核心提示：11月23日，由三峽集團、金風科技聯合研發的16兆瓦海上風電機組在福建三峽海上風電國際產業園下線，成為目前全球單機容量最大、葉輪直徑最大、單位兆瓦重量最輕的風電機組。
就在一個月前的同一地點，金風科技13.6兆瓦大容量海上風電機組下線。當時，該機組還是全球范圍內葉輪直徑最大、亞太地區單機容量最大的風電機組。16兆瓦機組不僅打破了自己的葉輪直徑紀錄，還刷新了全球單機容量紀錄，不久后，它將在平潭外海的風電場里一展身姿。
正在施工的海上風電項目 受訪單位供圖
為何大容量風電機組連續在福建下線？未來紀錄還會不會再次刷新？記者對此進行了采訪。
海上風機大型化 福建是試驗場
福建的海風，是“金風”。
臺灣海峽，位于武夷山脈與臺灣山脈之間。“狹管效應”使這里海風勁掠，是我國海上風電資源最豐富的地區之一。
“好的風資源就要用好的機組。”三峽集團福建能投公司執行董事、黨委書記雷增卷表示，“福建海上年平均風速每秒可達9米左右，這樣的風資源在全國乃至全球都處于前列。”
福建優質的海風是大功率海上風機的試驗場。“2017年前，國內主流海上風電機組單機容量還停留在5兆瓦以下。三峽集團結合福建海上風電資源稟賦，在興化灣一期項目建設了全球首個國際化大功率樣機試驗風場，選取國內外8家知名風機廠商生產的14臺5兆瓦以上的風電機組同臺競技。”雷增卷介紹。
這一場競技，讓福建從此與大功率海上風電機組結緣。
在興化灣一期項目中，金風科技研發制造并投入安裝使用的6.7兆瓦海上風電機組是首臺（套）產品。“6.7兆瓦機組是興化灣一期項目中容量最大的風機，也是當時亞太地區最大容量的海上風機。這得益于三峽集團創造的同臺競技的機會，也得益于在同臺競技中汲取了兄弟企業好的做法和經驗。”福建金風科技有限公司總經理胡建華說。
2017年7月，福建三峽海上風電國際產業園主體工程在福清開建。產業園遴選技術先進、質量可靠、最適合福建海況風況的海上風機機組入駐，為我國大容量海上風機創新提供試驗的載體和平臺。
水電四局生產塔筒的車間 游笑春 攝
僅用了2年，產業園就引進了金風科技、東方電氣、中國中車、中國水電四局、丹麥LM葉片等5家龍頭企業，形成年產300萬千瓦以上的風機及主要零部件生產、配送、售后服務等能力。“5家入園企業經過了我們的精心挑選，它們的研發生產制造能力在亞太區域甚至在全球都是比較領先的。”雷增卷說。
率先入駐產業園的金風科技，率先實現了全面投產，并率先實現“福建造”海上風機出口。“中國中車生產發電機、艾爾姆公司生產葉片、水電四局生產塔筒，產業園集聚產業鏈成員單位，實現了風機主要部件的本地化生產制造。同時，企業間形成了你追我趕、互相促進的局面，海上風機產業不斷有新的突破。”胡建華說。
產業集群，讓破紀錄的創新成果不斷顯現。近年來，金風科技、東方電氣相繼在園區下線自主研發的6.7兆瓦、8兆瓦、10兆瓦、13兆瓦、13.6兆瓦、16兆瓦海上風電機組，助力福建成為海上風電原創技術策源地，推動實現海上風電大國重器“福建造”。
機型出新快背后 是技術創新支撐
海上風電資源豐富，不占用土地，不消耗水資源，適宜大規模開發。這些優勢讓海上風電馭風前行，迎來高速發展階段。
據中國可再生能源學會風能專業委員會（CWEA）統計，2021年我國海上風電新增裝機容量達到1448.2萬千瓦，同比增長276.7%，新增裝機容量與累計裝機容量雙雙居全球第一。
隨著海上風電逐漸向深遠海域進軍，智能化超大容量機組的發電優勢和經濟性優勢將進一步突顯。中國可再生能源學會風能專業委員會秘書長秦海巖表示，未來海上風電發展大型化是一個重要的趨勢，預計到2025年，20兆瓦風電機組將被研發出來。
“一年漲兩個兆瓦，每年新出機型的速度比手機出新速度還快。”在近期召開的2022全球海上風電大會上，秦海巖發出這樣的感嘆。
翻看中國風機大兆瓦迭代史，其勢頭迅猛讓人驚嘆。
10年前，全球先進風機制造廠商已經具備3兆瓦到3.6兆瓦機組大規模應用能力，而中國3兆瓦機組還在研發階段，在海上風電核心技術領域尚處于起跑階段。
10年間，中國海上風力發電機組從起步階段的3兆瓦及以下機型到3~5兆瓦作為海上風電主流機型，發展到6~8兆瓦風機陸續下線安裝，再到10兆瓦以上巨型風機下線和并網投產，中國風電產業乘風而起，實現了重大裝備制造從“跟跑”到“并跑”再到“領跑”的歷史性跨越。
三峽福建海上風電集控中心顯示的風力圖 游笑春 攝
技術不斷刷新行業紀錄，在全球風電整機商前十名的榜單中，中國企業也已占據大半壁江山。
“從上世紀80年代起步，90年代進入國產化研制，到2000年進入快速發展期，中國風電經過20多年的發展，在葉輪直徑、單機功率等級、塔架高度以及度電成本等方面已與國外前沿技術沒有差別了。”金風科技董事兼總裁曹志剛表示，國內風電企業走到引領階段的“無人區”位置后，需要的是技術創新支撐。
2021年，三峽集團和金風科技一起承擔國家重點揭榜掛帥項目。16兆瓦容量與20年前比，單機容量已經大了20倍，這個紀錄還在繼續被快速刷新。
“風機的大型化，不是沿著原來的技術邏輯和技術路線簡單放大。”曹志剛表示，“單機容量從18兆瓦到20兆瓦、25兆瓦或者是30兆瓦，風機的結構從形式上就會有巨大的差異，包括新材料的運用。”產品創新，背后的核心是技術創新，這些技術的跳變點需要積累，經過產品迭代以后才能走上更高的臺階。
“研制大容量風機，會推動整個產業鏈上下游相關技術與產業的發展進步。”秦海巖表示，比如大容量風機的超百米長葉片，會對碳纖維產業起到巨大的拉動作用；16兆瓦機組的軸承直徑基本上要到12米以上，這種重載的大尺寸軸承以前國內難以制造，但是因為有了市場需求，帶動了中國軸承企業的自主研發。
用好福建海風 仍任重道遠
福建的風，適合多大容量的機組？雖然沒有精確的計算，但雷增卷認為，16~18兆瓦機組風能利用率最高。“太小不能有效利用風資源，太大則裝機成本過高，風機容量大小要跟風資源匹配，讓每一縷風發好每一度電。”
數據顯示，截至2021年底，福建省電力總裝機達6983萬千瓦，其中風電等清潔能源裝機達到4047萬千瓦，占比近58%，海上風電裝機量位居全國第三。
目前，在福建研發生產的10兆瓦海上風電機組，已經在興化灣、長樂等海上風電場批量投運達31臺，成為我國唯一批量投入商業運行的10兆瓦級海上風電機組。
然而，盡管10兆瓦以上的大容量風電機組頻頻在福建下線，但它們目前還沒有被安裝在福建海域。如何讓大容量風電機組吹上福建的“金風”？業內人士告訴記者，繼續大力發展海上風電項目是首要條件。
《福建省“十四五”海洋強省建設專項規劃》提出，拓展海上風電產業鏈，有序推進福州、寧德、莆田、漳州、平潭海上風電開發，堅持以資源開發帶動產業發展，規劃建設深遠海海上風電基地。
記者了解到，在經歷2021年風電搶裝潮后，各地核準風電項目熱度逐漸褪去。除了三峽集團的平潭外海項目，未來，新下線的16兆瓦風電機組是否將更多地用于我省風電項目，還未可知。
想讓大容量風機吹上福建海風，還需要克服復雜海況的影響。福建風能資源雖好，但海底地形起伏陡峭，暗流涌動，施工難度較大。
“大容量風機研發需要科技創新，海上風電施工同樣需要科技創新。”雷增卷表示，在海纜、吊裝設備、施工模式等方面，都需要借助創新來提高工藝水平，降低施工成本。
據介紹，三峽集團與福船集團、中鐵大橋局合作，成立中鐵福船工程公司，主要從事海上風電安裝、維護、海洋工程施工等，其旗下“福船三峽號”等2艘海上風電施工安裝船成為業主爭搶的“寵兒”。三峽集團還與福船投資、永福工程、一帆新能源等閩企合資成立福建新能海上風電研發中心有限公司，開展福建海域環境、施工技術和海上風電運維等方面研究。
“通過合作，我們帶動一批優秀的海上風電產業鏈企業成長，提升了屬地企業在海上風電行業中的影響力和話語權。”雷增卷表示，在這個過程中，福建三峽海上風電國際產業園聚集起海上風電產業鏈上下游企業，為產業鏈上的成員們協同發展提供了良好平臺。
16兆瓦海上風電施工，將如何在新的施工條件下順利進行，值得期待。
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