记者29日从中国海油获悉,我国首座深远海浮式风电平台——海油观澜号自并网发电以来,累计供应绿色电力560万度。平台并网发电4个月来,运行平稳,经受住了南海常年恶劣环境下的考验。中国之声特别策划《澎湃活力,奋进中国》30日推出:《海油观澜号:海上油气挺进“绿电时代”》。
在距离海南文昌海岸线136公里的海洋深处,远远望去,矗立着一座整体高度超200米,也就是约70层楼高的巨大“风车”,它就是海油观澜号,由风力发电机、浮式基础、系泊系统和动态缆组成。橘色的底座就是三角形浮式基础,由30个钢结构模块组装而成了3个边立柱和1个中间立柱,它们组合在一起,像一个巨人一样稳稳地扎在水中。
浮式基础上方是高约83米的圆筒形柱子,柱子上方是重达260吨的机舱,它相当于风机的大脑,可以指挥风机进行转动和变桨操作。机舱的前部是直径达158米的叶轮,也就是大家熟知的“大风车叶片”,叶轮的扫风面积相当于2.7个标准足球场的大小。风带动3只大叶片,使机舱中的发电机转动,生成源源不断的绿色电力。
今年中秋国庆假期,中海油风机主管樊晶晶的个人坐标依然在海油观澜号之上,为了保证这个“大风车”能够正常运转,他和小伙伴们八天都会坚守在自己的岗位上。
樊晶晶表示:“对海油观澜号浮式风电平台进行监控,同时对风电机组运行状态、浮体姿态、海底动态电缆等进行实时监控,巡检电气一次设备如高压开关柜。记录运行数据如发电量、风速及设备的相关温度、压力等,并对运行数据进行分析,保证机组稳定运行,尽可能为油气田开发提供更多绿色电力。”
海油观澜号是我国首座真正意义上的深远海浮式风电平台,装机容量7.25兆瓦,吃水总重达11000吨,在三角形浮式基础之下,通过9根系泊锚链牢牢固定在水深120米的海底。其产生的绿色电力通过1条5公里长动态海缆接入海上油田群电网。中海油融风能源有限公司总经理张树德说:“海油观澜号年发电2200万千瓦时,可节省天然气1000万方,减排二氧化碳2.2万吨。”
海油观澜号浮式基础进行码头靠泊,之后进行塔筒和风机的安装(央广网发 受访者供图)
自今年5月20日海油观澜号成功并入文昌油田群电网,就正式开启了为海上油气田输送绿电的新里程。作为我国第一个工作海域距离海岸线100公里以上、水深超过100米的浮式风电平台。该平台在设计建造中,完成了多个国内外首次,实现了很多创新性突破,比如,创新应用风机与浮式基础的一体化设计,这样的设计可以确保海油观澜号在超17级的最强台风下安全稳定地运行。
张树德介绍,几个月以来,这个年轻的浮式风电平台交上了一份令人满意的答卷。“自并网发电以来,累计供应绿色电力560万千瓦时。浮式风电平台在投产的4个月里,运行平稳,经受住了南海常年恶劣环境下的考验,特别今年7月至9月的台风季期间,强台风‘泰利’过境,海油观澜号依然能够做到稳定运行。”
为什么一定要开发我国深远海的风能资源?首先与我国深海油气勘探开发的脚步有关,海上油田电力系统是海上油气平台的动力命脉,日常生产作业需要消耗大量的电能,都要靠其提供稳定的电源。目前国内外海上油田均采用化石能源提供电能,风力发电则为深远海油田群的用电提供了一种更加绿色的方式。
为保证风电并网后油田群电网能够持续平稳运行,文昌油田群打造了“风电+气电+智慧电网”的一体化供电新模式。通过油田能源管理系统、风机监控系统以及风功率预测系统之间的相互配合,将油田群的4个燃料电站与海油观澜号风电平台融合成一个整体。实现了风电与油田电能的统一控制和管理,形成主动控制与被动响应双重保障。
张树德表示:“文昌油田群电网是打造海上绿色低碳新型电力系统的有效尝试。一方面通过多个油田的电力组网,实现了海上油气电力的高稳定性需求;另一方面通过接入大容量的可再生能源发电机组,为未来海上油气田高比例利用新能源电力迈出了关键一步。”
锚链回接船正在进行海油观澜号浮式风机与水下锚链的连接作业(央广网发 受访者供图)
除了开采深海油气的需要,从客观条件来说,近几年我国近海风电资源开发利用已趋近饱和,深远海不仅可开发范围更广,风能资源更丰富,还可以有效减少或避免对近海人类生产生活的不利影响。根据国家气候中心的数据显示,我国深远海风资源技术可开发量超过20亿千瓦,潜力巨大,海上风电资源的开发运用是实现我国碳达峰碳中和目标最有效的途径之一。放眼全球,在过去十年中,全球海上风电装机容量平均每年增长21%。
中海油融风能源有限公司副总经理、海油观澜号主要参与人孙红军介绍:“从累计装机容量上看,中国在2021年就已经超越英国,成为第一大市场,并在2022年进一步巩固其市场份额。截至去年底,中国的海上风电装机容量超过了30吉瓦,全球前5的其他4个市场分别是英国、德国、荷兰和丹麦。”
海油观澜号(央广网发 受访者供图)
在深远海浮式风电方面,欧洲发展较早,在2009年就开始进行小型示范,经历了十多年的迭代,形成了多种形式的浮式基础。相比之下,我国起步较晚,但走出了一条独具中国特色的路线。
孙红军说:“我国从近年才开始进行浮式风电的研究与示范应用,且我国的海洋环境以及海岸码头也与欧洲存在较大的区别,我们选择适应我国海岸特点的技术路线,推动浮式风电向深远海,向大风机进展。”
随着中国海上风电产业迅速壮大,整体行业逐渐发展成熟。集专业服务、风电机组、辅助设备、海上风电施工、海上运营和关联产业在内的海上风电全产业链构建,得到大力推动。
中海油新能源分公司党委书记、总经理、海油观澜号负责人肖茂林表示,从风机到叶片,从海底电缆到海上施工装备,一系列海上风电关键技术在我国均已取得突破。推动风电向拥有更优质风能资源和更少人类活动的深远海挺进,对我国形成全球竞争力的风电产业链和供应链具有积极意义。“发展海上风电,不仅能直接带动船舶工业、海洋养殖、氢能、海洋旅游、海洋矿产资源开发等产业发展,还可以跟其他经济进行组合,促进我国海洋经济与地方经济的发展。”
中海油执行副总裁兼新能源部总经理杨云说,未来,我国将有更多海上油气平台和岛屿的生产用电需求,均可通过以海上风光电为代表的可再生能源的替代,在保障国家能源安全的同时,还可大幅度平抑碳排放,为国家油气“增储上产”提供新方案新动能。
杨云表示:“希望通过海油观澜号的实施,推动我国深远海浮式风电在核心技术、大型海上安装装备以及产业链资源整合等方面取得实质性突破,实现高比例可再生能源在微电网的稳定运行,打造海上风电与海洋油气融合发展的新模式。实现海洋油气绿色低碳开发。”(总台中国之声记者张棉棉)