海上光伏示范試點(diǎn)項(xiàng)目:
海上“種太陽” 建綠色能源庫
——走近河北“十四五”大工程(二)
這是河北省第一個(gè)海上光伏項(xiàng)目,總投資達(dá)到44億元,裝機(jī)規(guī)模180萬千瓦。
這是海洋工程與新能源建設(shè)深度融合的一次新嘗試。在推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型過程中,成功破解土地資源約束難題。
建設(shè)過程中,多項(xiàng)新技術(shù)在這里成功應(yīng)用:吸力筒式穩(wěn)樁平臺(tái)提高打樁精度、光伏板聚氨酯邊框?qū)购Kg、“定向鉆穿越+海纜回拖”方案實(shí)現(xiàn)無損穿越保護(hù)區(qū)……
在秦皇島市,180萬千瓦海上光伏示范試點(diǎn)項(xiàng)目(以下簡稱“試點(diǎn)項(xiàng)目”)已進(jìn)入快速建設(shè)階段。
向海洋要空間、要能源的戰(zhàn)略抉擇

近日,昌黎縣灤河口附近海域,河北華電昌黎50萬千瓦海上光伏試點(diǎn)項(xiàng)目大規(guī)模施工現(xiàn)場(chǎng)。 河北日?qǐng)?bào)記者 趙 杰攝
10月21日,在昌黎縣灤河入海口附近海域,打樁船上的工人將一根根鋼樁夯進(jìn)海底,大型運(yùn)輸船和起重船配合默契,將面積相當(dāng)于6個(gè)籃球場(chǎng)大小的光伏板網(wǎng)架吊裝至鋼樁上……2.56萬畝海域上,“能源森林”正從藍(lán)圖變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
“秦皇島沒有大面積的閑置平原,陸上光伏項(xiàng)目大多建在山坡上。”秦皇島市發(fā)展和改革委員會(huì)黨組書記、主任關(guān)金一說,土地資源的約束成為當(dāng)?shù)赝七M(jìn)能源轉(zhuǎn)型的難題。2024年2月,省發(fā)展和改革委員會(huì)下達(dá)試點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè)計(jì)劃的通知,向海洋要空間、要能源的方法打破了困局。海上光伏不占土地、光照更充足,與秦皇島162.7公里海岸線的資源稟賦完美契合。該項(xiàng)目包含河北華電昌黎50萬千瓦海上光伏試點(diǎn)項(xiàng)目等4個(gè)子項(xiàng)目,整體位于昌黎縣海域。
項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在灤河口海域經(jīng)過八個(gè)月的反復(fù)勘測(cè),最終敲定6米至15米水深的作業(yè)區(qū)。“這里年有效光照達(dá)1500小時(shí),比陸上多200小時(shí),而且潮流流速平緩,能減少對(duì)設(shè)備的沖擊。”河北華電昌黎50萬千瓦海上光伏試點(diǎn)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人郝明月說,項(xiàng)目整體呈三角形,既避開了秦皇島港主航道,又預(yù)留出漁船進(jìn)出的通道,與周邊養(yǎng)殖區(qū)保持安全距離。
2025年1月,項(xiàng)目正式開工,吸引了4家央企聯(lián)合參與。“從陸地光伏建設(shè)到海上光伏建設(shè)的轉(zhuǎn)變,是海洋工程與新能源建設(shè)深度融合的一次新嘗試。”郝明月說,為滿足海上安全、快速施工的要求,他們?cè)谌雸?chǎng)前就已通過軟件模擬過多次,提前解決部分技術(shù)難題,為高質(zhì)量完成建設(shè)任務(wù)做足準(zhǔn)備。
形成一套可復(fù)制的海上光伏建設(shè)方案
“在海上施工就像在晃動(dòng)的蹺蹺板上搭積木,控制好施工精度是一大難題。”河北華電昌黎50萬千瓦海上光伏試點(diǎn)項(xiàng)目技術(shù)主管車增杰打開工具箱,指著里面一個(gè)穩(wěn)樁平臺(tái)模型說,海上光伏對(duì)沉樁精度要求苛刻,4根鋼樁間誤差需控制在15厘米內(nèi),風(fēng)、浪、涌的干擾讓現(xiàn)有的陸地施工工藝完全失效。這個(gè)看似簡單的“鋼架桌子”,藏著攻克沉樁精度難題的關(guān)鍵。
據(jù)介紹,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)百余次試驗(yàn),研發(fā)出吸力筒式穩(wěn)樁平臺(tái)。作業(yè)時(shí),先將平臺(tái)固定在海底,通過吸力筒調(diào)整水平度,四個(gè)抱樁器精準(zhǔn)控制鋼樁位置,將誤差縮小至10厘米內(nèi)。車增杰算了筆賬,過去單根樁定位需半小時(shí),現(xiàn)在有了穩(wěn)樁平臺(tái)這個(gè)“定海神針”,一次定位可連續(xù)打四根樁,施工速度比傳統(tǒng)方式快約20%。
鹽霧侵蝕是海上設(shè)備需要面對(duì)的又一大難題。在模擬海洋環(huán)境中,普通鋁邊框光伏板三個(gè)月就會(huì)被腐蝕,后期發(fā)電能力將會(huì)因此衰減。為此,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)和光伏板生產(chǎn)企業(yè)一起,經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)研制出聚氨酯邊框。“這種新型邊框抗腐蝕,能防止漏電流產(chǎn)生,確保25年發(fā)電效率衰減不超15%。”車增杰說。
“我們項(xiàng)目集電線路的電壓等級(jí)是目前海上光伏領(lǐng)域最高的。”項(xiàng)目安全總監(jiān)李強(qiáng)介紹,項(xiàng)目僅網(wǎng)架鋼材就用了6.2萬噸,創(chuàng)下國內(nèi)螺栓球網(wǎng)架單體項(xiàng)目用量紀(jì)錄,這種超大跨度結(jié)構(gòu)能輕松應(yīng)對(duì)12級(jí)陣風(fēng)。
細(xì)節(jié)處的創(chuàng)新更顯匠心。引入定向鉆先進(jìn)技術(shù),使海底電纜敷設(shè)效率提升60%以上;光伏板采用710瓦高效組件,比主流產(chǎn)品功率提升10%,可減少15%的用海面積;網(wǎng)架排列經(jīng)過光影模擬優(yōu)化,10°傾角搭配15米至25米的南北間距,避免了陣列間的光照遮擋;疊裝運(yùn)輸工藝讓每艘船一次能運(yùn)2個(gè)網(wǎng)架,解決了吊裝窗口期設(shè)備短缺問題……一系列創(chuàng)新組合起來,形成了一套可復(fù)制的海上光伏建設(shè)方案。
沿海產(chǎn)業(yè)綠色、可持續(xù)發(fā)展注入新活力
試點(diǎn)項(xiàng)目建成后,年發(fā)電量將達(dá)27億千瓦時(shí),每年節(jié)約標(biāo)煤84萬噸,減排二氧化碳排放215.95萬噸。“那時(shí)全市新能源年發(fā)電量將突破100億千瓦時(shí),可滿足49%的社會(huì)用電總需求。”關(guān)金一說,項(xiàng)目將顯著提升新能源在能源結(jié)構(gòu)中的比重,助力城市向綠色低碳轉(zhuǎn)型。僅河北華電昌黎50萬千瓦海上光伏試點(diǎn)項(xiàng)目這一子項(xiàng)目,每年就能減排二氧化硫2587噸、氮氧化物2670噸,相當(dāng)于新增近2000畝森林的生態(tài)效益。
“鋼樁下海后,扇貝可以附著在上面生長。”車增杰說,項(xiàng)目創(chuàng)新性地采用“漁光互補(bǔ)”模式,在光伏控制區(qū)內(nèi)開展魚類養(yǎng)殖,鋼樁形成的人工魚礁與養(yǎng)殖區(qū)聯(lián)動(dòng),減少海水中的浮游生物,實(shí)現(xiàn)了生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。
試點(diǎn)項(xiàng)目周邊,分布著多個(gè)國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)和生態(tài)保護(hù)區(qū)。這些保護(hù)區(qū)對(duì)生態(tài)環(huán)境要求極高,如何在確保項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度的同時(shí),不觸碰海洋生態(tài)保護(hù)的紅線,成為項(xiàng)目建設(shè)者們必須面對(duì)的挑戰(zhàn)。
車增杰介紹,穿越河北昌黎黃金海岸國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)是集電線路安裝的一大難題。傳統(tǒng)的電線桿架設(shè)方式雖然簡便且成本低廉,但會(huì)對(duì)保護(hù)區(qū)的生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。為此,施工團(tuán)隊(duì)經(jīng)過深入研究和實(shí)地勘察,決定創(chuàng)新采用“定向鉆穿越+海纜回拖”方案。該方案通過地下定向鉆進(jìn)形成通道,再利用海纜回拖技術(shù)將集電線路電纜穿過,實(shí)現(xiàn)了無損穿越保護(hù)區(qū)的目標(biāo)。
“新能源項(xiàng)目發(fā)出來的電被稱為綠電,將有力促進(jìn)企業(yè)產(chǎn)品出口。”關(guān)金一說。
“目前,購買綠電采取競(jìng)價(jià)、雙邊協(xié)商等交易方式。如果綠電能充足供應(yīng),將有助于降低企業(yè)的購電成本。我們?nèi)ツ旯操徺I了2.1億度綠電,如每度電價(jià)格下降1分錢,我們每年可節(jié)約210萬元用電成本。”中信戴卡股份有限公司信能子公司技術(shù)部經(jīng)理夏中雷說,公司是秦皇島市出口額最大的企業(yè),歐美等主要市場(chǎng)的客戶要求其使用綠電生產(chǎn),因此每年都需要購買大量綠電。
“試點(diǎn)項(xiàng)目建成后,將在提供清潔能源、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)的同時(shí),持續(xù)發(fā)揮對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境的保護(hù)作用,為沿海產(chǎn)業(yè)綠色、可持續(xù)發(fā)展注入新活力,成為秦皇島市踐行綠色發(fā)展理念的生動(dòng)范例。”關(guān)金一說。(河北日?qǐng)?bào)記者 孫也達(dá))
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