近日，國務院辦公廳轉發(fā)國家發(fā)改委、國家能源局《關于促進新時代新能源高質量發(fā)展的實施方案》(以下簡稱《方案》)，旨在錨定到2030年我國風電、太陽能發(fā)電總裝機容量達到12億千瓦以上的目標，加快構建清潔低碳、安全高效的能源體系?！斗桨浮吠瑫r指出，新能源開發(fā)利用仍存在土地資源約束明顯等制約因素。在此背景下，以光伏為代表的可再生能源“上山下海”成必然趨勢。
不過，由于海洋環(huán)境特殊，不同海域開發(fā)條件各異，可借鑒的陸上光伏及水面光伏經驗有限，項目開發(fā)面臨技術性和經濟性難題。目前，極端環(huán)境、復雜地質條件為海上光伏項目施工帶來了哪些挑戰(zhàn)?技術可行性如何?帶著這些問題，記者采訪了中國電建西北勘測設計研究院新能源工程院土建所所長田偉輝。
經驗有限求示范樣本
海上光伏屬于新興產業(yè)。自然資源部國家海洋技術中心海洋能發(fā)展中心指出，目前，海上光伏相關技術處于起步階段，相關案例數量不多，國內企業(yè)缺乏相關經驗，建設方案尚待成熟。
田偉輝說：“2019年，我們開始了海上光伏技術的研發(fā)，是我國率先進入海上光伏領域的企業(yè)之一，參與了幾個實驗項目開發(fā)建設工作。截至目前，國內海上光伏實驗項目多位于浙江，且以灘涂項目為主。”
不過，今年以來，浙江、河北、天津等省區(qū)先后出臺相關政策規(guī)劃，將海上光伏列為未來發(fā)展重點。其中，山東省能源局提出，打造“環(huán)渤海”“沿黃海”兩大千萬千瓦級海上光伏基地。到2025年，海上光伏裝機規(guī)模達1200萬千瓦。為此，山東不僅頒布了補貼政策，還于5月中旬確定了2022年競爭配置樁基固定式海上光伏項目場址。
“山東公布的2022年海上光伏競爭配置項目場址多位于渤海灣，屬于近海項目。工程地質條件、建設條件及環(huán)境條件與此前灘涂項目區(qū)別較大，可借鑒經驗有限。另外，雖然內湖或水庫固定支架式方案應用較為成熟，但由于近海項目潮位更高、風浪更大等原因，直接將其照搬并不科學，還需要行業(yè)內通過開發(fā)建設示范項目進行探索、創(chuàng)新、升級，積累技術經驗，服務于未來海上光伏產業(yè)的發(fā)展。”田偉輝說。
復雜環(huán)境促產品升級
田偉輝指出，與陸上光伏及水面光伏項目相比，海上光伏最大的特點在于環(huán)境條件的變化，項目開發(fā)需綜合考慮臺風、潮汐、波浪、海冰和海流等惡劣天氣或自然現象等的影響。特別是設計方應根據項目場址實際條件，依托相關實測數據，因地制宜進行方案設計。
據了解，海上光伏一般可分為灘涂項目和近海項目。田偉輝舉例，灘涂項目的主要特點在于，受潮汐作用影響，場區(qū)有時被水淹沒，有時又露出水面。漲潮時，場區(qū)水深可達到3米至5米，甚至5米至6米，這就需要在設計前充分考慮各種影響因素，依據實際情況確定組件安裝的最低高度，其樁基礎設計還應考慮波浪、海冰(北方區(qū)域)、臺風、海流等對整體結構的影響。同時，環(huán)境條件對項目施工也提出了更高的要求。對于灘涂場地項目，漲潮落潮要求施工裝備實現水陸兩棲穩(wěn)定作業(yè)以確保施工功效，這對施工、運輸設備以及施工工藝都提出了更高的要求。
“根據此前在湖泊、水庫開發(fā)建設水面光伏的經驗，‘常規(guī)支架+樁’的方案更為成熟，也更為業(yè)內熟悉，但這一方案并不能‘應萬變’，更適合地質條件較好的海域。為此，我們先后提出了‘超大跨度支架+樁基礎’‘蜂窩狀大跨度支架’等創(chuàng)新技術方案。”田偉輝說。
據介紹，“超大跨度支架+樁基礎”在海域的安裝跨度可達50米至80米，能裝載的組件數量大幅提升，目前正處于實驗階段。而“蜂窩狀大跨度支架”是特別針對我國東南部沿海流泥地質條件獨創(chuàng)的全新方案。田偉輝稱：“流泥地質條件下采用常規(guī)方案經濟性較差，我們希望通過創(chuàng)新解決技術可行性、經濟可行性問題。”
全局考量尋產業(yè)合作
“只有產業(yè)內企業(yè)聯(lián)合起來，大膽地進行技術創(chuàng)新，才能不斷提升海上光伏項目的技術可行性和經濟性。”田偉輝多次強調合作對于海上光伏技術創(chuàng)新的意義。
“海上光伏是一個系統(tǒng)工程。在項目開發(fā)建設過程中，需要我們全局考慮、通盤布局。從技術研究到產品開發(fā)，再到勘察設計、施工運維，可看作是一盤大棋。如果每一環(huán)節(jié)的企業(yè)只考慮自己的那一部分，各自為戰(zhàn)，并不能充分發(fā)揮系統(tǒng)的最大價值。心往一處想，勁往一處使，才能實現項目的效益最大化。”田偉輝表示。
此前，陸上光伏產業(yè)也曾出現過企業(yè)只專注于提升某一產品性能的情況。而隨著陸上光伏裝機規(guī)模不斷擴大，產業(yè)成熟度持續(xù)提升，單一環(huán)節(jié)成本下降空間縮小，企業(yè)轉而關注整個電站系統(tǒng)的升級，借此尋求更多的降本增效空間。
田偉輝指出，碳達峰碳中和任務十分緊迫，要達到事半功倍的效果，就不能割裂地看待海上光伏產業(yè)。“海洋環(huán)境復雜，各海域條件參差不齊，無法用一套產品打天下，都需要有針對性的解決方案。若在項目設計之初，就將科研院所、設計單位、組件廠商、施工單位、運維公司組織起來，共同商討建設方案，找到最優(yōu)解，則費小力，收獲大。同時，由此形成的經驗教訓也不是某一企業(yè)或機構‘獨家所有’，而是全行業(yè)的知識積累，將共同推動形成行業(yè)指導性的技術標準，從而促進整個領域的進步。”
