海上风电是未来新能源发展的重要方向

海上风电是未来新能源发展的重要方向

谢玮

揭阳前詹风电有限公司     揭阳市惠来县515223

摘要：现如今，我国的海上风电建设不断增加，海上风力发电具有资源丰富、效率高、不占土地和开发面积大等优势，发展前景十分广阔。目前，我国海上风电制氢产业发展势头强劲，但技术还不够成熟。我国科研人员要不断创新，优化海上风电制氢技术，促进海上风力发电向深海发展，实现绿氢新能源的有效开发。因此，本文就海上风电的未来发展方向进行研究，以期为海上风电制氢项目实践提供参考。

关键词：海上风电；安全管理；发展

引言

能源是经济社会发展的基础和动力，对国家繁荣发展、人民生活改善和社会长治久安至关重要。在新能源发展的大趋势下，我国提出了一系列风力发电的发展战略与政策，海上风电作为风电领域的重要一环，发展潜力巨大。

1海上风电大型构件运输特点

该运输方案具有很强的代表性，是目前海上风电大型构件船舶运输最常用的方式。该项目针对大型构件运输采取-船-构件-绑扎方案，确保大型构件绑扎、运输的安全性。可操作性强，施工效率高，规避了海上长时间逗留风险，但海上风电项目存在施工环境恶劣等不可控因素，大型构件船舶运输也凸显了一些通用问题。

2海上风电未来发展途径

2.1新型风能高效能量转换理论与装备

关键是开展新型结构设计与气动传动性能优化设计、重心可调的支撑结构轻量化设计、安全稳定的漂浮平台及系泊系统设计及适用于新型机组的高功率密度新型发电机设计。

2.2涂装环境

（1）油漆涂装应在厂房内喷涂，室内光线明亮，空气流通。涂装操作区地面干净，保证在喷涂过程中无灰尘扬起。（2）作业时，只要环境温度、相对湿度和露点等符合要求方可施工。环境温度主要控制执行工作的喷漆房和涂敷表面的温度。湿度主要控制执行工作的喷漆房湿度的相对百分比。空气相对湿度要低于85%，塔架基体温度至少须高于露点温度3℃以上，且满足油漆工艺要求，方可进行防腐施工。（3）当温度低于5℃或高于40℃时，必须采用措施来提高气候条件到可以接受的范围。

2.3海上风电制氢的氢气运输

天然气管道掺氢运输是大规模运输氢气的有效手段，特别适用于深海、铺设海缆运输电力已不具备经济价值的海上风电制氢项目。但是，受管道材质、使用寿命、氢气占比、管道压力、掺入元素和外界环境等因素影响，氢气掺入天然气管道后会滋生安全隐患，天然气管道系统的压缩机、阀门、控制器等构件可能发生氢脆、泄漏和渗透等问题。天然气管道掺氢运输在很多发达国家已经投入使用，技术完善，我国目前还处于初步发展阶段，重点研究方向为深海远距离天然气掺氢运输管道。为避免氢气运输过程出现安全隐患，首先要考虑管道材质，选用强度等级高的钢材，保证天然气掺氢管道的使用寿命，避免发生氢脆现象。海上天然气管道掺氢运输是深海氢气运输行之有效的方法，是我国海上风电制氢产业进军深海的重要基础保障，也是解决氢气消纳问题的重点研究方向。相比离岸近、铺设海缆传输电力具有经济价值的海上风电制氢项目，深海海上风电制氢项目的氢气运输手段更加繁杂，难度系数更大。我国科研人员需要结合已有的氢气运输项目经验及海上天然气物质组成特性，不断深入研究，减小掺入氢气对管道的不良影响。

2.4加强监管评审，督促企业制定切实可行的专案

相关单位应组织专业人员对每个海上风电大型构件的船舶装载及运输编制专案，确保海上风电大型构件在水路运输过程中的安全性。1.应依据行业标准及相关规范，对大型构件运输过程进行有限元建模并进行动态受力分析；2.明确船舶甲板、货舱布置和局部强度，并配置足够安全有效的系固装置；3.对于海上风电大型构件要明确其数量和装载方式，针对不同的海上风电大型构件，其装载顺序和位置、绑扎系固、焊接等要重点注意，严格按要求进行处理；4.应根据船舶装载大型构件的尺寸、受风面积等情况，结合海洋气象条件和船舶载运能力等因素，对船舶的稳定性以及甲板的强度进行动态分析；5.编制航行计划，制定监管值班计划，安排专人轮值，加强有效沟通和联络机制；6.应落实安全责任，实施责任管理，做好安全技术措施交底，加强安全检查；7.应准备应急预案，如在海上运输过程中出现突发情况，可采取应急措施实施补救，确保人员、船舶和大型构件的安全。

2.5结合专家的科学预测

未来的海上风电安装平台将朝着深水化、大型化、专业化、智能化、模块化的方向发展，将通过信息感知、通信导航、状态监测与故障诊断等智能化技术，帮助安装平台更安全、更稳定、更高效地运行，并通过功能、技术和任务模块化等方式，实现风电安装平台的多功能化和多任务化，不断走向“深蓝”，实现安装技术的优化升级。

2.6海上风电制氢的氢气储存

氢气体积密度较低，海上风电制氢面临环境复杂、建设难度大、成本高、安全系数低和技术不成熟等问题，导致氢气存储能力受到限制，储氢的空间成本很高，氢气的高效存储和经济存储是海上风电制氢产业急需攻克的问题。目前，我国重点研究的储氢方法有两种，即海底盐穴储存氢气和海上废弃油气田储存氢气。（1）海底盐穴储存氢气。海底盐穴就是盐矿开采后留下的海底洞穴，在高温高压的条件下，洞穴内的盐可以将内部裂缝自动填补愈合，经过一段时间后，海底盐穴就会形成很好的密封空间，其具有体积大、成本低、密封性好、安全性高等优点，可应用于石油、天然气和氢气等能源的储存。海上风电制氢产生氢气，当陆地上有氢气需求时，利用天然气管道掺氢手段将其运送到陆地上，直接用于商业消费，当氢气产生量供大于求时，可以利用海底盐穴储存氢气，当求大于供时，再将海底盐穴储存的氢气及时送出，起到很好的调峰作用。但是，海底盐穴储存氢气会受海底地质构造的影响，技术成熟度还不足以支持全面推广应用。海底盐穴储存氢气，大量氢气高频率灌入或抽送时，可能会发生井筒材料破裂、洞穴结构损坏等现象，相关技术还需要不断完善。（2）海上废弃油气田储存氢气。海上油气开采需要建设大量的海上开发设施，废弃处置是油气田开发的最终环节，海上油气田停止生产作业后，如果没有其他合理用途，必须进行废弃处理。海上废弃油气田具有存储量大、经久耐用、安全性高等优点，所以，海上废弃油气田可应用于海上风电制氢的氢气储存，该方法具有很大的经济优势，但技术还不够成熟。与海底盐穴储存氢气相比，废弃油气田的内部会存在很多残留气体，如CH

4、H2、CO2等，如果氢气储存其中，就会影响氢气的品质和后续的直接利用，但如果能够得到有效的利用，未来将有越来越多的枯竭油气田变为储存氢气的宝葫芦，这将成为海上风电制氢产业可持续发展的新支撑。

结语

海上风电大型构件的载运是海上风电项目建设的重要部分，加强海上风电大型构件运输管理和风险识别、提高人员业务素质和专业能力、完善各主管部门监管制度和相关规范及标准的制定与执行、编制合理匹配的专项方案，最大程度地保证船舶载运海上风电大型构件的安全，为国家新能源行业的发展保驾护航。一体化的海上风电装备与风能高效利用技术创新体系，实现海上风电技术及装备自主可控，建成我国海上风电技术策源地和高水平人才聚集地，打造风电领域国家战略科技力量。

参考文献

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[3]年伟,陈永杰.海上风电塔筒的运输[J].现代制造技术与装备,2021,57(8):112-113.