本網(wǎng)訊（李曉雨 范可 陳鵬飛）中國有1.8萬千米大陸海岸線，我們總在調(diào)整與海洋之間的關(guān)系。
你相信，風(fēng)從海上來，點(diǎn)亮千萬家嗎？
你了解，如何捕“風(fēng)”搶“機(jī)”，把海風(fēng)轉(zhuǎn)換為清潔能源嗎？
你知道，我國海上能源儲量大，5~50米水深70米高度的海上風(fēng)電，預(yù)計可開發(fā)資源達(dá)到5億千瓦，近十余年才被逐步開發(fā)，而深遠(yuǎn)海更是鮮少開發(fā)嗎？
2021年7月9日，粵西海岸傳來令人激動的信息。隨著帶著三葉片的輪轂與機(jī)艙在高空穩(wěn)穩(wěn)對接，“中國三峽”的風(fēng)電機(jī)組塔筒高高矗立在南海之濱，向世界宣告：中國首臺漂浮式海上風(fēng)電試驗(yàn)樣機(jī)——“三峽引領(lǐng)號”正式完成風(fēng)電機(jī)組吊裝。
這一刻，人與海的交響，宣告我國漂浮式海上風(fēng)電史有了濃墨重彩的第一筆，“三峽智慧”再次為共和國海上風(fēng)電擦亮“中國名片”。
此刻起，“溯洄從之”，不再“道阻且長”。
攝影：陳鵬飛
于浩瀚無垠的深遠(yuǎn)海托起機(jī)組的漂浮式基礎(chǔ)，被刷成了象征勝利的金黃色，它是目前國際上機(jī)位水深最淺、抗臺風(fēng)等級最高、所受風(fēng)電機(jī)組載荷最大、設(shè)計難度最大的漂浮式海上風(fēng)電平臺結(jié)構(gòu)，由三峽集團(tuán)設(shè)計開發(fā)，享有完全知識產(chǎn)權(quán)。
每一項世界第一，都意味著要解決一系列世界性難題。
今天，讓我們走近三峽的科研工作者，看他們?nèi)绾卧诙潭倘陼r間內(nèi)，馴服“漂浮式基礎(chǔ)”，突破世界性難題，創(chuàng)造一項項第一。
敢啃“硬骨頭”
勇當(dāng)原創(chuàng)技術(shù)“策源地”現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈“鏈長”
我國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)指出，綠色、低碳是中國能源的發(fā)展方向。而隨著陸地風(fēng)電場不斷開辟，剩余陸地風(fēng)資源日益減少，風(fēng)電場向海上擴(kuò)展成為必然。
隨著近岸資源的開發(fā)趨于飽和，海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)逐步走向深遠(yuǎn)海，水深也隨之增加——傳統(tǒng)的固定式基礎(chǔ)已到了升級換代的重要關(guān)頭，將風(fēng)力機(jī)安裝在漂浮式平臺的漂浮式基礎(chǔ)是解決這一問題的最佳選擇。“由陸向海、由淺到深、由固定基礎(chǔ)向漂浮式平臺”成為未來風(fēng)電場建設(shè)的必然趨勢。
我國海上能源儲量大，5~50米水深70米高度的海上風(fēng)電，預(yù)計可開發(fā)資源達(dá)到5億千瓦，漂浮式海上風(fēng)電技術(shù)在我國具有廣闊的市場前景。
攝影：陳鵬飛
2016年開始，相關(guān)國家部委陸續(xù)出臺了《海洋可再生能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》等多個政策性文件，明確要求開展海上漂浮式風(fēng)電機(jī)組以及基礎(chǔ)的技術(shù)攻關(guān)。
三峽集團(tuán)勇挑重?fù)?dān)、敢打頭陣，時刻牢記勇當(dāng)原創(chuàng)技術(shù)“策源地”、現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈“鏈長”的使命，自2015年起，就將敏銳的觸角探向了漂浮式海上風(fēng)電研究，成為我國首個開展以工程為背景的漂浮式海上風(fēng)電研究的機(jī)構(gòu)。
攝影：陳鵬飛
2018年，三峽集團(tuán)中標(biāo)“浮式海上風(fēng)電平臺全耦合動態(tài)分析及其裝置研發(fā)”項目。項目依托三峽能源集團(tuán)陽江三期海上風(fēng)電場開展，要在2021年下半年完成一臺5.5兆瓦漂浮式海上風(fēng)電試驗(yàn)樣機(jī)，開發(fā)符合我國南海海洋環(huán)境條件、經(jīng)濟(jì)適用的新型浮式風(fēng)機(jī)與基礎(chǔ)，最終需形成從設(shè)計到施工以及裝備的成套技術(shù)。
攻克“卡脖子”問題
把核心技術(shù)牢牢掌握在我們自己手中
當(dāng)時，我國在漂浮式海上風(fēng)電領(lǐng)域并沒有任何成熟經(jīng)驗(yàn)，而國外經(jīng)驗(yàn)嚴(yán)重“水土不服”。三峽人深知，關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來、買不來、討不來的，得把“卡脖子”問題自主消化。
三峽集團(tuán)上海院新能源設(shè)計研究院漂浮式海上風(fēng)電研發(fā)團(tuán)隊接下了這個任務(wù)，負(fù)責(zé)項目海上風(fēng)電機(jī)組平臺及系泊系統(tǒng)的相關(guān)研發(fā)及勘測設(shè)計。
三峽上海院對新能源領(lǐng)域的探索始于1996年，是全國唯一一家在沿海9個省市均實(shí)際開展海上風(fēng)電勘察設(shè)計業(yè)務(wù)的設(shè)計院，具備海上風(fēng)電自主勘察、設(shè)計、監(jiān)理、監(jiān)檢測、工程造價控制、質(zhì)量檢查、工程總承包等全過程服務(wù)能力，已形成海上風(fēng)電、陸上風(fēng)電、源網(wǎng)荷儲、新能源大基地等全方位綜合發(fā)展的新格局。
多項研究技術(shù)應(yīng)用在行業(yè)內(nèi)處于領(lǐng)先水平——
在海上風(fēng)電平準(zhǔn)化度電成本計算方法和參數(shù)研究方面達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平，是海上風(fēng)電技術(shù)研究項目管理的佼佼者；
在百萬千瓦海上風(fēng)電規(guī)?；_發(fā)等領(lǐng)域、復(fù)雜環(huán)境條件海上風(fēng)電場勘測設(shè)計領(lǐng)域，尤其是漂浮式海上風(fēng)電勘測設(shè)計保持國內(nèi)領(lǐng)先水平，是我國海上風(fēng)電創(chuàng)新實(shí)踐的領(lǐng)頭羊；
在淺覆蓋層海上風(fēng)電場勘測設(shè)計、風(fēng)電機(jī)組支撐結(jié)構(gòu)及地基基礎(chǔ)設(shè)計等領(lǐng)域處于國際領(lǐng)先水平，為三峽集團(tuán)海上風(fēng)電開辟深遠(yuǎn)海新賽道。
2010年建成的東海大橋海上風(fēng)電項目實(shí)現(xiàn)了中國海上風(fēng)電從“0”到“1”的突破，踏出了中國人從陸地風(fēng)電向海上風(fēng)電堅實(shí)的第一步，三峽上海院依托這一項目形成的研究成果“我國首座大型海上風(fēng)電場建設(shè)與運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)及示范應(yīng)用”，斬獲2018年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎二等獎。隨后，勇攀科技高峰的三峽科研工作者又將目光投向了“漂浮式海上風(fēng)電”。
攝影：陳鵬飛
2015年，三峽上海院總工程師林毅峰帶領(lǐng)團(tuán)隊開始進(jìn)行多項漂浮式海上風(fēng)電研究，2016年及2018年，先后承擔(dān)了上海市科學(xué)技術(shù)委員會科研計劃項目“深遠(yuǎn)海域海上風(fēng)電示范工程前期研究項目”及“漂浮式海上風(fēng)電機(jī)組-支撐結(jié)構(gòu)-地基基礎(chǔ)一體化設(shè)計、仿真及工程應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究項目”——這些都為我國首臺漂浮式海上風(fēng)電試驗(yàn)樣機(jī)研發(fā)提供了原始積累。
即便如此，在接到項目任務(wù)時，項目團(tuán)隊很多人心中并沒有完全成功的把握。
原因無他，與國際上已投產(chǎn)的相關(guān)項目相比，此次項目具有以下特點(diǎn)：項目水深淺（水深越淺，漂浮式設(shè)計越難）；工程海域海洋環(huán)境惡劣、臺風(fēng)頻發(fā)；漂浮式風(fēng)電機(jī)組起步晚，須抗臺，載荷大；空氣動力、水動力多場耦合作用下漂浮式風(fēng)機(jī)分析計算難度大；相關(guān)國際規(guī)范對本項目適用性不足……國內(nèi)并無成熟先例，即使是漂浮式技術(shù)相對成熟的歐美，經(jīng)驗(yàn)也不適用于我國浮式海上基礎(chǔ)平臺設(shè)計。
然而，“為我中華 志建三峽”的心從不服輸。平均年齡還不到33歲的項目團(tuán)隊，帶著一股開拓創(chuàng)新、永不服輸?shù)钠磩?，為做好技術(shù)儲備，開始了勇闖“無人區(qū)”之旅。
攝影：陳鵬飛
針對“疑難雜癥”，在沒有成熟經(jīng)驗(yàn)可供借鑒的情況下，項目團(tuán)隊開展多次收資調(diào)研，與國內(nèi)外相關(guān)設(shè)計、施工、軟件開發(fā)單位進(jìn)行大量溝通，有針對性地對漂浮式海上風(fēng)電平臺關(guān)鍵技術(shù)展開研究。
成員們從零開始，大膽假設(shè)、小心求證，鉆研理論、調(diào)試程序，反復(fù)實(shí)踐、一絲不茍，歷經(jīng)三年鏖戰(zhàn)，終于克服研發(fā)設(shè)計及施工條件限制的諸多難題，在國內(nèi)首次應(yīng)用漂浮式風(fēng)電機(jī)組-基礎(chǔ)平臺-系泊系統(tǒng)及動態(tài)電纜一體化分析技術(shù)，突破淺水效應(yīng)下的漂浮式風(fēng)機(jī)機(jī)組系泊系統(tǒng)及動態(tài)電纜設(shè)計研究關(guān)鍵技術(shù)，完成了漂浮式風(fēng)電機(jī)組平臺及系泊系統(tǒng)的相關(guān)研發(fā)及勘測設(shè)計，開發(fā)出了符合我國南海海洋環(huán)境條件的新型抗臺風(fēng)型浮式基礎(chǔ)。
同時，項目團(tuán)隊還結(jié)合我國海洋環(huán)境實(shí)際及建設(shè)條件，開展了國內(nèi)相關(guān)設(shè)計規(guī)范研究及編制，形成了一批科技成果，將有效促進(jìn)前沿技術(shù)裂變，加速沿海地區(qū)能源轉(zhuǎn)型，更好服務(wù)“雙碳”戰(zhàn)略實(shí)施。
攝影：陳鵬飛
國之大者，鑄國之利器，國家賴之以強(qiáng)，企業(yè)賴之以贏，人民生活賴之以好。
在國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域一片空白的情況下，三峽科研工作者一步一個腳印開展技術(shù)攻關(guān)和研發(fā)，每一份報告和每一項成果，都凝聚著項目團(tuán)隊成員的智慧與汗水，從設(shè)計到施工到裝備的成套技術(shù)，整個過程，核心技術(shù)都牢牢掌握在我們自己手中。
從在遼寧莊河海上風(fēng)電場突破“抗冰錐”結(jié)構(gòu)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)技術(shù)難題，到在廣東陽江探索深遠(yuǎn)海漂浮式基礎(chǔ)，三峽集團(tuán)清潔能源走廊不僅范圍廣，更是技術(shù)強(qiáng)，為國家提供源源不斷綠色動力的同時，也用三峽智慧賦能中國技術(shù)全面出海，為服務(wù)國家新能源開發(fā)戰(zhàn)略提供了有力支撐。
本文配圖除署名外均由上海院提供
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