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      碳中和重新定義海上風電新賽道

      來源: 企界 發(fā)布時間:2021-07-06 13:55:36 分享至:

      2020年是不平凡的一年,盡管新冠疫情對全球供應鏈和項目建設帶來一定程度的影響,全球風電新增裝機因得益于中國和美國兩大市場的搶裝,仍創(chuàng)歷史新高達到93 GW。

      在全球應對氣候變化方面,2020也是很特殊的一年。我們不僅見證了歐盟、日本、韓國、加拿大、南非等經(jīng)濟體做出2050年實現(xiàn)碳中和的承諾,國家主席習近平也在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上向國際社會做出了莊嚴宣示:力爭在2030年前實現(xiàn)碳達峰,努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。

      中國是全球第二大經(jīng)濟體和最大二氧化碳排放國,該承諾被認為是繼2015年巴黎氣候協(xié)議達成以來,人類在應對氣候變化進程中最重要的一座里程碑。

      在碳中和的大背景下,全球海上風電產業(yè)必將走深走遠,如何做好產業(yè)頂層規(guī)劃是政府的當務之急。                                    

      降低碳排放,各國勢在必行

      根據(jù)全球風能理事會的預測,到2024年全球海上風電新增裝機48GW,2025至2030年新增裝機157GW。為了朝這個目標追趕,各國絞盡腦汁出臺各種方案。

      美國

      ● 3月,拜登政府制定了到2030年海上風電裝機30 GW 的目標,這也將為美國在2050年實現(xiàn)110 GW的海上風電裝機打下基礎。針對海上風電在川普執(zhí)政期間面臨的項目審批嚴重滯后等問題,新政府還特別授權內政部的海洋能源管理局(BOEM)加快海上風電項目審批。

      ● 5月底,美國加利福尼亞州宣布與聯(lián)邦政府達成協(xié)議,開放加州西部近海,用于建設美國西部首批海上風電項目。

      歐洲

      歐盟委員會的2050路線情景預測顯示,歐盟要在2050年實現(xiàn)其碳中和目標,陸地和海上風電裝機需要從目前的194 GW和25 GW 分別增加到750 GW 和450 GW。

      在去年年底歐盟公布的“歐洲綠色協(xié)議”中,2050年歐盟海上風電裝機目標正式設定為300 GW。

      日本

      日本政府提出到2040年使海上風力發(fā)電能力提升至45GW。在近海施工前,需要能應對巨型耗材的港口,政府已指定了秋田、能代(秋田縣)、鹿島(茨城縣)、北九州(福岡縣)4個港口。四面環(huán)海的日本有眾多適合建造海上風電場的地點,但實際上其目前發(fā)電能力僅為約10MW。

      韓國

      2月,韓國文在寅總統(tǒng)代表韓國政府與33家韓國企業(yè)簽訂了在全羅南道的海上風電開發(fā)協(xié)議,總量達8.2 GW,總投資額高達360億歐元。

      目前韓國海上風電裝機僅為133MW,為實現(xiàn)2030年12GW的海上風電裝機目標,文在寅今年五月宣布到2030年韓國將在蔚山外海建設6 GW的漂浮式海上風電,總投資共270億歐元。這是迄今為止全球已宣布的最大規(guī)模的漂浮式海上風電項目投資。

      全球正加速推進大規(guī)模的海上風電項目,而中國在碳中和目標下海上風電更是強勁發(fā)展。

      響應“3060”目標,中國進軍深遠海

      國家能源局數(shù)據(jù)顯示:截至2020年年底全國風電累計裝機達 2.81億千瓦,其中陸上風電2.71億千瓦、海上風電約900萬千瓦,這讓中國成為名副其實的風電第一大國,比排名第二的美國多130%,是整個歐洲裝機的1.2倍。

      實際上我國近海區(qū)域海上風電日趨飽和開發(fā)規(guī)模受限,而深遠海區(qū)域擁有較高的風速、噪音干擾小,允許更大的風電機組等特點,是海上風電發(fā)展的方向。

      也意味著漂浮式風機、柔性直流輸電、運維母港將成為海上風電發(fā)展的下一個風向標。

      科普:

      1、漂浮式風機

      與傳統(tǒng)的固定式風機不同,漂浮式風機不需要在海底打樁再架起來,而是將其建在浮動平臺結構上,由錨泊系統(tǒng)固定在海床上,它們之間會利用電纜連接,最終通過一條輸出電纜將產生的電力輸送到陸上電網(wǎng)。

      目前在三峽、龍源等海上風電開發(fā)商的協(xié)調下,上海電氣、明陽、海裝也開始開展了漂浮式風機的研究工作。

      2、柔性直流輸電

      隨著海上風電開發(fā)的規(guī)模化及不斷向深遠海發(fā)展,交流輸電方式已難以滿足遠距離、大容量、分布式電力輸送要求,而柔性直流輸電具有不受輸電距離的限制,通過將海上風電場交流電轉換為高壓直流電輸送到受電端,為遠距離、大容量海上電力輸送提供了解決方案。

      3、海上風電母港

      海上風電場不斷向遠海延伸,海上風機及其配件的質量和體積越來越大,運輸難度不斷提高,運輸距離不斷增加,現(xiàn)有的碼頭難以滿足深遠海海上風電的需求,而專業(yè)化的海上風電母港相比普通港口更能確保物流安裝效率、降低風險,可為海上風電物資儲備、船舶的停靠、運維檢修人員的生活提供保障。

      產業(yè)智慧化,海上風電可實現(xiàn)的路徑

      如何實現(xiàn)電力的減碳,這是一個非常現(xiàn)實的問題。

      比起工業(yè),電力行業(yè)更有條件率先實現(xiàn)低碳發(fā)展,這也是作為最大的二氧化碳排放來源的任務,通過風電、光伏等低碳電力的大規(guī)模發(fā)展,電力行業(yè)應該率先實現(xiàn)達峰與中和。

      但我們也不能一味等著政策完善了再行動,隨著補貼的退出或者平價上網(wǎng)時代的到來。海上風電產業(yè)應該不斷創(chuàng)新,挖掘發(fā)展空間。

      這里給大家講一個例子,開發(fā)阿爾法Go把圍棋冠軍打敗的人工智能公司DeepMind基于機器學習(ML)技術,在做風電生產和電力供應/需求預測,為風電場運營商提供更多數(shù)據(jù)驅動的評估,以滿足未來的電力需求,并節(jié)省風電場運營成本。

      通過大數(shù)據(jù)嘗試,把原來認為是不可調度的風電進行提前預測,是一項非常大的進展,可以為未來海上風電產業(yè)的發(fā)展提供更多可實現(xiàn)的路徑。

      海上風電場的智慧化可以參考智慧港口的發(fā)展路徑,比如建立海上風電基礎、風機、電氣系統(tǒng)全壽命周期的管理平臺。實現(xiàn)遠程監(jiān)控、狀態(tài)監(jiān)測、健康診斷,降低風電場的運維成本。

      海上風電可實現(xiàn)的路徑設想

      1、在風電場的建設期間,通過基于人、機、物、船的調度數(shù)學物理模型,動態(tài)規(guī)劃海上風電場人員、船只、進度、物資等工作,保障項目質量、進度和安全。

      2、在運維期,通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對海上風電場的風機、基礎、升壓站、海纜進行遠程實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集,進行故障預警和制定檢修計劃,輔助海上風電場進行運維檢修工作。

      以海上風電破局港口企業(yè)的新能源發(fā)展也前景可期。

      ▲ 6月18日,山東省港口集團與國家能源投資集團有限責任公司在北京簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議,能源、交通企業(yè)跨界“握手” 探索綠色低碳發(fā)展新路徑。

      港口周邊往往是臨港產業(yè)的集聚地,海上風電緊鄰電力負荷中心消納前景廣闊。

      打造國際化海上能源母港,推動國內各省大型海上風電大基地建設,又可催生出新一輪的能源和科技革命。

      總而言之,在碳中和背景下的海上風電時代需要先行者、試驗田,各地政府和企業(yè),開創(chuàng)海上風電事業(yè)大有可為,希望國內在海上風電方向能開展一些實質性合作。通過聯(lián)合攻關提升核心技術水平,推進“產學研用”協(xié)同創(chuàng)新,助力中國海上風電的發(fā)展。

      內容來源:風能專委會CWEA、千堯科技

      本文關鍵詞:綠色環(huán)保 標簽:海上風電
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