海上風電技術發展前景可期
——訪中國電科院新能源研究中心副主任秦世耀

■文｜《海洋與漁業》實習記者 管麗娟

秦世耀

現任中國電力科學研究院有限公司新能源研究中心副主任，教授級高級工程師，長期專注于風電并網控制與試驗檢測關鍵技術研究，在風電并網、風電試驗檢測等方面取得了一系列創新性成果與應用。

近年來，我國密集布局風電產業，海上風電更被列入發展海洋經濟的重要海工行業之一。因此，我國海上風電的技術前景和產業現狀也成為社會關注的熱點。《海洋與漁業》雜志專訪中國電力科學研究院新能源研究中心副主任秦世耀，傾聽他對這些問題的看法。

雖無“卡脖子但核心原創技術少

《海洋與漁業》：作為風電行業的專家，您覺得海上風電技術的主要發展方向如何，主要應用前景在哪幾個方面？

秦世耀：總體來說，海上風電發展前景可期，主要是資源優勢，海洋面積占了地球的70%。歐洲風能協會曾做過計算，如果在北海（大西洋東北部的邊緣海）建設十個100公里X100公里的風電場，可以解決全歐洲的供電。放在陸地上這個風電場的面積很大，但只占北海很小的面積。所以，規劃和利用好海上風電的話，前景非常可期。技術發展方向來看，我們可以從海上風電機組、海上風電施工技術、海上風電安裝運維技術、海上風電輸電技術這幾個方面來談。

第一，海上風電機組的單機容量會越來越大。目前，國際上已經安裝投產的風電機組容量是 9.5MW，10MW的風電機組已下線，正在進行試驗，12MW到15MW的風電機組已開展前期設計。我們國家現在大概的情況是，海上批量安裝的風機是 4MW左右，正在運行的樣機是 6.5MW到 7MW。整體而言，與國外的風電技術相比，要落后3到5年，有很大的提升空間。

第二，海上施工技術有很大的發展潛力。比如在海洋里做基礎，現在有單樁導管架的、也有桁架式的，未來還有漂浮式技術。與陸上風電相比，海上風電施工在總造價中占比高，通過技術進步具有較大的降價空間。

第三，海上風電的安裝運維設備有發展空間。安裝運維也是制約海上風電未來發展的主要瓶頸，但我國造船工業非常發達，所以海上風電運行維護的配套裝備也是未來可以發展的方向之一。

第四，海上輸電中多端直流輸電技術是方向。未來海上風電場離岸距離一定會越來越遠，這樣的話由于交流輸電損耗太大，需要采用直流輸電技術，尤其是多端直流輸電技術。目前我國這項技術在世界范圍內也處于相對領先，世界上首個500kV多端直流輸電示范工程已在張家口可再生能源綜合示范區開始建設。

《海洋與漁業》：近段時間，有關自主知識產權的討論成為社會熱點。您能否舉例介紹一下目前我國海上風電技術自主研發的程度如何？

秦世耀：整體來說，我們國家在海上風電技術領域沒有“卡脖子”的技術，但核心原創技術較少。

在風電機組研發方面，關鍵部件基本都已國產化，但核心研發工具如載荷仿真設計軟件 Bladed是從國外引進的。我國風電產業比重已占到全世界三分之一以上的市場，但核心競爭力并不強，需要加大基礎研究投入。

在施工機械方面，我們國家基礎很好，如振華重工自主研發了世界最大的施工平臺 2000噸級“龍源振華三號”已投入使用，中交航局等海上施工企業也已掌握了先進的海上風電機組的施工及安裝技術。

近用電負荷中心“棄風限電”可能性低

《海洋與漁業》：能否簡單介紹一下海上風電從風能發電完成，再采集到電網系統中，通過電網調度送入千家萬戶的過程？

秦世耀：風力發電的原理和傳統的水力發電、火力發電基本類似，只是能量的獲取方式不一樣。水電是通過水來推動水輪機形成動能；火電是通過燒煤在鍋爐里形成蒸汽推動汽輪機形成動能；風能是風來推動葉輪形成動能。動能形成后，在后端變成電的過程是不一樣的。火電和水電推動同步發電機，直接出來 50赫茲的電；受風速變化影響，風輪轉速在變，因此初始形成的電頻率也在變，需要通過電流頻率變化轉化成頻率穩定的 50赫茲的電能。

電能采集方面，每臺海上風機發出來的電會通過電纜匯集到海上變電站，海上變電站再通過電纜輸送到岸上，匯集進入電網。需要說明一點，海上風電如果離岸距離較遠，超過100公里，可能會需要前面提到的多端直流輸電技術。

《海洋與漁業》：海上風電與陸上風電、光伏發電等其他清潔能源發電模式相比，有什么不同?

秦世耀：海上風電與陸上風電不同，首先是資源不同，相同區域，海上的風能資源，較陸上的風能資源稍好。其次，海上風電項目離負荷中心比較近，輸送和調度沒那么吃力。再次，在海洋上發展風電，對人的影響會相對弱化。比如在廣東省自己建火電廠、核電廠，會遇到污染問題、空氣排放問題、耕地問題，很難實現。但是把發電項目放到離岸較遠的海里，這個問題就能很好解決。最后一個不同是，海上風電和陸上風電相比，施工占的成本比例要高，施工難度也要更大一些。

光伏發電的發展速度近年來比風電要快，因為技術不斷提升，成本也在快速下降。

《海洋與漁業》：風力發電和太陽能發電具有隨機性和波動性，不夠穩定。由于在電網調度方面難度大，甚至有人說海上風電是垃圾電，您是怎么看待這種觀點的？海上風電會不會遭遇到“棄風限電”的情況？

秦世耀：風電雖然具有隨機性和波動性，但并不能認為是“垃圾電”，因為傳統的電源和負荷也具有波動性，只要能夠掌握好規律，就可以合理利用。海上風電應該不會遇到“棄風限電”，因為沿海地區都是經濟發達的地區，海上風電項目靠近負荷中心，不會有電網調度上的限電問題。

開發節奏應合理可借鑒國外模式

《海洋與漁業》：現在各沿海省市（自治區）都在大力發展海上風電，是否會造成資源浪費？對電網調度有何影響，電網需如何調整才能消納越來越多的風電能源？

秦世耀：我覺得還是應該保持一個合理的開發節奏。海上風電目前畢竟不是一個非常成熟的產業，很多技術還有提升空間，需要通過逐步開發來積累經驗，使它的技術逐漸成熟。節奏合理一些，對產業、對整個行業都會好一些。

至于電網調度方面看，影響不會太大。目前海上風電發展規模和陸上風電相比還是非常小的，海上風電的裝機約是 200多萬千萬，但是陸上風電現在已經裝了 1.6億千瓦。到“十三五”后期，海上風電項目能實現并網的裝機大概是 1000萬千瓦，和陸上風電相比還是很少。目前情況看，海上風電沒有對電網造成任何影響，在可以預見的這幾年內，也不會對電網有大的影響。

《海洋與漁業》：您對現在海上風電項目的發展模式有何看法，國外的模式是否有值得借鑒的地方？我國發展海上風電要重視哪些因素？

秦世耀：海上風電項目的投資規模比較大、風險也比較高，我國現在風電產業的投資模式是以大集團企業投資為主。國外的開發形式比較多，比如說丹麥，由丹麥能源署完成項目前期工作，包括資源情況、海洋情況、電網建設條件等；政府會將項目公開掛網招標。我覺得這種模式可以借鑒。

發展海上風電的幾個要素按重要性來排隊的話，我覺得第一是運行模式，第二是技術，第三是資金，三者合一，推動產業發展。