數據顯示，我國海上風電裝機規模已高居世界第一。“向海爭風”正成為東部沿海地區綠色低碳發展的“藍色動力”。
2022年世界海洋日前夕，記者從自然資源部獲悉，按《2021年中國海洋經濟統計公報》最新數據，目前我國海洋清潔能源開發勢頭強勁，2021年全國海上風電新增并網容量1690萬千瓦，同比增長4.5倍，累計容量躍居世界第一。
我國海上風電新增容量連續多年領跑全球。據國際能源署預測，2040年我國海上風電裝機容量將與整個歐盟相當，減排能力將進一步提升。
風力發電是當今發展最快的綠色能源之一。與陸地風電不同，海上風電更少受占用土地、噪聲污染等因素制約。就資源稟賦來看，我國經濟重心在東南沿海，而傳統能源主要分布在西北內陸，海上風電有利于彌補這種能源供應與經濟重心逆向分布之不足。
“向海爭風”的一大支撐是海洋高端裝備研發制造能力的迅速提升。2021年，我國自主研發制造的抗臺風型漂浮式海上風電機組在廣東并網發電，國內首個“海上風電+儲能”海上風電場建設進入儲能交付期，多項技術全球領先。
去年7月，我國在廣東陽江海域成功安裝了國內第一臺漂浮式海上風電組，它的單機容量達5500千瓦，每年可以為3萬戶家庭提供清潔電力。這意味著繼光伏之后，海上風電也闖入了“清潔能源”的賽道。
踩著鋼絲發電
海上風電的技術難度有多大？
風電機的一部分是漂浮在海面上的， “頭重腳輕”的它看起來似乎搖搖欲墜。尤其是一旦遭遇臺風，在發電之前，風電機先倒下了怎么辦？
實際上風電機不僅抗風，能抗的甚至是17級的臺風，這樣的成就，放眼全球都是第一例。它究竟是怎么做到的？
人們最開始制造海上風電機的時候，也完全是按照地面上的思路去造的。
最廣為人知的第一種方法就是“打樁”，簡單來說就是在海床上開一個“洞”，把海上工程的“腿”插在里面，使用天然水壓和沙土的力量穩固工程的根基。
只不過打樁這種方法需要受到一些限制條件，比如水不能超過一定的深度，以及海床的地面不能過于“松軟”，否則都容易導致打樁的工程失敗。
除此之外，海上打樁需要用到一種叫深層水泥攪拌船（DCM船）的裝備，加上造船的成本，用來建造海上機場那種四平八穩的工程倒是很好用，用來做風電機這種豎直的、高聳的工程，可就不太合適了。
而第二種方法，就是打造一個巨大的、沉重的重力基礎，用它的自重將它穩固在水中。
這種方法最著名的運用其實是三峽大壩，能抗的水壓大家也都有目共睹，同理，抗個海風自然也是不成問題的。
但重力基礎和打樁面對著同樣的顧慮，那就是它更適合那種“大塊頭”，而非“高個子”的工程，而且水越深，重力基礎所需要的材料越多，穩固性也越差，除此之外，它還需要對海床的要求還很高，不是平整的地面就很難建設，十分麻煩。
這兩種方法，雖然能在大型海工中大放異彩，但用于海上風電機就顯得有點雞肋了，人們急需一種更適應海洋環境、成本更低、泛用性更廣的“地基”。
直到2007年，世界上才第一次出現了漂浮式基礎。漂浮式基礎主要有三種，分別是單柱式、半潛浮式和張力腿式。
單柱式平臺
“漂浮”和“基礎”兩個詞，看似是矛盾的，實則不然。因為風電機看似是整個地浮在水上，其實海面下還藏有幾十米、甚至是上百米的桿體，在水面交界處，還專門設置有一個浮臺。
與此同時，水底下還有好幾個“秤砣”，這些秤砣每一個都重達幾千噸，以一種平衡的方式固定在水中，用牽引繩扯住風電機的“腰部”，將其牢牢固定住，不會在海面上飄遠。
由于海上風機的柱子并不粗壯，所以浮水平臺也很小，在多方的牽制下，雖然會小范圍浮動，卻因此不會被刮倒了。它利用了阿基米德的浮力原理：完全或部分浸入水中的物體會經歷垂直向上的推力，算是某種意義上的“以柔克剛”。
半潛浮式平臺
這種方式的設計思路是：最大限度地減少暴露在水中的表面積，改而增加體積，從而為風電機提供大量浮力。
可惜，如果要達到這個目的，最好的選擇是制造一個球體，但球體的實際使用效果并不佳，因此退而求其次采用了圓柱體。
這些圓柱體垂直分布，組成了一個三角或四角形的平臺，彼此之間的距離都大有講究，決定了最終的穩定性。
而風電機就放在其中的一個圓柱上，顯得不太對稱，但正是這種不對稱的結構，決定了它在經受風力攻擊的時候，可以自行旋轉，調整壓載重量，從而維持住在海面上的平衡。
我國的這臺漂浮式海上風電機組就是使用的半潛浮式平臺，它的最大抗風能力達到了17級臺風，也是全球第一臺抗臺風級的漂浮式海上風電機，完全演繹了什么叫不動如山、大國重器。
張力腿平臺
這是一種風險和利潤并存的方式，它的平臺是三、四或五臂構成的星型幾何形狀，通過特殊的結構產生遠大于自重的浮力，即使不需要安裝風力渦輪機，也可以達成平衡。
這種方式雖然已經有理念，但主要是用在海洋油氣開發工程之上，尚未在海上風電領域有具體的運用。
海上漂浮式風電的前景怎么樣？中國能爭取嗎？
首先，海上風電相較于地面風電已經有很多優勢：首先是無需占用土地，能夠連片開發；
其次是海面上的風力沒有阻擋，比地面上的更為強勁，發電的能量密度更大；
最后，耗電最大的往往是沿海的發達城市，而海上風電正好填補了這個缺口……
而海上風電中，漂浮式風機無疑是最先進的，因為它可以安裝在固定式風電機到不了的深度，因為后者需要海床作為基礎，所以只能在最多30米的水深下進行安裝。
而漂浮式就不一樣了，水越深，它越高興，可安裝的范圍達到了60~300米之間，這造就了它超乎尋常的泛用性。
除此之外，固定式風電場的安裝需要使用大量的基礎船只，如之前提到過的DCM船，同樣建在海底下的“地基”也是一筆不菲的成本；
而漂浮式風電場的大多數工序，如制造、組裝等工作，都可以在港口完成，之后只需要使用拖船和電纜敷設船將它運到指定位置即可，節省了一大筆成本，在工藝成熟之后，工人數量和建造時間也可以大幅度縮減。
可想而知，由于近海的資源有限，今后世界上的海上風電也大概率會將漂浮式作為主要的發展方向，我國也不例外，我國近期研究出的，能抗17級臺風的海上風電機就是其鐵證。
