挪威高科技推动浮式海上风电未来发展
在二十多年前行业诞生后,挪威持续推动着浮动式海上风电的创新,希望打造一个环保、可扩展、具有成本竞争力的行业。
2022 年 11 月,挪威启用了世界上最大的浮动海上风电场 Hywind Tampen。这一里程碑工程来源于挪威在恶劣条件下的海上经验和无与伦比的供应行业发展。
挪威创新署战略出口计划主管 Eli Wærum Rognerud 表示:“挪威拥有六十年的在极其恶劣的条件下设计、安装和运营海上设施的经验。因此,我们拥有竞争优势。”
Hywind Tampen 距离挪威海岸 140 公里,地理位置优越,有着远海强劲、稳定的风力,拥有 80% 的最佳风力资源。这一地区水深从260m到300m不等,浮式风力是这里唯一的风力发电选择。
减少天然气使用
在全面投入运营后,该风电场将生产全球近一半的浮动风电容量。这项庞大事业的背后是大型国际能源公司 Equinor,挪威政府亦是该公司的大股东。
在 Hywind Tampen 之前,Equinor 建造了世界上第一个浮动风力涡轮机 Hywind Demo 和世界上第一个浮动风电场 Hywind Scotland。Hywind Tampen 是世界上第一个为海上石油和天然气平台提供可再生能源的浮动风电场。它将减少 Snorre 和 Gullfaks 油田燃气轮机动力的使用,同时每年抵消 20 万吨二氧化碳排放量和 1,000 吨氮氧化物排放量。
探索更大的涡轮机
Hywind Tampen 是一个浮动风力试验台,用以探索大型涡轮机的使用、安装方法、简化的系泊装置、混凝土下部结构以及天然气和风力发电系统之间的集成。这是未来海上风电项目解决方案实现产业化和降低成本的重要一步。
“我们不再需要进行试点;我们需要扩大规模以降低成本。如果我们这样做,浮动风电将成为能源结构的很大一部分。”Equinor 浮动海上风电副总裁 Sonja Chirico Indrebø 说道。
挪威发达的供应行业为 Hywind Tampen 及类似项目提供了可靠的支持。供应行业价值链的所有部分都参与其中——从预调查和选址到安装和运营,再到退役和报废处置。例如,Semar 与 DOF Subsea 都在规划和执行 Hywind Tampen 风力涡轮机的拖曳和连接方面发挥了关键作用。
Eli W. Rognerud 表示:“我们在海上供应链和海洋活动方面有着专精的从业者,以及能够应对浮动风电难题的世界级工程师。”
为海上风电行业创造优势条件
挪威带来了令人激动的创新技术,能够成为行业的“顺风车”。挪威拥有 103 000 公里的海岸线和深水区,非常适合大型海上风电结构和船舶的组装、安装、维护和运输。
作为挪威绿色港口运动的一部分,Windport 的目标是在挪威南部海岸提供综合港口服务和净零排放业务。在这里,浮动风力涡轮机可以完全组装起来,接着被运送到挪威、苏格兰和其他地方的最终目的地。
“挪威拥有理想的港口基础设施条件。我们的峡湾有着深水区、遮蔽区以及通往位于坚固岩石上的大型码头的通道。在南海岸,海洋冬季没有冰,潮汐变化较小,也没有沙洲。”Global Ocean Technology 首席技术官 Turid Storhaug 解释道。
“与挪威一样,丹麦、德国和苏格兰也制定了大规模的海上风电开发计划,但缺乏合适的港口基础设施可能会阻碍它们的发展。通过 Windport,我们可以提供前往整个北海地区的通道,”她解释道
另一方面,Fred. Olsen 1848通过其移动端口解决方案采取了不同的方法来应对这一挑战。它还开发了下一代浮动风力涡轮机基础和降低能源平准化成本的运维解决方案。
颠覆性机器人技术
对于涡轮机选址,GeoProvider 使用先进的数据挖掘和地震处理来优化海底风险管理,而 Nekkar 的紧凑型 SkyWalker 机器人可实现环保、高效和远程控制的安装,最终将取代过去的大型起重机。
与传统装配解决方案相比,SkyWalker 重量更轻,成本更低,占用空间更小。 Nekkar 执行副总裁 Mette Harv 表示:“我们的使命是创建更高效的价值链并降低能源成本。”
还有其他突破性创新。Spoor 通过使用计算机视觉和人工智能来检测、跟踪和分类鸟类,帮助鸟类和风电场共存,并通过 Uptime 的智能、自主“步行上班”舷梯系统确保工人和设备的安全。
改变游戏规则的设计
Honeymooring® 采用颠覆性的设计,消除链条并减少了每个涡轮机的锚数量,从而降低成本并保护海床。同时,OO-STAR是风力涡轮机半潜式浮动底座原型,能够在恶劣条件下支撑重型涡轮机。
挪威的造船业也对海上风电行业举足轻重。 Ulstein Group 是挪威历史最悠久、规模最大的造船商之一,设计了多种海上风电船舶,包括混合动力氢动力施工支持船和涡轮机安装船,使海上风电更具可持续性。
合作关系蓬勃发展
与所有可再生能源一样,浮动式海上风电的发展需要来自研究机构和政府部门的参与。挪威海洋能源测试中心(METCentre)成立于2009年,是北海测试新型海洋可再生能源技术,尤其是浮动风能技术的中心。
“METCentre 显示了浮动式海上风电的国际性、多部门性质。来自欧盟和挪威政府的公共部门资金至关重要,丹麦、法国、德国、挪威和西班牙等国家的公司和机构之间的合作也至关重要。”Wærum Rognerud 说道。
挪威重视工业合作。行业组织挪威能源合作伙伴(NORWEP)的目标即是支持和协助挪威能源行业的国际化。与此同时,挪威海上风电业务集群致力于打造全球最强大的浮动风电供应链。
浮动式海上风电涉及全球,幸运的是,挪威有着条件优越的“基因”和地理环境,挪威人将与世界共享 103,000 公里的海岸线和深水区。“Equinor 已经在浮动风电领域开展了二十年的研究。我们在海工领域多年积累的技术和能力给我们带来了优势。挪威是浮动风电领域创新的国家之一,并且有潜力成为领跑者。”Chirico Indrebø 总结道。