2018年,中國海上風電的建設創(chuàng)造了一個奇跡。1年里,新增的海上裝機容量高達116萬千瓦,這一數字是全國海上風電裝機總容量的三分之一左右。目前,中國的海上風電建設正進入井噴期,預計到2020年底,累計并網容量將達到1080萬千瓦,是2018年底的3倍左右。
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每天面對20多艘5000噸級以上大船挑戰(zhàn)
浙江省舟山群島大魚山島北部11公里的一片海域,工人們正在熱火朝天地施工。打樁船頂部的液壓錘,發(fā)出巨大的撞擊聲,一下一下把鋼管樁打到海底。
每根鋼管樁高達90多米,8根一組斜插在海床上。未來,在它們上面,將建設風力發(fā)電的承臺和巨大的海上風力發(fā)電機。
△浙江省舟山群島大魚山島海上風機建設現(xiàn)場
在舟山島上,我們聽說了這里“變態(tài)”的管理方式。首先參與施工的每輛車都要裝GPS,并進行實時監(jiān)控,在高速上的車速不能超過每小時120公里,連續(xù)開車兩個小時后,必須休息15分鐘。
如果不遵守,就會被通報批評并罰款,甚至要求整個項目停工;其次,這里的每一位管理人員和施工人員必須要在指定時間去醫(yī)院體檢,并向甲方提交體檢報告。
中國廣核集團新能源浙江分公司工程總監(jiān)馮茹鳴告訴記者,之所以有如此“變態(tài)”的要求,完全是因為他們嚴苛的安全文化。在他看來,只有苛刻的安全要求,才能確保海上風電建設的安全運行。
△中國廣核集團新能源浙江分公司工程總監(jiān)馮茹鳴
相比陸地,海上風電面臨更多的挑戰(zhàn),最復雜的莫過于海上的多種復雜環(huán)境。
在舟山群島這個海上航路最復雜、海底淤泥層最厚的地區(qū),建設海上風電項目,華東勘測設計研究院副總工程師趙生校說,在這個厚度達到五六十米的淤泥質覆蓋層上進行施工,就像把樁插在豆腐上面一樣困難。
每臺大型海上風機2000多噸,為了確保這樣的龐然大物能夠牢牢地站在豆腐一樣的海底,而且至少還要堅持25年以上,趙生校和同事們設計了一種八根直徑1.5米、長達百米左右,單根重達100噸的鋼管樁結構。
△鋼管樁結構
整個工程需要400根鋼管樁,要全部插入豆腐一樣軟的海底,談何容易?
舟山群島是長三角海上航路最復雜的地區(qū),岱山4號海上風電項目附近平均每天有200多艘5000噸級以上的大船經過。
馮茹鳴最擔心的就是遇到大霧、暴雨或臺風,往來的船只會誤撞到這些風電鋼管樁,為此,馮茹鳴在施工現(xiàn)場設置了兩條警戒船,并把每個造價百萬左右的浮標,密度增加了一倍,為的就是確保安全。
△浮標
在漂浮不定的大海上,每根鋼管樁的誤差精度要求不超過30厘米。海上風電建設并不只是打樁、安裝風機,岱山4號海上風電項目是一個投資近40億元的龐大系統(tǒng)工程,任何一點細微的失誤,都會延誤工期,甚至造成巨大的損失。
這天,馮茹鳴坐船來到施工現(xiàn)場,因為一個樁位的鋼管樁長度達到103米,已經到了打樁船的極限。在施工現(xiàn)場,打樁船從載樁運輸駁船上,吊起一根103米的鋼管樁后,移動到指定地點。但讓人詫異的是,這根100多噸的鋼管樁已經橫吊在半空10多分鐘了,卻沒有下一步的動作。
△鋼管樁橫吊在半空
原來,水面以下的水深只有12米,打樁船的樁架高度只有90米,現(xiàn)在只有102米。鋼管樁需要有103米長, 樁豎不起來。要等到潮水漲上來1米,水深達到13米的時候才能下樁。
等了半個小時,潮水終于漲上來了,吊起鋼管樁的兩根鋼纜繩一根放松、一根收緊后,這根100多噸的鋼管樁逐漸豎了起來。
在這根鋼管樁套好后,意外出現(xiàn)了,打樁錘突然莫名其妙地失去了控制。檢查過后,整根控制電纜都需要更換。但是,這根控制電纜國內很難修,只能從德國采購,一周左右快遞回來。
這意味著馮茹鳴的工期要拖后一周,建設方也要付出所有的船和人都要等在海上、損失幾百萬元的代價,雖然建設方損失不小,但馮茹鳴給他們開出了罰單。
△受損的控制電纜
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海上風電鋼管樁有望變身海洋牧場
等待維修的日子里,馮茹鳴想和岱山縣海洋與漁業(yè)局合作一個科研課題,探討海上風電的鋼管樁能不能做成海洋牧場,因為一個管樁就有11萬方的水體。
浙江省岱山縣海洋與漁業(yè)局漁業(yè)科科長鄭清告訴馮茹鳴,岱山4號海上風電項目所在的海域,其實是東海大黃魚的主要產地,一年一個樁位的產值有1億元。
岱山4號海上風電站的50個樁位養(yǎng)殖大黃魚的話,一年就能有大約50億元的產值,海底牧場的打造,也有利于保護海上風電平臺。
△海上風電站
一周后,從德國快遞來的控制線重新裝上后,打樁機也恢復正常,挑戰(zhàn)103米打樁極限再次開始,這是目前國內海底淤泥層最厚的海上風電項目,鋼管樁要打入海床90米深,穿越軟硬不同的地層,其中較硬的地層必須要很大的能量去穿越。
巨大的危險在于,鋼管樁突破較硬地層,進入很軟的地層時,如果不能及時減小撞擊的力量,100噸重的鋼管樁就會快速掉下去,甚至會把打樁船帶翻,發(fā)生重大傷亡事故。馮茹鳴曾經參加珠港澳大橋建設,他把港珠澳大橋的打樁經驗復制到了這里。他指揮大家,當鋼管樁遇到軟地層的時候,把錘的力量降下來,慢慢打。
△鋼管樁被順利打到海床以下90米
在馮茹鳴的指揮下,一天下來,2根103米的鋼管樁被順利打到海床以下90米。到下午3點,已經完成兩根103米的鋼管樁,但這時潮水回落,只能等到明天漲潮時再打。
馮茹鳴說,我們看到的挑戰(zhàn)打樁極限,只是海上風電建設中需要克服的眾多難點之一,要把海上風機最終矗立在海上,還要接著迎接更多的挑戰(zhàn)。
半小時觀察
替換更為清潔的能源,更好的服務社會,創(chuàng)造新的經濟增長點,這些工作,國家一直在大力地展開建設和技術攻關。
實際從2016年起,我國海上風電建設就步入了快速發(fā)展期,這幾年,海上風電吊裝容量每年的復合增長率超過60%。
這與陸上風電及光伏、新增裝機下滑的情景,形成了鮮明對比。
陸上風電由于大多地處偏遠山區(qū),系統(tǒng)調峰能力嚴重不足,棄風現(xiàn)象比較嚴重,而海上風電都建在東南沿海。東南沿海這些省市正好是國內經濟最發(fā)達的地區(qū),原本就電力供應緊張,海上風電有望提供有效的能源補充。
一個個正在實施的大項目,必定要解決經濟發(fā)展中突出的瓶頸問題。打下堅實的基礎,經濟增長的信心也就更充足。
“新能源”正從海上吹來!