根據GWEC統計，全球海上風電商業化風電機組預計2020年單機達到9.5MW，2024左右達到15-17MW。大型化是海上風電裝備發展的主流，目前我國海上風電也已走向深遠海，中國海裝計劃“十四五”內開展20MW級風電機組預研。這同時也面臨著長葉片、高功率密度傳動鏈、全耦合設計、浮式風電設計等關鍵技術突破和創新。
——中國船舶集團海裝風電股份有限公司海上風場設計技術總監徐賴琳
2022年8月11日，北極星風力發電網主辦的“第二屆海上風電創新發展大會”在南京召開。大會聚焦海上風電技術降本、深海探索、自研自主、產業融合、邁向國際等主題話題，引領海上風電產業創新發展。中國船舶集團海裝風電股份有限公司海上風場設計技術總監徐賴琳在大會上做了《深遠海風電關鍵技術及創新發展方向》主題演講。
文字發言如下：
徐賴琳：各位同仁大家下午好!我是中國船舶集團海裝風電股份有限公司的徐賴琳，下面我將和大家共同探討深遠海風電關鍵技術和創新發展方向。
首先我對海上風電的發展現狀進行一個簡單描述。從近五年的規劃海上風電裝機容量的走勢圖中可以看出，海上風電裝機量基本上是呈一個指數的發展態勢。特別是在去年和前年搶裝潮的情況下，國內海上風電裝機量陡增。圖中反映出的一個結果就是，在未來海上風電如果還有一個大的搶裝潮的話，那么能源設備，包括產業鏈的布局上是有足夠的資源去支撐搶裝的。
除此之外，我用“最”字來表現目前海上風電發展的一個特別的現狀。首先是目前批量裝機最大的單機容量，是葉輪直徑是在220米的情況，匹配的單機功率是10到13MW的最大功率，這是目前今年我們海上批量供貨的情況。然后在今年陸續開標的項目，很多是年底新建或者是明年建成的項目，目前市場上競爭的機組還是分為長江以北和長江以南，長江以北的低風速區域單機容量還是8.7MW，然后長江以南的區域的匹配的單機是10MW以上，最大的是在14MW的級別。福建的最低電價是突破了0.2元的價格，目前市場上主機價格都已經突破了3000元/kW，目前國內開發的風電場最遠距離也是達到了100公里左右，水深也達到了50米，這只是固定式技術開發的風電場。從這個統計上來看，目前海上風電的發展已經是進入到了深遠海。
那么海上風電發展到深遠海，面臨的一些關鍵的技術有哪些?我們作為主機設備廠家統計了一些情況，首先是機型的大型化。目前市場上葉輪直徑無論是國內還是國外，基本上都是在直徑210米以上，包括現在的256的競爭態勢，以及我們在研的20MW的這樣一個最大單機容量機組。從大MW大葉輪的發展態勢下，我們所面臨的技術難題，包括超長柔性葉片氣彈穩定性及制造難題以及后面的施工和運維帶來的挑戰。
首先是從葉片的發展，在去年四五月份的時候，我們國內100米級的葉片是下線了，今年四五月份開始批量化的運用。這個過程用了一年之久的時間，經過了一年的測試，雖然比較漫長，但它給后面就是今年107、116米的葉輪直徑葉片的批量應用打下了堅定的基礎。
從102到107到116.包括120米長葉片的生產，中間有一些反復的技術難題。我這里就列出了它的一個過程，包括從葉片的設計到氣動組件設計以及結構的設計，包括后面的一個流程的分析，分析完之后它的強度，包括后面的新材料和新工藝的應用，綜合所有的這些反復的復雜的工作之后，才生產出這樣一個長葉片，同時也攻克了大型氣動組件的技術，超寬碳纖維灌漿技術等等一系列的技術難題。
其次是高功率密度傳動鏈，如果現在單機做到了16MW或者是以后的20MW級別，按照以往補貼時代的設計理念，整個葉輪和主機的重量就會很重(主機可能會達到600噸)，對施工和成本的壓力都是不能夠適合于平價的因素。所以目前的高功率密度傳動鏈已經是第二代，應用于我們目前10MW的風電機組之上。在我們第三代的全集成的高密度傳動鏈，中速永磁發電機傳動鏈的話未來是運用到我們16MW的風電機組。
然后是全耦合的設計，目前我們針對固定式基礎做的一個設計——一體化仿真，我在這里提的是針對海上漂浮式的一個設計，目前漂浮式平臺在國內已經有了兩臺樣機。它的設計理念也要參考著我們目前陸上的固定式的設計理念，就是說無論是你生產主機，浮動平臺生產浮動平臺，兩個加在一起，還是說仿真一體化設計，但還是主機設計主機，浮動平臺設計浮動平臺的，最終把它放在一起，這兩種方案目前都不是漂浮式平臺設計的最優方案。那么最優方案是什么呢?就是用仿真設計，然后平臺同時設計，這樣最終才能達到最優的結果。
機組大型化對整機可靠性也提出了更高的要求，目前就是10MW級的測試，100米級的葉片極限測試。現在目前批量應用來說，我們直徑到了256.這相當于有一個10年的過程，我們用了一年的時間把它走到了現在的程度。其次就是吊裝配套的一個情況，我這里就用256葉輪直徑作為參考進行計算，目前國內吊裝船使用設備，能夠滿足這種吊裝的只有三到四艘船。到明年上半年，在建和已經規劃的大型吊裝船或將陸續出現在市場上，總共統計也只有十幾艘，但是如果面對未來2024年、2025年的海上搶裝，船也是遠遠不夠的。
運營也是一個非常重要的環節，因為到了深遠海之后，它運維的效率會大大的降低，而且對機組的大型化，長時間發生故障，它對發電量的損失也非常大，所以對專業運維船的要求非常高。目前中國海裝已經生產的一個專業的運維船，它相比使用普通運維船可增加30%左右的出海窗口期。
下面是針對未來海上深遠海發展的趨勢講解。目前中國海裝國內的漂浮式風電就是“扶搖號”，只是一個樣機示范，如果想批量化，需要市場的推動，讓它達到市場化的應用。這個項目目前是運用在廣東海域，環境比較惡劣，所以未來如果成功達到批量化，這個漂浮式平臺可以運用到全國所有海域。第二點就是國產化，目前國內裝機已經是全球第一，未來國內的風電機組及核心零部件全部國產化也是一個趨勢，目前我們和華能了一個5MW全國產化的風機。
最后是深遠海海上風力發電的綜合應用，第一個是海水淡化，同樣的就是海上風電制氫，中船七一八所有四十多年的制氫歷史，也是國家唯一一個從事水電解制氫的研究單位，我們雙方單位通過多年的碰撞，主要是針對海上風電制氫，做了一個流程化的規劃，主要是兩個方面：
一是海上風電發電通過電網輸送到電解制氫工廠生產氫氣，然后儲存氫氣到應用。另一方面就是通過海上的制氫平臺生產氫氣，通過管道運輸或者是運輸船運輸到儲存氫氣的地方，再拿到各個地方去運用。第二個方案整體來說深遠海電的輸送成本非常高，海上運輸管道成本更大，通過海上制氫，氫氣的輸送也是一個降本的過程。
海洋牧場的結合應用，目前海洋牧場國內已經有了很多的示范，包括如“深藍1號”全潛式網箱、“國信1號”養殖工船以及“耕海1號”休閑漁業綜合體平臺等。還有海上能源島，它都可以結合到風電的發展綜合應用上去。
從海上風電的發展來說，它是需要全行業內各個企業的優勢來共同促進發展。我也希望和大家進行深入合作，發揮出各自的優勢，達到我們一個海上風電的健康優良的發展。
