來源：中國船舶報(bào)（2024年5月22日）

       記者鄺展婷

海上風(fēng)電雖然是可再生能源，但是在整個(gè)運(yùn)輸、制造、建設(shè)、運(yùn)營、報(bào)廢的生命周期中，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)提供能量服務(wù)的同時(shí)，同樣會(huì)產(chǎn)生廢氣、廢水、固體廢棄物等污染物。作為經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)各個(gè)部門協(xié)作的產(chǎn)物，海上風(fēng)電是整個(gè)經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)中的一部分，無法獨(dú)立于經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)的資源、能源與環(huán)境管理之外。

據(jù)悉，預(yù)計(jì)2024年我國海上風(fēng)電發(fā)展將繼續(xù)呈現(xiàn)加速趨勢，未來三年國內(nèi)海上風(fēng)電裝機(jī)復(fù)合增速有望超過40%。讓海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)不僅產(chǎn)出綠色電能，也實(shí)現(xiàn)自身的綠色發(fā)展，是擺在行業(yè)面前的挑戰(zhàn)。

提高裝備全生命周期綠色水平

如果要分析評價(jià)海上風(fēng)電項(xiàng)目的物質(zhì)流動(dòng)，裝備部分無疑是最重要的大宗輸入物質(zhì)之一，包括風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)、塔筒、風(fēng)機(jī)、葉片，也包括施工、運(yùn)維船舶裝備等。作為身處綠色能源行業(yè)之中的裝備制造企業(yè)，我國相關(guān)企業(yè)在“制造綠色產(chǎn)品、施行綠色制造”方面的認(rèn)識(shí)也走在了前列。

2023年，中國船舶集團(tuán)有限公司旗下中船海裝風(fēng)電股份有限公司開展了H220-8MW海上機(jī)組基于全生命周期的碳足跡排查，獲得了該機(jī)型碳足跡證書。該公司還構(gòu)建開發(fā)了面向大型風(fēng)機(jī)裝備生命周期的綠色設(shè)計(jì)信息數(shù)據(jù)庫及基于LCA的大型風(fēng)電裝備綠色設(shè)計(jì)決策支持工具，使產(chǎn)品及其制造過程對環(huán)境的總體負(fù)面影響減到最小。

通過排查明晰產(chǎn)品的碳排放強(qiáng)度，可以為產(chǎn)品銷售及出口提供碳排放數(shù)據(jù)支持，同時(shí)提前關(guān)注產(chǎn)品的環(huán)境屬性，應(yīng)對未來可能的綠色貿(mào)易壁壘。同時(shí)，抓住降低產(chǎn)品碳排放這一抓手，也能更好地控制產(chǎn)品成本，實(shí)現(xiàn)更低的度電成本。目前，東方電氣風(fēng)電股份有限公司、中車永濟(jì)電機(jī)有限公司、金風(fēng)科技股份有限公司、遠(yuǎn)景科技集團(tuán)等風(fēng)電行業(yè)企業(yè)均開展了產(chǎn)品碳足跡相關(guān)評估和研究。

輕量化也是風(fēng)電裝備行業(yè)的技術(shù)發(fā)展趨勢。裝備輕量化不僅是降低成本的一個(gè)手段，對裝備全生命周期來說，也意味著安裝難度更低、施工成本更低，是實(shí)現(xiàn)“平價(jià)風(fēng)電”的有效舉措。在業(yè)內(nèi)，中船海裝研究應(yīng)用了大型風(fēng)電裝備核心大部件輕量化設(shè)計(jì)、模塊化/可拆卸/再制造設(shè)計(jì)等綠色設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)；明陽智慧能源集團(tuán)股份公司為20兆瓦海上機(jī)組配套的葉片采用全新一代碳纖維材料，結(jié)合獨(dú)特的結(jié)構(gòu)分布，實(shí)現(xiàn)了葉片的超輕量化。

提升海洋能源利用率

海洋能能源密度較低，是海洋能開發(fā)利用面臨的一大難題。廣東海洋大學(xué)海洋工程與能源學(xué)院教授凌長明提出，要加強(qiáng)海洋能收集、轉(zhuǎn)化、傳遞的技術(shù)研究，提高能源利用率。如海流能，就應(yīng)全面利用橫向波和縱向波、表層和淺層海洋能。

業(yè)內(nèi)專家進(jìn)一步提出，海洋能源的利用應(yīng)朝立體式規(guī)劃、多能協(xié)同融合的方向發(fā)展。如空中的風(fēng)能，洋面的光能，水下的潮汐能、波浪能，深水區(qū)的鹽差能、溫差能，可以根據(jù)相應(yīng)海域的具體自然條件，立體式規(guī)劃布置海洋能源的綜合利用。此外，還可以結(jié)合海上風(fēng)電制氫、制氨等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能和能源消納，將其作為規(guī)模化發(fā)展的方向。中海油研究總院有限責(zé)任公司水合物和海洋資源戰(zhàn)略研究中心主任、首席工程師李清平指出，海上新能源多能協(xié)同融合會(huì)成為規(guī)模化的必然選擇，風(fēng)電、海洋能、光伏、制氫等多種能源協(xié)同開發(fā)利用會(huì)成為下一階段研究的熱點(diǎn)。

在具體的運(yùn)維環(huán)節(jié)，智能技術(shù)也可以對提高能源利用率起到至關(guān)重要的作用。明陽集團(tuán)開發(fā)的場群尾流WMC控制技術(shù)，應(yīng)用后可使整場風(fēng)機(jī)發(fā)電量提升3%。目前多家企業(yè)、高校和院所都開展了智能運(yùn)維技術(shù)的研究，包括中山大學(xué)海洋工程與技術(shù)學(xué)院開發(fā)的面向控制目標(biāo)的風(fēng)力機(jī)尾流高精度三維數(shù)值模擬平臺(tái)、中國能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計(jì)研究院有限公司開發(fā)的海上風(fēng)電智能運(yùn)維決策平臺(tái)、南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗(yàn)室（湛江）開展的海上風(fēng)機(jī)故障診斷預(yù)警研究、中船海裝的智能運(yùn)維平臺(tái)和智能化場控平臺(tái)等。

提前規(guī)劃裝備退役技術(shù)

海上風(fēng)電場的壽命周期一般為25年，以我國海上風(fēng)電場的投產(chǎn)時(shí)間計(jì)算，最早一批投產(chǎn)的海上風(fēng)電場將于2035年左右進(jìn)入退役階段。參照國外風(fēng)電行業(yè)當(dāng)前面臨的退役風(fēng)場拆解成本、廢棄成本等問題，提前進(jìn)行海上風(fēng)電拆解退役技術(shù)研究并非杞人憂天。

在中國能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計(jì)研究院有限公司主辦的“發(fā)展綠色能源、打造藍(lán)色糧倉———海洋能源與海洋牧場創(chuàng)新技術(shù)研討會(huì)”上，中國科學(xué)院廣州能源研究所能源戰(zhàn)略研究中心主任、研究員蔡國田介紹，退役新能源器件循環(huán)利用技術(shù)包括退役風(fēng)機(jī)葉片熱處理與纖維材料回收成套技術(shù)，退役鋰電池智能拆解、清潔熱轉(zhuǎn)化、物理修復(fù)再生及精深高值化利用技術(shù)，退役光伏組件熱解—分離—循環(huán)一體化處置裝備等。據(jù)悉，目前廣州能源所正在籌備建立退役新能源器件循環(huán)利用研發(fā)平臺(tái)，以退役儲(chǔ)能系統(tǒng)、光伏組件、風(fēng)電機(jī)組葉片為對象，目標(biāo)是形成涵蓋基礎(chǔ)研究、技術(shù)開發(fā)、裝備研制和技術(shù)測試驗(yàn)證的全鏈條綜合性研發(fā)平臺(tái)。

蔡國田指出，海上風(fēng)電部門作為整個(gè)經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)的一部分，對其物質(zhì)流分析與全生命周期的評價(jià)應(yīng)從物質(zhì)資源承載的各類生產(chǎn)活動(dòng)與生活服務(wù)出發(fā)，兼顧產(chǎn)品與服務(wù)整個(gè)生命周期過程中的環(huán)境影響，實(shí)現(xiàn)全社會(huì)各個(gè)部門資源、能源與環(huán)境足跡準(zhǔn)確刻畫，才能更加準(zhǔn)確地計(jì)量海上風(fēng)電在經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)過程中的資源循環(huán)、能量消耗與環(huán)境污染等核心物理量，形成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。

中國能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計(jì)研究院有限公司副設(shè)計(jì)總工程師譚任深介紹，該院下一步的研究規(guī)劃就包括構(gòu)建海上風(fēng)電數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟生態(tài)圈，以海上風(fēng)電大數(shù)據(jù)中心為數(shù)字樞紐，將政府監(jiān)管機(jī)構(gòu)、投資方、設(shè)計(jì)咨詢方、制造方、高校科研院所等相關(guān)方連接起來，打造共享、共商、共建的海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)，為海上風(fēng)電行業(yè)提供全生命周期的智慧解決方案。