨会上,华东院依托丰富的海上光伏项目经验,重磅发布了O-Solar海上光伏智慧监管平台。
中国电建华东院新能源工程院数字能源事业部副总经理何正旭表示,O-Solar历经四年研发,一款专为海上光伏领域打造的数字化产品,融合了5G、卫星通信、AIS等通信技术,搭建了覆盖全场的通信网络,通过对海上环境的监测,以数字化为抓手,聚焦安全保障、应急响应、多方协同还有智慧运维。
中国电建华东院新能源工程院数字能源事业部副总经理何正旭
天合光能股份有限公司组件研发负责人王乐向与会嘉宾分享了天合海上光伏组件可靠性研究。王乐表示,相比陆地,海洋环境复杂多变,“三高三强”下容易导致光伏组件发电效率下降,寿命缩短。天合光能针对海上光伏场景下推出了“海上光伏双玻组件”,使用更优设计/更低成本边框,双玻/双镀膜玻璃,IP68连接器、自主接线盒以及共挤POE封装胶膜和创新连接电偶腐蚀解决方案,实现更可靠、低成本、更耐久、更安全。天合的“海上光伏双玻组件”已经在山东威海文登HG32实证项目、山东潍坊寒亭寿光HG16项目中实现了运用。
天合光能股份有限公司组件研发负责人王乐
通威太阳能有限公司售前技术总监尹海斌探讨了海上光伏解决方案。他坦言,目前海上光伏组件业内暂无成熟、可靠的解决方案,需要大量实证后才能正式推向市场。为此,尹海斌分享了通威的海上光伏组件研究方向,从应用难点、材料选型、玻璃性能升级、边框性能升级、胶膜性能升级、接线盒及连接器性能升级等多方面、全方位汇报了通威海上光伏组件接下来的升级研究方向。
通威太阳能有限公司售前技术总监尹海斌
一道新能源研究院总经理陈铁军汇报了海上光伏三大解决方案。海上光伏有潮上带、潮间带、潮下带三大典型应用场景。针对这三大场景陈铁军分别分享了中跨距可调倾角柔性支架、水陆两栖漂浮式光伏系统、风光同场漂浮式光伏系统三大解决方案。值得注意的是,根据与常规桩基式海上光伏系统进行经济技术指标对比,可调倾角、水陆两栖、风光同场这三种解决方案EPC造价更低,在4.7元/W~5.1元/W之间,全投资内部收益率也比常规桩基式方案更好,最高可达到6.83%。
一道新能源研究院总经理陈铁军汇
技术与系统
中国电建集团西北勘测设计研究院新能源工程院总工程师惠星汇报了主题演讲海上光伏项目开发规划、设计技术创新及发展趋势探讨。她指出,粗略测算,目前沿海各省桩基固定式海上光伏装机规模估算179.40GW、沿海滩涂光伏装机规模预估210.60GW,加快建设海上新能源项目是沿海各省份实现碳达峰目标的必由之路。但是,她也提到海上光伏开发仍处于技术探索期,经验不足,目前已建成海上光伏电站均为规模较小实证电站,尚无单体规模较大(超过10万kW)的集中式海上电站。为此针对海上光伏项目前期工作的关键问题,惠星从设计、开发系统、成本构成以及智能运维管理方面给出了相关分析和专业建议。
中国电建集团西北勘测设计研究院新能源工程院总工程师惠星
诺斯曼能源科技(北京)股份有限公司技术总监高超分享了双碳目标下海上漂浮光伏系统应用研究。高超表示,目前内陆地区海上光伏漂浮发展技术走向趋同,外海区域则按照入海距离分为不同的技术路线。高超还表示:近海小型化方案,主要是项目方阵外围采用半包围式防波堤,内部建设漂浮式方阵,利用防波堤抑制海浪强度和高度,保护漂浮式方阵,降低建设成本。无掩护区的海上中型漂浮系统方案,主要是为了适应外海无掩护区风浪条件恶劣环境下的方案,不需要其他设备设施,自身即可抵御其所在环境下的荷载;并适合与风电场结合使用。
诺斯曼能源科技(北京)股份有限公司技术总监高超
浙江大学教授、港口海岸与近海工程研究所副所长赵西增分析了海上光伏消浪设施及关键技术。他表示,防波消浪设施的经济性和功能性如何平衡是关键,建立经济成本可控和性能综合最优的防波堤设置方案是当前的要务。
浙江大学教授、港口海岸与近海工程研究所副所长赵西增
华晟新能源科技有限公司技术研发中心副主任周华明对华晟的海光组件进行了探讨。海上光伏前景广阔,但挑战巨大。科学的结构设计和严谨的材料方案是解决海光应用痛点的关键。华晟专注海光应用,推出高效、可靠,为用户提供高应用价值,低碳绿色海光组件产品——V-ocean,组件功率高达723.97W,效率23.3%。据悉,V-ocean DH高温高湿6000循坏功率衰减<4%,TC600衰减<0.6%,UV 180功率衰减,3%;各项加严老化数据证明V-ocean高可靠。
华晟新能源科技有限公司技术研发中心副主任周华明
中国科学院海洋研究所研究员、重点实验室主任段继周汇报了海上新能源防腐蚀问题研究。据介绍,若采取有效腐蚀污损控制策略,可避免25%-40%腐蚀成本损失(5,000-8,000亿人民币)。为降低腐蚀成本,发展全寿命周期的腐蚀防护技术,段继周提出了海洋钢结构浪花飞溅区防腐蚀解决方案、海洋钢结构大气区防腐蚀解决方案以及海洋钢结构水下区防腐蚀等解决方案,不断提升海洋腐蚀防护技术,助推经略海洋走向深远海。
中国科学院海洋研究所研究员、重点实验室主任段继周
东方日升新能源股份有限公司高级产品经理丁驰涛就异质结组件助力海上光伏发展为题做了分享,他表示在海洋严苛的环境下,东方日升采用了耐腐蚀边框、双镀玻璃、适配性胶膜、IP68接线、冷缩套管等方式来组成海上组件解决方案,同时东方日升坚定走以HJT+210为主导的n型技术路线,在自有专利基础上,实现四个首家:首家全面量产自有专利0BB电池、首家实现90微米电池片量产、首家实现纯银用量<10mg/W、首家独创昇连接0主栅无应力串联技术来助力异质结组件的高效使用。
东方日升新能源股份有限公司高级产品经理丁驰涛
关于海上光储方面,华为数字能源技术有限公司山东代表处解决方案总监吴透明带来了华为智能光储解决方案助力打造海上光伏精品工程的主题演讲,他表示建设海上光伏,成为实现碳中和以及构建新型电力系统的重要实践,但同时存在光伏电站收益需求受海上恶劣环境影响大、海上光伏基地规模大,传统方案智能化程度低,运维难度大、海上环境存在对电站财产安全和人身安全的隐患三大挑战,华为基于此通过能量流、信息流融合、光储融合、数字技术电力电子技术融合的三个融合,打造“自动驾驶、安全可靠”的海上光伏精品工程。
华为数字能源技术有限公司山东代表处解决方案总监吴透明
厦门科华数能科技有限公司技术支持总监王大龙就科华高可靠光储系统助力海上光伏为题做了专业分享,他介绍道目前海上光伏有海面桩基,施工困难、环境恶劣,高湿高盐场景,防护要求高、故障处理,后期设备维护困难、海面施工,综合建设成本高四大建设难点。海上光伏高湿场景,组件更容易产生组件衰减,科华逆变器具备PID修复或防护功能,可以有效抑制组件衰减,降低组件衰减导致的发电量损失。同时科华逆变器拥有三防涂敷、铜排镀镍、高防护三条策略来应对高湿环境。
厦门科华数能科技有限公司技术支持总监王大龙
经验与融合发展
对于海上光伏技术现状及存在问题分析,国家能源集团低碳研究院技术研发负责人、高级工程师李博研表示随着我国光伏行业全产业链发展的不断成熟及完善,适用于海洋环境的光伏技术正在取得突破,海上光伏电站的建设已具备技术可行性。国家能源集团低碳研究院拥有超过10年的光伏组件设计和生产经验,对常规光伏组件、双玻光伏组件和柔性轻质化光伏组件等的设计、制造和可靠性有深入了解。通过先进方法论,可根据海上应用的特殊环境(海浪拍击、海水腐蚀、海盐结晶、海洋生物附着等)对组件进行定制设计 (浮体一体化),使其更适合海洋环境应用。
中集集光海洋科技(烟台)有限公司总经理潘细录就漂浮式海上光伏示范项目经验分享做了演讲,他介绍道中集集光海洋科技(烟台)有限公司是由烟台中集来福士海洋科技集团有限公司和烟台高新建设投资开发有限公司联合组成的,提供基于海上光伏和海洋新能源的海域综合开发综合解决方案。他表示海上新能源的单个环节单打独斗肯定不行,设需要全行业共同努力,同时使用场景变了、建造方式变了、安装方式变了、需要改变模式,最后需要考虑到风光融合、渔光互补等综合发展形式。
中集集光海洋科技(烟台)有限公司总经理潘细录
关于海上滩涂光伏工程实践及思考,华能(浙江)能源开发有限公司玉环分公司光伏项目部主任金玉磊介绍道,华能清港滩涂渔光互补光伏电站(清港光伏电站)是通过利用潮间带末利用滩涂新建的一座渔光互补型光伏电站。项目动态总投资5.94亿元,占地面积约1800亩,其工程建设思路有对沿海滩涂淤泥质潮间带地质条件及特性进行研究。克服软质滩涂、潮汐,台风等恶劣自然因素对施工作业和物资运输产生的不利影响。结合绿色能源发展、渔业养殖、生态恢复及资源整合等,多维度挖掘滩涂资源立体空间上的高质量综合利用,做到不改变滩涂的自然属性等。
华能(浙江)能源开发有限公司玉环分公司光伏项目部主任金玉磊
哈尔滨工程大学烟台研究院院长助理、教授吴晟就近海漂浮式光伏发电场机械与电气故障预警与智慧运维技术做了专题分享,他表示我国沿海50米水深内可开发的海上风电超过5亿kW,海上光伏超过10亿kW,产业规模可达10万亿元,东部沿海陆地空间资源紧缺,大力发展海上光伏是必然趋势。在漂浮式光伏场环节监测方面,主要通过强风强浪条件下海洋动力参数(海流、海浪、风速、温度、盐度)与海洋生态参数 (pH、溶解氧、叶绿素)在线、原位观测与数据远程传输;海洋大数据采集与预测,建立海上多源异构数据模型,形成海上恶劣环境的预警、预报机制;海上漂浮式光伏发电场长期运行所带来的遮光效应和水体循环阻碍作用对海洋初级生产力影响的评估。
哈尔滨工程大学烟台研究院院长助理、教授吴晟
对于滩涂光伏项目施工经验交流,大唐集团浙江新能源公司项目经理刘建平介绍道,长大涂滩涂光伏项目针对潮间带内运输难的问题,修建临时转运平合,涨潮的时候,采用运输船、动力浮台和人工浮台等进行材料运输和平台、步道转场;退潮的时候,采用卷扬机、犁田式运输船和浮体轨道等运输材料。针对滩凃淤泥厚,退潮时运输难的问题,结合滩涂内的天然水道,在光伏区内根据施工需要纵向和横向开挖人工运河来解决设备和材料的运输。作为国内首个外滩涂潮间带光伏项目,其成功建设的经验非常宝贵,值得同类工程在设计、施工、试运行等方面借鉴。
大唐集团浙江新能源公司项目经理刘建平