海阔天遥非等闲！明阳集团张传卫：“双碳”目标下海洋能源的创新与实践
发布日期：2024/3/1
中国拥有丰富海洋能源，可开发潜力巨大。明阳集团在内的我国新能源企业多年深耕于海上风电设计、制造与服务领域，并布局“风光储氢”全产业链，推动新能源技术高端化、产业生态化、应用场景化，为推动经济社会绿色升级发展、落实“双碳”目标提供重要的科技技术服务。
一、大力发展海上风电可获得多重效益
风能是重要的可再生能源之一，海上风能资源丰富，极具发展潜力。中国拥有超18000公里海岸线，较适宜大规模开发海上风电。最新研究报告指出，中国具有600GW漂浮式风电的理论装机潜力，集中于浙江、福建、广东及海南等地区。大规模开发海上风电除助力加速能源转型、保障能源安全外，还具有推动技术进步和经济发展等多重效益。
海上风电开发可为加速推动能源转型、保障国家能源安全提供重要支撑。沿海省份多是中国经济中心所在地，其能耗占全国总量约65%，但主要来自化石能源。因此，海上风电开发可为加速其能源转型进程提供重要科技支撑。此外，中国能源目前对外依存度较高，具有一定政治风险，可能危及国家经济社会发展安全。海上风能资源储量大，大规模开发及就近消纳可有效提高中国能源供给安全性。
海上风电发展可推动技术进步和经济发展。海上风电需要众多高端装备制造技术提供支持，其大规模开发将有效推动中国在材料、高端轴承、齿轮箱和大功率发电机等方面的技术创新及突破。此外，海上风电发展还将拉动各类上下游配套产业发展，以实现海上风电全生命周期产业价值集合，可能形成万亿级产业集群。
截至目前，中国共计投运102个海上风电场，涵盖超5000台海上风机，装机规模总量达26.5GW，占全球海上风电投运规模的45%以上。预计到“十四五”末，中国海上风电投运规模将达60GW。
二、创新推动海洋能源技术高端化
作为世界领先的海上风电企业，明阳集团在抗台风型大风机、弹玻混编大叶片、创新漂浮式系统、分散柔性直流输电系统等多项技术上取得重大突破，为海上风电大规模发展提供重要支撑。
► 抗台风型大风机：创新开发的MySE 16MW-242海上机型（图1），叶轮直径达242米，叶片长度达118米，扫风面积达46000平方米，是全球单机容量最大、风轮直径最大的海上风电产品，引领全球海上风电机组技术发展。
图1. 全球最大的MySE 16MW-242海上机型示意图
► 碳玻混编大叶片：自主研发设计的海上大型抗台风型风机叶片，拥有优异翼型和良好气动性能，并与风力发电主机具有最佳匹配性海上风电领域，确保发电效率最优。此外，较玻纤叶片，碳玻混编拉挤工艺和技术使叶片减重15%，成本降低约25%。
►创新漂浮式系统：漂浮式风机基础具有可靠性高、效率高、成本低、易组装特点（图2）。此外，海上漂浮式风机具有显著预期的造价下降路径曲线，通过材料创新、规模化制造施工、系统创新设计优化，未来海上漂浮式风机发电可在深远海域实现平价，为深远海市场实现创新突破。
►分散式柔性直流输电系统：柔性直流输电技术在海上风电长距离输电方面具有更强经济性、更小损耗、更大传输容量，同时还便于快速控制，可提高电网安全性。
图2. 明阳智能漂浮式风机岛机组
此外，新型深远海养殖技术可促使风电厂空白区域转换为海洋牧场养殖功能区；电解海水制氢技术可节省海水淡化环节，降低生产成本。各类技术突破和发展带动海洋能源全产业链建设。
三、全面推动海洋能源产业集群化和应用场景化
明阳集团致力于持续推动海洋能源产业集群化。以广东省为例，海上风能可作为发展龙头，进一步相伴开发海水制氢、海洋牧场、旅游观光、军事补给、海上救援等产业，推动形成万亿级海洋经济集群。以此巨大发展需求为核心，明阳集团将逐步推动形成世界级高端装备制造基地，集中攻克新型材料、人工智能、海洋工程、关键高端部件技术等重大科学和技术问题，以实现风电平价、低价上网为目标，从根本上保障能源安全，加快低碳、零碳进程。
明阳集团还致力于创新推动海洋能源应用场景化，以风光电能制氢为切入点，快速开展水电解制氢装备开发，并将风电、光伏与制氢进行深度耦合。明阳集团与巴斯夫、宝武钢铁等企业，助力湛江东海岛、福建古雷岛等打造绿色生态岛示范，推动高比例绿氢绿电使用，逐步构建绿色低碳能源新体系，破解能耗双控难题，助力重点耗能项目扩产，形成绿色可持续发展力。还实施“源网荷储氢一体化”示范项目，海上风电绿电绿氢就地就近供给海岛，让高耗能企业获得低成本电力，提升市场竞争力，打造全球绿色生态石化产业样板。
海上风电是重要的可再生能源之一。明阳集团作为我国新能源企业，始终践行绿色低碳发展理念，积极布局“风光储氢”全产业链，以产业形态融合贯通构建产业新生态，为中国社会经济可持续发展，推动能源结构转型，实现碳达峰碳中和目标贡献力量。
来源：清华大学碳中和研究院 作者：张传卫
