2 發展重點及技術建議
研究表明,全球大部分海域單位面積的風能儲量在2×103 (kW.h)/m2,屬于風能資源的富集區。據估算,全球海深60-900 m 區域風電機組裝機容量約為17.4×108kW,因此深海風力發電潛力巨大[25]。
根據全球海域風能資源分析可知,南北半球西風帶資源最為豐富但破壞性天氣頻發(如我國南海地區),赤道附近和兩極海域風能資源較為貧乏,對比發現,適宜開發海上風電的區域主要分布在南北半球中緯度附近海域[26-27]。
結合經濟發達程度、能源需求量及風能資源情況來看,未來一段時期可能重點發展深海風電的區域包括[28]:
(1)歐洲大西洋沿岸以及冰島沿海,包括北海、波羅的海、地中海、比斯開灣等海域;(2)北美洲東西海岸沿海,包括哈德森灣、墨西哥灣、圣羅倫斯灣及美國西海岸等海域;(3)東北亞地區沿海,包括渤海、黃海、日本海等海域。
上述海域風能資源豐富,平均風速約在8-9m/s左右,沿岸聚集了英國、德國、法國、美國、日本等發達經濟體以及中國、俄羅斯、韓國、墨西哥等新興經濟體,電力需求量大,且遠離臺風等破壞性天氣多發區域[29],因而應當是發展深海風電的理想地區。
基于發展深海風電的可行性和必要性,我國應提前謀劃,加大工作力度,采取有力措施,推動深海風力發電技術的實用化和規模化發展。主要包括:
(1)啟動深海區域風能資源探測和海床地質條件勘測工作,提前規劃渤海和黃海海域深海風電場發展布局及輸電線路走向;
(2)部署開發適應深海地理氣候環境特點(如抗海冰、抗臺風、抗鹽霧等)的風電機組[30],并積極進行示范和實證;
(3)進一步驗證和對比4 種漂浮式基礎的經濟性和實用性,積累深海風電機組的運輸、施工、吊裝、維護和運行經驗,逐步形成標準規范;
(4)以當前海洋工程裝備為基礎,進一步開發集運輸和吊裝功能于一體的船舶平臺,同時培育專業化施工運維服務公司;
(5)積極參與國際合作,共同開發深海風電機組與深海風電場,同時形成自主知識產權。
3 結論
隨著能源需求的逐步增加及近海風能資源的漸次減少,深海區域必將成為風力發電技術的主戰場。從目前開發趨勢來看,未來幾年海上風電場的離岸距離將增加到50km以上,因此現有的機組基礎型式及安裝技術勢必不能滿足新的環境要求。
漂浮式基礎、整體安裝及自航自升式施工平臺極有可能成為未來的主流技術。北半球中緯度附近海域在發展深海風電方面具有獨特的優勢及迫切的需求,我國需盡早進行規劃和部署。