質(zhì)量是海上風(fēng)電的“生命線”,關(guān)乎項(xiàng)目收益和成敗,甚至是項(xiàng)目全生命周期的安全問題。孫國光表示,在降本壓力下,全行業(yè)應(yīng)加強(qiáng)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同,推動產(chǎn)業(yè)升級和科技創(chuàng)新,探索降本增效路徑,從而促進(jìn)海上風(fēng)電高質(zhì)量發(fā)展。每個(gè)海上風(fēng)能人都要強(qiáng)化質(zhì)量意識,筑牢底線思維,全面加強(qiáng)質(zhì)量管理,大力弘揚(yáng)工匠精神。
受訪人:中鐵大橋局新能源工程指揮部總工程師、教授級高工 孫國光
Q:海上風(fēng)電向大容量、大基地、深遠(yuǎn)海發(fā)展,對基礎(chǔ)和機(jī)組安裝、海上裝備、建造技術(shù)等都提出了哪些更高要求?具體需要從哪些方面去應(yīng)對?
A:中國海上風(fēng)電經(jīng)過近20年的發(fā)展,尤其是2021年的“搶裝”,規(guī)模上一舉躍居世界第一,已具備規(guī)模化發(fā)展的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)和平價(jià)建設(shè)的條件。然而,我們要清醒地看到,與歐洲的風(fēng)電發(fā)達(dá)國家相比,我國海上風(fēng)電在工程技術(shù)方面仍存在一定差距。
隨著我國海上風(fēng)電工程逐步走向深遠(yuǎn)海和大容量,風(fēng)電建設(shè)的平價(jià)/競價(jià)要求,對海上風(fēng)電的設(shè)計(jì)、制造、施工乃至運(yùn)維均提出了更高的要求,也帶來了更大的挑戰(zhàn)。第一,自然環(huán)境方面的挑戰(zhàn)。隨著離岸距離越來越遠(yuǎn),自然環(huán)境更加惡劣,風(fēng)電建設(shè)環(huán)境越來越差。第二,基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式及風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量的大型化,給施工裝備和施工工藝帶來新的挑戰(zhàn)。第三,先進(jìn)的適合目前風(fēng)電工程建設(shè)的施工裝備比較緊缺,即便是2021年以來打造了一些船機(jī),但它們主要集中在2024年投產(chǎn)使用。第四,度電成本的競爭,給制造廠商和施工單位帶來更大的壓力。
面對這些壓力和挑戰(zhàn),首先,從施工角度來講,需加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)融合,打通行業(yè)界限,融入現(xiàn)代信息技術(shù)。行業(yè)之間可以相互借鑒,比如橋梁和風(fēng)電之間,風(fēng)電和石油之間有一些技術(shù)是相通的,可以發(fā)揮不同行業(yè)優(yōu)勢,促進(jìn)基礎(chǔ)和機(jī)組安裝技術(shù)的進(jìn)步。其次,要打造一批適合深遠(yuǎn)海施工的海上裝備,安裝平臺具有先進(jìn)的作業(yè)參數(shù),具備DP功能,最好能夠做到運(yùn)裝一體,基礎(chǔ)鋼結(jié)構(gòu)和機(jī)組構(gòu)件都可以集中運(yùn)輸安裝,提高作業(yè)效率。最后,還要在建造技術(shù)上進(jìn)行智能化創(chuàng)新,持續(xù)加強(qiáng)新型基礎(chǔ)、新材料、新設(shè)備、新工藝的研發(fā)應(yīng)用。
Q:風(fēng)電行業(yè)的價(jià)格內(nèi)卷已經(jīng)從陸上蔓延到海上,您認(rèn)為背后的主要原因是什么?在降本壓力下,海上風(fēng)電質(zhì)量面臨哪些挑戰(zhàn)?
A:中國海上風(fēng)電“國補(bǔ)”取消后,這兩年的發(fā)展確實(shí)越來越“卷”。2022年,福建的競配中標(biāo)電價(jià)低至0.204元/千瓦時(shí);今年,上海公布新一輪的競配結(jié)果,最低上網(wǎng)電價(jià)為0.207元/千瓦時(shí)。這樣的價(jià)格是否能夠反映真實(shí)的建設(shè)成本,我是持懷疑態(tài)度的。如果不能,會對風(fēng)電場的建設(shè)和行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展帶來極大的傷害。造成這種局面,我想其中一個(gè)主要原因是缺乏正確的政策引導(dǎo),從“有國補(bǔ)”時(shí)代到“無國補(bǔ)”時(shí)代,需要一個(gè)平穩(wěn)健康的過渡期,避免造成“大躍進(jìn)”式的發(fā)展。此外,是風(fēng)電場缺乏規(guī)劃,行業(yè)缺乏監(jiān)管,發(fā)電企業(yè)之間存在惡性競爭,開發(fā)建設(shè)環(huán)境惡劣,競配、核準(zhǔn)及用海等手續(xù)審批流程過長,浪費(fèi)了大量的經(jīng)濟(jì)成本和時(shí)間成本。
面對這樣的內(nèi)卷和壓力,全行業(yè)應(yīng)加強(qiáng)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同合作,推動產(chǎn)業(yè)升級和科技創(chuàng)新,探索降本增效路徑,才能促進(jìn)海上風(fēng)電高質(zhì)量發(fā)展。政府需科學(xué)合理規(guī)劃風(fēng)電場,形成規(guī)?;?、基地化;開發(fā)商要加強(qiáng)整合資源,加快海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程;設(shè)計(jì)院和制造廠商要進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化和產(chǎn)品升級,最大限度地降低支撐結(jié)構(gòu)和風(fēng)電機(jī)組的建造成本;施工單位要進(jìn)行工藝創(chuàng)新和裝備研發(fā),實(shí)現(xiàn)海上風(fēng)電智能化建造。
降本增效不僅僅是控制好建設(shè)期降本環(huán)節(jié),同樣要關(guān)注設(shè)備技術(shù)的成熟,運(yùn)行穩(wěn)定。當(dāng)前機(jī)組單機(jī)容量越來越大,甚至沒有經(jīng)過樣機(jī)試驗(yàn)就批量化生產(chǎn),這對于未來的投產(chǎn)運(yùn)營,保證足夠的發(fā)電小時(shí)數(shù)和收益,存在較大風(fēng)險(xiǎn)。因此,要穩(wěn)步推進(jìn)海上風(fēng)電健康可持續(xù)發(fā)展,平穩(wěn)助力國家碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
Q:具體來說,需要通過哪些環(huán)節(jié)來提高海上風(fēng)電的質(zhì)量?
A:質(zhì)量是海上風(fēng)電的“生命線”,關(guān)乎項(xiàng)目收益和成敗,甚至是項(xiàng)目全生命周期的安全問題,是廣義的質(zhì)量。項(xiàng)目建設(shè)過程要重點(diǎn)關(guān)注設(shè)計(jì)質(zhì)量、產(chǎn)品質(zhì)量及制造施工質(zhì)量。設(shè)計(jì)人員不僅要考慮項(xiàng)目交付狀態(tài)下的質(zhì)量,同時(shí)也應(yīng)考慮施工狀態(tài)下的質(zhì)量。合理的出圖時(shí)間、工藝標(biāo)準(zhǔn),以及充分考慮施工過程的可行性,是設(shè)計(jì)人員需要重點(diǎn)考慮的因素,在滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的前提下,保證項(xiàng)目能夠順利合格建成。
海上風(fēng)電項(xiàng)目的產(chǎn)品包括風(fēng)電場所有的風(fēng)電機(jī)組設(shè)備,它們的質(zhì)量將直接決定項(xiàng)目全生命周期能否順利安全運(yùn)營。因此,產(chǎn)品的選擇要綜合考慮出廠成本和運(yùn)維成本,應(yīng)嚴(yán)格把控產(chǎn)品的采購、運(yùn)輸及驗(yàn)收環(huán)節(jié)。最后是關(guān)鍵的制造施工質(zhì)量。作為風(fēng)電建設(shè)者,要堅(jiān)守質(zhì)量,傳承創(chuàng)新,不僅應(yīng)注重實(shí)體質(zhì)量,也需關(guān)注外觀質(zhì)量。要通過工裝設(shè)備的研發(fā),工藝質(zhì)量的創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)工裝保工藝,工藝保質(zhì)量,將設(shè)計(jì)圖紙變成合格的產(chǎn)品。要牢固樹立“不留遺憾、不當(dāng)罪人、建不朽工程”的理念,強(qiáng)化源頭、過程和細(xì)節(jié)控制。技術(shù)干部要把好設(shè)計(jì)審核關(guān)、原材料質(zhì)量關(guān)、過程控制關(guān),制定并落實(shí)工序質(zhì)量責(zé)任制,以工作質(zhì)量保證工序質(zhì)量,以工序質(zhì)量保證工程質(zhì)量。
施工現(xiàn)場要堅(jiān)持和推廣工序流轉(zhuǎn)實(shí)名簽認(rèn)制度,形成責(zé)任可傳遞、質(zhì)量可追溯、問題可追究的機(jī)制。每個(gè)海上風(fēng)能人都要強(qiáng)化質(zhì)量意識,筑牢底線思維,全面加強(qiáng)質(zhì)量管理,大力弘揚(yáng)工匠精神。通過各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量把控,確保整個(gè)風(fēng)電場全生命周期質(zhì)量萬無一失。
Q:根據(jù)中國海域的不同特點(diǎn),需要選擇哪些不同類型的基礎(chǔ)形式?其未來的技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)怎樣的趨勢?
A:中國擁有約18000km海岸線,海域特點(diǎn)不盡相同。然而,隨著海上風(fēng)電走向深遠(yuǎn)海和大容量,不論是渤海灣、長三角、閩南、粵東,還是北部灣,短期內(nèi)都將以固定式基礎(chǔ)為主。對于漂浮式基礎(chǔ),從中國海上風(fēng)電中遠(yuǎn)期規(guī)劃來看,至少在“十四五”期間無法形成規(guī)?;l(fā)展。未來,基礎(chǔ)形式主要以單樁、四樁導(dǎo)管架、嵌巖式導(dǎo)管架及吸力式導(dǎo)管架基礎(chǔ)應(yīng)用更為廣泛。2021年“搶裝”后,大部分開工建設(shè)項(xiàng)目都采用單樁基礎(chǔ),因?yàn)閱螛痘A(chǔ)的建設(shè)成本和施工周期相對可控,但隨著水深達(dá)到35m以上,機(jī)組單機(jī)容量上升至10MW以上,單樁基礎(chǔ)受到限制。
未來,除渤海灣和北部灣海域外,還是以導(dǎo)管架基礎(chǔ)為主。四樁導(dǎo)管架基礎(chǔ)形式相對比較成熟,適應(yīng)水深可達(dá)70m。在福建、廣東地區(qū),基礎(chǔ)經(jīng)常會遇到巖層,嵌巖式導(dǎo)管架基礎(chǔ),尤其是植樁的嵌巖式導(dǎo)管架基礎(chǔ)將會有廣泛的應(yīng)用空間,其質(zhì)量有保證,工期上更可控。自2021年以來,吸力式導(dǎo)管架基礎(chǔ)經(jīng)過幾個(gè)風(fēng)電場的應(yīng)用,顯現(xiàn)出一定的優(yōu)勢,基礎(chǔ)鋼結(jié)構(gòu)全部在工廠制造完成,現(xiàn)場只需一次吊裝工作,效率更高。
接下來的一段時(shí)間,適應(yīng)深遠(yuǎn)海、大容量的基礎(chǔ)形式將以這種導(dǎo)管架基礎(chǔ)為主,不論是樁式,還是吸力式導(dǎo)管架,其基礎(chǔ)剛度大,結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)固,適應(yīng)水深范圍大。也無須擔(dān)心導(dǎo)管架架體過高,起重船無法滿足吊高、吊重要求。未來,可以研究分體制造、分體安裝的施工方式。如果這項(xiàng)技術(shù)能夠攻關(guān)成功,對吊裝施工的起重船的作業(yè)參數(shù)要求會大大降低,導(dǎo)管架基礎(chǔ)也許還可以適應(yīng)更深的海域。
Q:在創(chuàng)新時(shí),需要哪些新的外部學(xué)科或智能化手段支持,為這一行業(yè)賦能?
A:海上風(fēng)電作為新能源產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,有著廣闊的發(fā)展前景。然而,要保證風(fēng)電行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展,同樣面臨著巨大挑戰(zhàn),智能化建造平臺的研發(fā),“卡脖子”技術(shù)的攻關(guān),關(guān)鍵裝備的國產(chǎn)化,需要每個(gè)風(fēng)能人開拓進(jìn)取,持續(xù)創(chuàng)新。創(chuàng)新永遠(yuǎn)在路上,可以是多元的,行業(yè)之間、學(xué)科之間相互借鑒,相互促進(jìn)??梢猿浞掷脭?shù)字技術(shù),讓數(shù)字創(chuàng)造價(jià)值,打造海上風(fēng)電智能建造平臺,融合智能吊裝、智慧測量、海況監(jiān)測及安全監(jiān)控等技術(shù),助力海上風(fēng)電智能建造技術(shù)發(fā)展。
還可以大力發(fā)展制氫技術(shù),解決海上風(fēng)電遠(yuǎn)距離輸送和儲存的問題,它更是減少棄風(fēng)并提高利用效率的最優(yōu)方案之一。也可以探索海洋牧場與海上風(fēng)電融合發(fā)展,利用海上風(fēng)電基礎(chǔ)的穩(wěn)固性,將牧場平臺、休閑垂釣及智能化網(wǎng)箱等與基礎(chǔ)融合,不僅可以降低海洋牧場運(yùn)維成本,還能夠提高生物養(yǎng)殖容量,打造“海上風(fēng)電功能圈”,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)多元化拓展。
Q:從中鐵大橋局建設(shè)的海上風(fēng)電工程項(xiàng)目來看,跨海橋梁建設(shè)為海上風(fēng)電提供哪些經(jīng)驗(yàn)參考?如何訓(xùn)練一支有經(jīng)驗(yàn)的對海況能夠準(zhǔn)確把控的施工管理團(tuán)隊(duì)?
A:跨海橋梁和海上風(fēng)電施工兩者在人才、技術(shù)、裝備等方面具有高度相通性。跨海橋梁建造本身無論從基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式,施工組織方案,還是質(zhì)量保證體系來看,都屬于復(fù)雜且成熟的工程領(lǐng)域??绾蛄航ㄔO(shè)中的深水基礎(chǔ)施工方法在風(fēng)電施工中得到了應(yīng)用,尤其是在嵌巖樁施工中有比較成熟的工藝和經(jīng)驗(yàn),可以在海上風(fēng)電建設(shè)中進(jìn)行推廣應(yīng)用。比如福建興化灣一期項(xiàng)目,全部是嵌巖樁基礎(chǔ),施工過程借鑒了平潭跨海大橋的施工經(jīng)驗(yàn),重點(diǎn)控制鋼樁打擊能量,避免鋼樁遇到巖石變形,鉆孔過程保證泥漿質(zhì)量,選擇合理的扭矩進(jìn)行鉆孔施工,取得了非常好的效果。
跨海橋梁建設(shè)中對船舶管理的經(jīng)驗(yàn)值得參考,橋梁施工經(jīng)常會用到幾十艘船舶,相當(dāng)于一個(gè)大型航母艦隊(duì),針對每艘船進(jìn)行合理調(diào)配,發(fā)揮最大效率,并保證船舶的航行或失速安全,需要一個(gè)有效的船舶管理系統(tǒng),這套系統(tǒng)可以借鑒到海上風(fēng)電施工中。
跨海橋梁建設(shè)在防臺(臺風(fēng))方面已經(jīng)有了全面的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),有成熟的防臺預(yù)案,有防臺加固措施,有臺風(fēng)預(yù)警撤離程序,包括船舶的避臺應(yīng)急預(yù)案,都可在海上風(fēng)電建設(shè)中推廣應(yīng)用。跨海橋梁建設(shè)中對海況的監(jiān)測預(yù)報(bào)技術(shù)也可以指導(dǎo)海上風(fēng)電項(xiàng)目選擇施工窗口期;跨海橋梁建設(shè)的智能吊裝技術(shù)、智慧測量技術(shù)等很多經(jīng)驗(yàn)值得參考借鑒。
一支有經(jīng)驗(yàn)的對海況能夠準(zhǔn)確把控的施工管理團(tuán)隊(duì),不但要每天根據(jù)海況監(jiān)測預(yù)報(bào)手段,關(guān)注未來7~10天的天氣預(yù)報(bào),還需根據(jù)預(yù)報(bào)了解風(fēng)速、浪高、涌高、周期、流向及潮汐情況,判斷當(dāng)天和未來幾天適合作業(yè)的工序,一定要順勢而為,切不可與大自然對抗,且要確保一個(gè)大型作業(yè)工序在這個(gè)窗口期內(nèi)完成,否則后果不堪設(shè)想。
堅(jiān)決杜絕一切因沒有及時(shí)避風(fēng)避臺而造成災(zāi)難的情況發(fā)生。經(jīng)驗(yàn)是從實(shí)踐中得來的,要保證一個(gè)施工管理團(tuán)隊(duì)人員結(jié)構(gòu)合理,這個(gè)團(tuán)隊(duì)要有決策者、技術(shù)管理、吊裝指揮、船舶調(diào)度等,長期穩(wěn)定地在施工一線錘煉,并不斷培養(yǎng)傳承。
原標(biāo)題:價(jià)格內(nèi)卷,海上風(fēng)電仍要堅(jiān)守質(zhì)量、傳承創(chuàng)新