风电科技创新 科技成果有组织产业化:风电设备“退役不褪色”的“大湾区新动能”

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科技成果有组织产业化:风电设备“退役不褪色”的“大湾区新动能”

田原

在全球能源转型与“双碳”目标的驱动下,新能源产业正经历从规模扩张向高质量发展的深刻变革。作为我国海上风电发展的核心引擎,粤港澳大湾区以科技创新为引领,逐步探索出一条科技成果有组织产业化的实践路径,不仅让退役设备“退役不褪色”,更为为风电产业高质量发展、湾区产业可持续绿色转型、国际科技合作体质升级注入新动能。

首先,是科技创新的“阳江模式”,即从实验室到产业链的闭环突破。阳江,这座被誉为“绿能之都”的粤西城市,是大湾区海上风电科技成果有组织转化的缩影。通过持续打造“阳江应用型本科院校海上风电学院”“国家海上风电装备质量监督检验中心”“阳江海上风电实验室”等首创型科技研发和成果转化载体,阳江构建了产学研深度融合的海上风电创新生态,从而更好支持领军企业联合科研机构突破复合材料再生、智能拆解等“卡脖子”技术。在这个生态内,以全球首台抗台风型浮式海上风电机组等突破性技术为代表,阳江的海上风电产业实现了多项全球首创,阳江也逐渐成为海上风电科技创新和成果有组织产业化的策源地。

除了练好内功,还要巧用外力。2024大湾区科学论坛绿能产业科技创新分论坛在阳江海陵岛举行,“绿能产业科创汇客厅”在联合国原副秘书长埃里克·索尔海姆和刘经南等中外院士共同见证下落户阳江。自那以来,这一新型科技成果有组织产业化平台高效整合浙江大学和中国科学院等高校院所、粤港澳大湾区产业人才研究院等头部智库、三峡新能源等领军企业各方资源,加快推动涵盖风电设备研发、制造、运维、退役全生命周期的技术验证、产品改良、市场拓展,全力打造“需求牵引研发、研发驱动产业、产业激发新需求”的闭环链条。

风电科技创新 科技成果有组织产业化:风电设备“退役不褪色”的“大湾区新动能”

其次,是设备再生的“湾区合力”,即从环境负担到循环经济的绿色转型。随着我国风电产业迈入第一波“退役潮”,粤港澳大湾区率先响应国家政策,“技术创新+政策引导+市场检验”三管齐下,协同探索退役设备的再资源化价值路径。

技术创新是关键突破点。一批大湾区企业正聚焦叶片复合材料回收、稀有金属提取等技术攻关,推动退役风机从“拆解回收”向“再生制造”升级。例如,中科院广州能源研究所在广东能源集团研究院支持下,建成国内首条200吨/年碳纤维退役风机叶片中试示范线。明阳集团则积极探索漂浮式风机叶片可回收设计,采用热塑性树脂材料,提前布局退役设备再生技术。

政策引导是顶层设计。为更好落实国家《风电场改造升级和退役管理办法》、《关于促进退役风电、光伏设备循环利用的指导意见》等系列文件精神,大湾区各地不断强化顶层设计,不断增加“绿色设计—规范回收—高值利用”全流程科技含量的同时,配套完善退役设备循环利用的标准体系与产业链协同机制,为退役设备的可持续再生提供立体化支撑。

市场检验则是最好的试金石。大湾区立足海洋经济特色,在风渔融合、海上制氢等领域跨界创新,进一步拓展了退役设备的应用场景。例如,“明渔一号”项目将退役风机改造为深海养殖平台,实现“海上风电+海洋牧场”的立体开发,年产值超5400万元。这种符合市场规律的多业态融合,不仅提升了风电产业资源利用效率,更催生出加速产业转型的新质生产力。

最后,是产业升级的“中国智慧”,即从区域协同到国际合作的正向溢出。大湾区的科技成果有组织产业化不仅服务于本地产业向新、向绿升级,更通过“一带一路”合作彰显“中国智慧”。2024大湾区科学论坛绿能产业科技创新分论坛上发布的《阳江倡议》,呼吁全球加强绿色转型科技合作和产业协同,被风电产业各界认为是首次专门就绿能产业科技创新发出“中国声音”。此后,大湾区依托“绿能产业科创汇客厅”加速推动全球范围的退役技术共享与回收产业共建,一批又一批风电产业合作伙伴从马来西亚、英国、澳大利亚等过来到大湾区对接新技术、寻找新商机。这种“技术共享+资源互补”的合作模式,为“一带一路”共建伙伴携手推进产业升级和经济社会高质量发展提供了可复制的模式和经验,进而有望为全球绿能产业技术标准的互联互通与商业模式互利共赢奠定坚实基础。

风电科技创新 科技成果有组织产业化:风电设备“退役不褪色”的“大湾区新动能”

应“绿能产业科创汇客厅”邀请,苏伊士中国高管团队赴阳江市绿能产业示范园。就科技创新赋能风电产业循环经济开展专题调研并建言献策

风电设备的“退役”绝非终点,而是绿色经济的新起点。令人欣喜的是,粤港澳大湾区风电产业在自身发展为战略性新兴产业的过程中,也成为通过科技成果有组织转化促进其他产业协同高质量发展的一股重要力量。在此过程中,以风电产业高质量可持续发展为目标、以科技创新为引擎、以有组织产业化为路径,粤港澳大湾区正书写着风电设备“退役不褪色”的产业升级新篇章,将贡献出赋能全球绿色发展的中国新方案。

(作者为粤港澳大湾区产业人才研究院秘书长、“绿能产业科创汇客厅”总统筹)

科技创新“强引擎”!中交集团漂浮式风电实现新突破

近日,三航局成功中标我国在建单机容量最大的16兆瓦漂浮式海上风电成套系统示范应用工程,成为中交集团深远海漂浮式风电领域创新发展的里程碑。中标项目位于广东省阳江市附近海域,离岸距离约75公里,水深超过50米,包含1座四立柱半潜式漂浮式风电机组的基础平台建造、运输、风机吊装、海上就位安装,系泊系统采购、制作与安装,动态海缆采购与敷设等全部施工环节。

我国深远海地区风能储量更大,开发价值更高,在深远海地区开发漂浮式风电已成为未来海上风电发展的一大趋势。此次中标的漂浮式风电项目方案集成了公司近年来自主研发积累的多项海上风电新技术和新装备,充分展现了公司在漂浮式风电领域的硬核实力,对于公司掌握深远海地区风能开发主动权意义重大。

强化顶层部署推动

打造科产融合创新合力

公司高度重视漂浮式风电产业发展,持续强化顶层设计、原创能力和全产业链协同创新能力,以科技创新引领漂浮式风电产业创新发展。

着力强化顶层部署推动。 制定漂浮式风电发展的顶层设计,部署行业和市场研究、关键核心技术攻关、工程落地实施和产业化、研发能力建设等四大任务,一体化推动从技术研发、概念设计到样机研制、工程实施的漂浮式风电全产业链发展,打响中交特色漂浮式风电品牌。

着力强化全产业链协同创新能力。 在国务院国资委指导下,牵头成立中央企业海洋工程技术创新联合体,汇聚海上风电领域的央企、高校、科研院所、民营企业等内外部创新资源和创新合力,加快推动海上风电勘察设计、施工、装备建造与运维全产业链一体化发展。

着力增强原始创新能力。 成立中交集团创新研究院,建设海上风电施工原创技术策源地,整合内部优势创新资源,一体化开展漂浮式风电勘察设计、施工、运维关键技术与装备攻关,推动漂浮式风电技术和装备研发不断取得突破性进展,全面掌握勘察设计、施工和运维核心技术。

加强自主创新

具备漂浮式风电产业化能力

公司自2016年以来大力开展漂浮式风电关键技术研究,针对各种漂浮式风电结构以及施工各环节进行技术攻关。此次中标的漂浮式风电施工方案集成了中交集团近十年来研发的多项海上风电施工新技术。这些技术解决了漂浮式风电施工的安全性、稳定性、精准性、可控性、可视性和新算力软件的便利性等一系列重大技术难题。

创立先进试验验证体系。 创新研究院建立了一套多维度数值模拟仿真平台,具备空气动力、水动力、系泊系统全耦合高精度计算能力,实现了漂浮式风电浮体功能迭代优化的试验条件。

建设漂浮式风电实验室。 为模拟更接近实际物理条件的试验环境,建立了一整套从试验设计、模型制造、试验实施到数据分析的海上实验场全流程技术体系,组建了漂浮式风电实验室,具备从数值模拟、试验验证到工程应用的漂浮式风电全链条研发能力,可开展海上大比尺物模试验,为行业技术标准制定、大容量浮式风电样机开发提供试验条件支撑。

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漂浮式风电海上试验

形成漂浮式风电集成设计能力。 研发了基于混凝土结构的漂浮式风电基础设计优化模型,可对多结构类型、不同容量漂浮风电方案进行快速筛查,实现设计方案的快速优化。突破了适应选址条件的漂浮式风电方案选型设计难题,形成了选址条件-设计使用寿命-风机功率相平衡的设计方法,形成了多种半潜式和驳船式设计方案。

自主研发先进施工技术与装备。 深远海海域施工环境恶劣,对施工技术与装备要求高。公司坚持自主创新,近年来自主研发了一系列先进施工技术与装备,为漂浮式风电海上施工保驾护航。工程船舶可作业性量化分析与窗口预报技术,可对施工场址各类工艺的可作业窗口进行24小时不间断滚动预报,准确率高达95%。

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自主研发的海上风电施工作业窗口预报系统

漂浮式风机一体化拖航稳性分析与远距离拖航监控保障系统,能够有效解决漂浮式风机、塔架及浮体平台的整体拖航中“头重脚轻”等问题,实时自动采集实时位置与关键数据,实现稳定性预判与快速预报,从根本上提升安全性。

漂浮式风机现场分体安装动力响应控制技术,创造性运用多个漂浮式系统,实现了安装软着陆、浮式基础平台动态调载和矢量位移控制、安装过程工艺可视化模拟与风险识别,突破了漂浮式风电规模化安装防台等问题,可实现风机“静对动”分体安装。

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风机“静对动”分体安装

漂浮式风机锚泊自动定位技术,可实现在风、浪、流等随机动态载荷影响下的系泊缆对接,确保恶劣海况下的系泊系统安装效率与安全性,将漂浮式平台的位置和姿态控制在允许范围内。

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自主研发的锚泊自动定位系统

第四代自升式平台船海峰1002,配备全船信息化数字化管理系统,实现重要系统运维数字化监控、智能数据分析、远程故障诊断等功能,是国内首艘申请中国船级社智能船舶及绿色船舶入级的海上风电安装平台。

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“海峰1002”平台船

自主开发的负压吸力沉贯施工成套技术与装备,打破国外同类设备垄断,实现吸力锚沉贯装备国产化。设备具有高抗风险性能、高度集成化、智能化和模块化的特点,适用水深可达100米、扬程60米、排量每小时1200立方米,并具有高可靠性水下密封系统。

自主开发海上风电智慧运维平台。 以“数字孪生风场、数据感知预警、智慧运维决策、智慧运维实施、智慧项目管理”为核心,将资产、业务、数据进行有效联通,实现运维前监测预警、运维中决策实施、运维后评估优化的漂浮式海上风电运维完整闭环管理。

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海上风电智慧运维平台

目前,中交集团已具备漂浮式风电集研发、设计、施工、运维、装备于一体的全产业链能力。下一步将以此次中标项目为契机,持续强化科技创新引领,加快推动漂浮式风电产业化发展,助力打造绿色新质生产力,为我国和全球漂浮式风电产业化发展提供更多优质中交方案和中交技术。(中交集团)

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