風(fēng)從海上來(lái)

李倩　劉波

河北省唐山曹妃甸海上風(fēng)電（供圖/李倩）

海面上的風(fēng)速通常大于陸地上的風(fēng)速，這是因?yàn)殛懙乇砻嫦啾群Ｋ砻娓哟植?。陸地上的地形起伏不平，并且?shù)木繁茂、高樓林立。當(dāng)空氣快速在城市和林間穿梭時(shí)，難免會(huì)“磕磕碰碰”，因而摩擦力增大，風(fēng)速就要小一些。而河面、湖面、海面上的障礙物較少，空氣在流動(dòng)過(guò)程中受到的阻力小，風(fēng)速就要大一些。

風(fēng)力發(fā)電能量轉(zhuǎn)換示意圖

除了風(fēng)速更大以外，海上風(fēng)能資源也十分豐富，可謂取之不盡、用之不竭。中國(guó)擁有約1.8萬(wàn)千米的海岸線(xiàn)，200多萬(wàn)平方千米的大陸架（指大陸沿岸土地在海面下向海洋的延伸，被海水所覆蓋的大陸）和6500多個(gè)島嶼，離岸200千米范圍內(nèi)，沿海和島嶼地區(qū)有效風(fēng)能密度（風(fēng)力機(jī)械是在一定的風(fēng)速范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)的，對(duì)于一定風(fēng)速范圍內(nèi)的風(fēng)能密度視為有效風(fēng)能密度）超過(guò)300瓦/平方米，近海和深遠(yuǎn)海風(fēng)能資源技術(shù)開(kāi)發(fā)潛力約22.5億千瓦，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)陸地上可以開(kāi)采和利用的風(fēng)力資源量?？梢哉f(shuō)，風(fēng)在海上蘊(yùn)藏著巨大的能量。

中國(guó)陸上風(fēng)能資源主要集中在東北、西北、西南高原等地區(qū)，而海上風(fēng)能資源主要集中在東南沿海及毗鄰島嶼地區(qū)?，F(xiàn)階段，對(duì)于電力能源的需求主要是在中國(guó)東中部的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人口密集區(qū)域。相比之下，海上風(fēng)電的生產(chǎn)地更靠近電量需求大的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，這在一定程度上減少了電力運(yùn)輸成本和損耗，可以實(shí)現(xiàn)資源就近取材、就近消化。

海上風(fēng)電輸送方式示意圖（繪圖/駱玫）

一望無(wú)際的大海上除了風(fēng)速高、風(fēng)向穩(wěn)，風(fēng)能資源的能量利用效益也比陸地風(fēng)電場(chǎng)高20%～40%，它還具有不占地、沙塵少、電量大、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，能夠有效地減少電機(jī)機(jī)組磨損，延長(zhǎng)其使用壽命，適合大規(guī)模開(kāi)發(fā)。例如，浙江沿海安裝的1.5兆瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)，每年陸上可發(fā)電1800～2000小時(shí)，海上則可以達(dá)到2000～2300小時(shí)，海上風(fēng)電一年就能多發(fā)電45萬(wàn)千瓦時(shí)。可見(jiàn)風(fēng)到了海上不光能“自由馳騁”，還創(chuàng)造出了更多的電能產(chǎn)量。

海上風(fēng)力發(fā)電只要風(fēng)機(jī)不停地轉(zhuǎn)動(dòng)就可以了嗎？當(dāng)然不是！風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)能夠幫助轉(zhuǎn)化和產(chǎn)生電能，但如果不能及時(shí)把電運(yùn)送出去，那么風(fēng)機(jī)也只能在冷風(fēng)中“發(fā)呆”，無(wú)法發(fā)揮所長(zhǎng)。

海上風(fēng)電的“回家路”，其實(shí)和陸地發(fā)電輸送方式基本一致，通過(guò)接入電網(wǎng)，將各個(gè)風(fēng)機(jī)發(fā)出的電匯集到海上風(fēng)電場(chǎng)，經(jīng)過(guò)變壓器升壓處理后，由海底電纜傳輸并接入陸上主電網(wǎng)，從而完成電力傳輸。因此，海底電纜作為海上風(fēng)電傳輸?shù)淖畛Ｒ?jiàn)途徑，也被稱(chēng)為海上風(fēng)電場(chǎng)的“血管”，幫助海上風(fēng)電順利傳輸?shù)疥懙仉娏χ骶W(wǎng)這個(gè)“大動(dòng)脈”，再經(jīng)過(guò)如同“毛細(xì)血管”一樣的各級(jí)配電網(wǎng)，將電力傳輸?shù)角Ъ胰f(wàn)戶(hù)。

通過(guò)不懈努力和探索創(chuàng)新，中國(guó)的海上風(fēng)電從無(wú)到有，目前已進(jìn)入了高速發(fā)展階段，海上風(fēng)電的布局規(guī)劃也從潮間帶（從海水漲至最高時(shí)所淹沒(méi)的地方開(kāi)始，到潮水退到最低時(shí)露出的水面之間的范圍）、淺海，逐漸向深遠(yuǎn)海挺進(jìn)。2022年上半年，全球海上風(fēng)電裝機(jī)容量新增6.8吉瓦（1吉瓦=10億瓦），其中中國(guó)占5.1吉瓦。飛速發(fā)展的海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)，為中國(guó)綠色低碳的新能源開(kāi)發(fā)開(kāi)辟出一條新道路，未來(lái)越來(lái)越多的海上“大風(fēng)車(chē)”將不斷乘風(fēng)破浪，照亮前方！

（責(zé)任編輯/高琳 美術(shù)編輯/周游）