國家能源集團(tuán)建成全球首個漂浮式風(fēng)漁融合平臺
來源：中國能源新聞網(wǎng) 時間：2024-04-28 11:36
——國家能源集團(tuán)“大風(fēng)車”遇到“藍(lán)色糧倉”
林啟鑫
東海之濱，清風(fēng)拂綠，春和景明。
福建莆田南日島國家級海洋牧場海域，晴空下的萬頃碧波中，一排排海上風(fēng)機(jī)御風(fēng)而立，葉片迎風(fēng)轉(zhuǎn)動，源源不斷地輸送著綠色電能。風(fēng)機(jī)中間，佇立著引人注目的“國能共享號”——國家能源集團(tuán)龍?jiān)措娏﹂_發(fā)建設(shè)的全球首個漂浮式風(fēng)漁融合平臺。
4月2日，首批1萬尾大黃魚魚苗成功入住“國能共享號”，標(biāo)志著該項(xiàng)目漁業(yè)養(yǎng)殖方案正式落地實(shí)施，開啟了新時代“新能源+”立體化開發(fā)的新篇章，推動形成“海上發(fā)電、海下養(yǎng)魚”的融合發(fā)展新模式。
建成投產(chǎn)后，“國能共享號”一天可發(fā)電9.6萬千瓦時，約能滿足4.2萬人一天的生活用電需求，此外，一個養(yǎng)殖周期的魚品收入就能達(dá)到數(shù)百萬元，實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)展與傳統(tǒng)海洋經(jīng)濟(jì)共享共進(jìn)、互促共贏。
融合，勾勒新發(fā)展藍(lán)圖
南日島的潔白風(fēng)車如林矗立，風(fēng)車轉(zhuǎn)動，將原本穿島而過的風(fēng)變成了清潔能源。這里是福建省唯一一個國家級海洋牧場示范區(qū)，海水養(yǎng)殖面積超4500公頃。
由于需要統(tǒng)籌規(guī)劃海上風(fēng)電和漁業(yè)養(yǎng)殖區(qū)域，并預(yù)留一定的間隔空間，南日島逐漸面臨海上風(fēng)機(jī)和海上牧場的“飽和”狀態(tài)。如何進(jìn)一步發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)，成了龍?jiān)措娏Ω＝ü靖哔|(zhì)量發(fā)展的突出問題。
要提高海洋經(jīng)濟(jì)開發(fā)能力，就要走綜合利用海洋的新思路，推動海上風(fēng)電與深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖之間的融合。在此背景下，“國能共享號”應(yīng)運(yùn)而生。
“國能共享號”是全球首個深遠(yuǎn)海浮式風(fēng)電與養(yǎng)殖一體化設(shè)計(jì)結(jié)合的項(xiàng)目，建于福建莆田南日島國家級海洋牧場示范區(qū)，水深約35米，采用三立柱半潛式平臺，立柱邊長約70米、平臺總高24米、設(shè)計(jì)吃水14米，總重量達(dá)4900噸，相當(dāng)于3000余輛小汽車的重量。平臺中間取正六邊形作為養(yǎng)殖區(qū)域，養(yǎng)殖水體約10000立方米，相當(dāng)于5個標(biāo)準(zhǔn)游泳池的大小。
“國能共享號”開創(chuàng)性地將海上風(fēng)力發(fā)電和深海養(yǎng)殖平臺合為一體，實(shí)現(xiàn)海洋經(jīng)濟(jì)的跨產(chǎn)業(yè)融合。針對傳統(tǒng)海洋牧場普遍存在“供電不足、供電不穩(wěn)定”的情況，導(dǎo)致大型現(xiàn)代化牧場增養(yǎng)殖設(shè)備、資源環(huán)境監(jiān)測設(shè)施等無法使用，增養(yǎng)殖效率低、危險系數(shù)高等綜合性難題，“國能共享號”平臺上安裝一臺4兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組以及輕質(zhì)柔性光伏組件，利用風(fēng)機(jī)、光伏等綠色電力為養(yǎng)殖投喂設(shè)備、養(yǎng)殖監(jiān)控設(shè)備、洗網(wǎng)設(shè)備、漁網(wǎng)絞車等養(yǎng)殖設(shè)施供電，達(dá)到“自發(fā)自用”的目的。
同一海域中，既能利用風(fēng)力發(fā)電，又能進(jìn)行漁業(yè)養(yǎng)殖，實(shí)現(xiàn)海洋資源的集約、高效、環(huán)保利用和“立體式”開發(fā)，是“國能共享號”的最大特點(diǎn)。
“國能共享號”一經(jīng)推出，就獲得了不少漁業(yè)養(yǎng)殖企業(yè)的關(guān)注。秀嶼區(qū)南日鎮(zhèn)后葉村村民楊文發(fā)靠海為生，有著15年漁業(yè)養(yǎng)殖經(jīng)驗(yàn)，對“國能共享號”的投用充滿期待：“既能發(fā)電、又能養(yǎng)魚，科技感滿滿。平臺周邊投放餌料也會引來更多魚類，增加我們的捕撈收入。”
創(chuàng)新，賦能新質(zhì)生產(chǎn)力
“作為全球首個漂浮式風(fēng)漁融合項(xiàng)目，從項(xiàng)目設(shè)計(jì)到項(xiàng)目建造，再到項(xiàng)目首批魚苗成功投放，每一步都充滿了未知的挑戰(zhàn)。我們堅(jiān)持守正創(chuàng)新，融合發(fā)展，通過‘國能共享號’引領(lǐng)海上風(fēng)電向深遠(yuǎn)海挺進(jìn)?！饼?jiān)措娏Ω＝ü军h委委員、副總經(jīng)理，“國能共享號”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人陳勇說。
作為深遠(yuǎn)海漂浮式風(fēng)電與漁業(yè)養(yǎng)殖一體化設(shè)計(jì)概念在世界范圍內(nèi)的首次創(chuàng)新實(shí)踐，“國能共享號”是國家能源集團(tuán)2020年度十大重點(diǎn)科技項(xiàng)目之一，入選2021年度“中國科協(xié)十大產(chǎn)業(yè)技術(shù)問題”，列入福建省2022年度科技重大專項(xiàng)計(jì)劃。
面對無先例參考、跨行業(yè)融合等多重因素疊加，在項(xiàng)目初始設(shè)計(jì)建造階段，龍?jiān)措娏ι钊腴_展能源電力、風(fēng)機(jī)制造、海洋工程、漁業(yè)養(yǎng)殖等跨領(lǐng)域、跨學(xué)科技術(shù)融合研究，全力攻克漂浮式風(fēng)電基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、風(fēng)電機(jī)組適應(yīng)性改造、動態(tài)海纜及錨泊系統(tǒng)設(shè)計(jì)等技術(shù)，完成總體性能、結(jié)構(gòu)、系泊、機(jī)械、電氣、養(yǎng)殖等14個專業(yè)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)“平臺結(jié)構(gòu)、海洋空間、運(yùn)營功能”多空間多層次共用。
“我們還開發(fā)出了適用于漂浮式風(fēng)機(jī)的控制算法及使用平臺穩(wěn)定控制策略，完成了10余項(xiàng)關(guān)鍵設(shè)計(jì)升級，保證浮式風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，多項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)從‘0’到‘1’的突破，填補(bǔ)了技術(shù)空白領(lǐng)域，解決我國深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電開發(fā)的技術(shù)難題?！绷譄稣f道。
在養(yǎng)殖方面，“國能共享號”養(yǎng)殖網(wǎng)箱網(wǎng)衣選用了低碳低蠕變的超高分子量聚乙烯纖維材料編織，采用分片式結(jié)構(gòu)，可承受50年一遇極端海況荷載，設(shè)計(jì)壽命長達(dá)5年，為國內(nèi)海洋養(yǎng)殖行業(yè)最高標(biāo)準(zhǔn)。同時，項(xiàng)目搭載了完善的信息化、現(xiàn)代化、智能化的深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖設(shè)備，包括網(wǎng)衣清洗機(jī)器人系統(tǒng)、自動投喂系統(tǒng)、海洋環(huán)境監(jiān)測和魚體監(jiān)測系統(tǒng)等，并同步搭建了在線監(jiān)測水質(zhì)環(huán)境和水文數(shù)據(jù)的傳感器，可對水體溫度等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，遠(yuǎn)程觀察評估魚的生長狀態(tài)和尺寸重量，有效防控風(fēng)險，提高養(yǎng)殖收益率。
此外，龍?jiān)措娏€將在“國能共享號”上線應(yīng)用一體化監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時采集平臺風(fēng)機(jī)、箱變、海纜、光伏、養(yǎng)殖、消防等10余類設(shè)備的全量數(shù)據(jù)，并在常規(guī)風(fēng)電、光伏監(jiān)控基礎(chǔ)上，創(chuàng)新融合了基礎(chǔ)平臺傾仰角度、橫蕩、系泊錨鏈拉力等漂浮式平臺指標(biāo)監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)了“漂浮式風(fēng)電+深海養(yǎng)殖”的多元一體化監(jiān)控，多維度實(shí)時監(jiān)視和設(shè)備故障報警，為深遠(yuǎn)海風(fēng)能資源開發(fā)與漁業(yè)養(yǎng)殖融合發(fā)展提供數(shù)字化監(jiān)控貢獻(xiàn)了“國能智慧”。
“‘國能共享號’一方面解決了海上風(fēng)電向深遠(yuǎn)海發(fā)展的技術(shù)瓶頸，另一方面推動了海水養(yǎng)殖向深遠(yuǎn)海發(fā)展。兩者結(jié)合將有效降低綜合成本，有利于引導(dǎo)我國風(fēng)電開發(fā)邁入深遠(yuǎn)海?！标愑卤硎?。
實(shí)干，篤行不怠創(chuàng)一流
受益于臺灣海峽“狹管效應(yīng)”影響，南日島區(qū)域被稱為“海上風(fēng)電明珠”，全年4級風(fēng)以上時間達(dá)300天以上。風(fēng)大、水深、浪高等地理環(huán)境特點(diǎn)，是“國能共享號”項(xiàng)目落地必須要啃下來的“硬骨頭”。
“國能共享號”主要施工工序有浮式平臺建造、吸力錨建造、吸力筒施工、浮體拖航、風(fēng)機(jī)安裝、整體拖航、錨鏈回接等，點(diǎn)多、面廣，無法形成長時間的連貫性作業(yè)?！拔覀儽仨氜D(zhuǎn)變思路，化整為零，碎片化作業(yè)，高起點(diǎn)謀劃、高質(zhì)量推進(jìn)，向海圖強(qiáng)打造‘一流工程’。”龍?jiān)措娏Ω＝ü竟こ探ㄔO(shè)部負(fù)責(zé)人林燊說道。
漂浮式基礎(chǔ)設(shè)計(jì)建造是“國能共享號”平臺建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，上承浮式風(fēng)機(jī)、下托養(yǎng)殖網(wǎng)箱。龍?jiān)措娏?jiān)持產(chǎn)學(xué)研一體化推進(jìn)，聯(lián)合高校、科研院所等單位，針對東南沿海夏季多臺風(fēng)等惡劣天氣環(huán)境，綜合分析適用海域、水動力性能、結(jié)構(gòu)性能、設(shè)計(jì)建造安裝等因素，經(jīng)過多輪仿真模擬和設(shè)計(jì)優(yōu)化，探索形成了一種適合我國海域的漂浮式基礎(chǔ)型式。
“在仿真計(jì)算過程中，我們前后進(jìn)行了4輪迭代計(jì)算，每輪計(jì)算僅風(fēng)機(jī)的工況就超過5萬個。不僅如此，我們還通過水池實(shí)驗(yàn)?zāi)M了數(shù)百個極端工況，全面檢驗(yàn)關(guān)鍵性能參數(shù)的準(zhǔn)確性?！绷譄鼋榻B。該平臺設(shè)計(jì)已獲得中國船級社原則性批準(zhǔn)（AIP）證書，設(shè)計(jì)成果通過中國船級社、挪威船級社等業(yè)內(nèi)專業(yè)機(jī)構(gòu)審查驗(yàn)證。
萬事俱備，只“欠”東風(fēng)。2023年9月，“國能共享號”浮式平臺拖航抵達(dá)福建平潭金井碼頭，開展浮式風(fēng)機(jī)吊裝。彼時的福建即將進(jìn)入“盛風(fēng)期”，施工窗口期進(jìn)一步縮減，風(fēng)機(jī)吊裝任務(wù)更加艱巨。受風(fēng)況影響，尚未下錨的漂浮式平臺在海上不斷搖擺，使浮式風(fēng)機(jī)葉片與塔筒的對接始終處于不穩(wěn)定狀態(tài)，給吊裝作業(yè)帶來了許多不確定因素。面對“不可能”的任務(wù)，林燊24小時蹲點(diǎn)現(xiàn)場，按照“人停設(shè)備不?！钡牡拱喙ぷ鳈C(jī)制，以分保時、以時保天，緊抓每一個窗口期，在確保安全的前提下，組織施工單位爭分奪秒地進(jìn)行吊裝。經(jīng)過3天4夜的奮戰(zhàn)，浮式風(fēng)機(jī)安裝工作成功完成，創(chuàng)造了行業(yè)內(nèi)漂浮式風(fēng)機(jī)最短安裝工期紀(jì)錄。
“‘國能共享號’屆時整體拖航至預(yù)定海域后，將通過錨鏈和吸力錨筒與海床連接固定。吸力錨的施工，相當(dāng)于海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)施工?！饼?jiān)措娏Ｉ鲜聵I(yè)部海工專責(zé)、項(xiàng)目現(xiàn)場負(fù)責(zé)人趙樂川介紹。
南日島海域海底溝壑縱橫、暗礁交錯，巖體復(fù)雜多變，給錨的型式及位置選擇帶來很大挑戰(zhàn)。該公司充分借鑒莆田南日島海上風(fēng)電場一期項(xiàng)目施工經(jīng)驗(yàn)，與各單位充分研討分析后，確定采用吸力錨方案，并對機(jī)位附近采取淺地層剖面物探法分析巖石埋深情況，首次在漂浮式風(fēng)電領(lǐng)域應(yīng)用船體端部連接張緊器，集導(dǎo)向、止鏈、張緊功能于一體，顯著提高海上錨鏈回接效率，降低作業(yè)風(fēng)險，最終順利完成項(xiàng)目9個吸力錨沉貫工作，為打牢“浮式基礎(chǔ)”奠定了基礎(chǔ)。
“國能共享號”的建成投產(chǎn)是龍?jiān)措娏?jiān)持多元化、快速化、規(guī)?；⑿б婊?、科學(xué)化發(fā)展新能源的實(shí)踐，今后，龍?jiān)措娏⒉粩嗵剿鳌靶履茉?”融合發(fā)展自然經(jīng)濟(jì)模式，為推動綠色低碳發(fā)展、建設(shè)美麗中國貢獻(xiàn)力量。
責(zé)任編輯：閆弘旭
