風從海上來

李倩　劉波

河北省唐山曹妃甸海上風電（供圖/李倩）

海面上的風速通常大于陸地上的風速，這是因為陸地表面相比海水表面更加粗糙。陸地上的地形起伏不平，并且樹木繁茂、高樓林立。當空氣快速在城市和林間穿梭時，難免會“磕磕碰碰”，因而摩擦力增大，風速就要小一些。而河面、湖面、海面上的障礙物較少，空氣在流動過程中受到的阻力小，風速就要大一些。

風力發電能量轉換示意圖

除了風速更大以外，海上風能資源也十分豐富，可謂取之不盡、用之不竭。中國擁有約1.8萬千米的海岸線，200多萬平方千米的大陸架（指大陸沿岸土地在海面下向海洋的延伸，被海水所覆蓋的大陸）和6500多個島嶼，離岸200千米范圍內，沿海和島嶼地區有效風能密度（風力機械是在一定的風速范圍內運轉的，對于一定風速范圍內的風能密度視為有效風能密度）超過300瓦/平方米，近海和深遠海風能資源技術開發潛力約22.5億千瓦，遠遠超過陸地上可以開采和利用的風力資源量。可以說，風在海上蘊藏著巨大的能量。

中國陸上風能資源主要集中在東北、西北、西南高原等地區，而海上風能資源主要集中在東南沿海及毗鄰島嶼地區。現階段，對于電力能源的需求主要是在中國東中部的經濟發達、人口密集區域。相比之下，海上風電的生產地更靠近電量需求大的經濟發達地區，這在一定程度上減少了電力運輸成本和損耗，可以實現資源就近取材、就近消化。

海上風電輸送方式示意圖（繪圖/駱玫）

一望無際的大海上除了風速高、風向穩，風能資源的能量利用效益也比陸地風電場高20%～40%，它還具有不占地、沙塵少、電量大、運行穩定等優勢，能夠有效地減少電機機組磨損，延長其使用壽命，適合大規模開發。例如，浙江沿海安裝的1.5兆瓦風力發電機，每年陸上可發電1800～2000小時，海上則可以達到2000～2300小時，海上風電一年就能多發電45萬千瓦時。可見風到了海上不光能“自由馳騁”，還創造出了更多的電能產量。

海上風力發電只要風機不停地轉動就可以了嗎？當然不是！風機的轉動能夠幫助轉化和產生電能，但如果不能及時把電運送出去，那么風機也只能在冷風中“發呆”，無法發揮所長。

海上風電的“回家路”，其實和陸地發電輸送方式基本一致，通過接入電網，將各個風機發出的電匯集到海上風電場，經過變壓器升壓處理后，由海底電纜傳輸并接入陸上主電網，從而完成電力傳輸。因此，海底電纜作為海上風電傳輸的最常見途徑，也被稱為海上風電場的“血管”，幫助海上風電順利傳輸到陸地電力主網這個“大動脈”，再經過如同“毛細血管”一樣的各級配電網，將電力傳輸到千家萬戶。

通過不懈努力和探索創新，中國的海上風電從無到有，目前已進入了高速發展階段，海上風電的布局規劃也從潮間帶（從海水漲至最高時所淹沒的地方開始，到潮水退到最低時露出的水面之間的范圍）、淺海，逐漸向深遠海挺進。2022年上半年，全球海上風電裝機容量新增6.8吉瓦（1吉瓦=10億瓦），其中中國占5.1吉瓦。飛速發展的海上風電產業，為中國綠色低碳的新能源開發開辟出一條新道路，未來越來越多的海上“大風車”將不斷乘風破浪，照亮前方！

（責任編輯/高琳 美術編輯/周游）