- 來源：中國船舶報
- 發布時間：2024-05-22
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來源：中國船舶報（2024年5月22日）
記者鄺展婷
海上風電雖然是可再生能源，但是在整個運輸、制造、建設、運營、報廢的生命周期中，為經濟社會系統提供能量服務的同時，同樣會產生廢氣、廢水、固體廢棄物等污染物。作為經濟社會系統各個部門協作的產物，海上風電是整個經濟社會系統中的一部分，無法獨立于經濟社會系統的資源、能源與環境管理之外。
據悉，預計2024年我國海上風電發展將繼續呈現加速趨勢，未來三年國內海上風電裝機復合增速有望超過40%。讓海上風電產業不僅產出綠色電能，也實現自身的綠色發展，是擺在行業面前的挑戰。
提高裝備全生命周期綠色水平
如果要分析評價海上風電項目的物質流動，裝備部分無疑是最重要的大宗輸入物質之一，包括風電機組的基礎、塔筒、風機、葉片，也包括施工、運維船舶裝備等。作為身處綠色能源行業之中的裝備制造企業，我國相關企業在“制造綠色產品、施行綠色制造”方面的認識也走在了前列。
2023年，中國船舶集團有限公司旗下中船海裝風電股份有限公司開展了H220-8MW海上機組基于全生命周期的碳足跡排查，獲得了該機型碳足跡證書。該公司還構建開發了面向大型風機裝備生命周期的綠色設計信息數據庫及基于LCA的大型風電裝備綠色設計決策支持工具，使產品及其制造過程對環境的總體負面影響減到最小。
通過排查明晰產品的碳排放強度，可以為產品銷售及出口提供碳排放數據支持，同時提前關注產品的環境屬性，應對未來可能的綠色貿易壁壘。同時，抓住降低產品碳排放這一抓手，也能更好地控制產品成本，實現更低的度電成本。目前，東方電氣風電股份有限公司、中車永濟電機有限公司、金風科技股份有限公司、遠景科技集團等風電行業企業均開展了產品碳足跡相關評估和研究。
輕量化也是風電裝備行業的技術發展趨勢。裝備輕量化不僅是降低成本的一個手段，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，是實現“平價風電”的有效舉措。在業內，中船海裝研究應用了大型風電裝備核心大部件輕量化設計、模塊化/可拆卸/再制造設計等綠色設計關鍵技術；明陽智慧能源集團股份公司為20兆瓦海上機組配套的葉片采用全新一代碳纖維材料，結合獨特的結構分布，實現了葉片的超輕量化。
提升海洋能源利用率
海洋能能源密度較低，是海洋能開發利用面臨的一大難題。廣東海洋大學海洋工程與能源學院教授凌長明提出，要加強海洋能收集、轉化、傳遞的技術研究，提高能源利用率。如海流能，就應全面利用橫向波和縱向波、表層和淺層海洋能。
業內專家進一步提出，海洋能源的利用應朝立體式規劃、多能協同融合的方向發展。如空中的風能，洋面的光能，水下的潮汐能、波浪能，深水區的鹽差能、溫差能，可以根據相應海域的具體自然條件，立體式規劃布置海洋能源的綜合利用。此外，還可以結合海上風電制氫、制氨等技術，實現新型儲能和能源消納，將其作為規模化發展的方向。中海油研究總院有限責任公司水合物和海洋資源戰略研究中心主任、首席工程師李清平指出，海上新能源多能協同融合會成為規模化的必然選擇，風電、海洋能、光伏、制氫等多種能源協同開發利用會成為下一階段研究的熱點。
在具體的運維環節，智能技術也可以對提高能源利用率起到至關重要的作用。明陽集團開發的場群尾流WMC控制技術，應用后可使整場風機發電量提升3%。目前多家企業、高校和院所都開展了智能運維技術的研究，包括中山大學海洋工程與技術學院開發的面向控制目標的風力機尾流高精度三維數值模擬平臺、中國能源建設集團廣東省電力設計研究院有限公司開發的海上風電智能運維決策平臺、南方海洋科學與工程廣東省實驗室（湛江）開展的海上風機故障診斷預警研究、中船海裝的智能運維平臺和智能化場控平臺等。
提前規劃裝備退役技術
海上風電場的壽命周期一般為25年，以我國海上風電場的投產時間計算，最早一批投產的海上風電場將于2035年左右進入退役階段。參照國外風電行業當前面臨的退役風場拆解成本、廢棄成本等問題，提前進行海上風電拆解退役技術研究并非杞人憂天。
在中國能源建設集團廣東省電力設計研究院有限公司主辦的“發展綠色能源、打造藍色糧倉———海洋能源與海洋牧場創新技術研討會”上，中國科學院廣州能源研究所能源戰略研究中心主任、研究員蔡國田介紹，退役新能源器件循環利用技術包括退役風機葉片熱處理與纖維材料回收成套技術，退役鋰電池智能拆解、清潔熱轉化、物理修復再生及精深高值化利用技術，退役光伏組件熱解—分離—循環一體化處置裝備等。據悉，目前廣州能源所正在籌備建立退役新能源器件循環利用研發平臺，以退役儲能系統、光伏組件、風電機組葉片為對象，目標是形成涵蓋基礎研究、技術開發、裝備研制和技術測試驗證的全鏈條綜合性研發平臺。
蔡國田指出，海上風電部門作為整個經濟社會系統的一部分，對其物質流分析與全生命周期的評價應從物質資源承載的各類生產活動與生活服務出發，兼顧產品與服務整個生命周期過程中的環境影響，實現全社會各個部門資源、能源與環境足跡準確刻畫，才能更加準確地計量海上風電在經濟社會活動過程中的資源循環、能量消耗與環境污染等核心物理量，形成基礎數據庫。
中國能源建設集團廣東省電力設計研究院有限公司副設計總工程師譚任深介紹，該院下一步的研究規劃就包括構建海上風電數據產業聯盟生態圈，以海上風電大數據中心為數字樞紐，將政府監管機構、投資方、設計咨詢方、制造方、高校科研院所等相關方連接起來，打造共享、共商、共建的海上風電產業數字生態系統，為海上風電行業提供全生命周期的智慧解決方案。
