科技支撑碳达峰碳中和

◎本报记者 王健高

  通 讯 员 王雪妍

    “这是今年9月份即将安装在胶州的塔架，共有19台，其中一台安装在里岔镇的高170米，将是全球最高的构架式钢管风塔。”近日，科技日报记者走进青岛华斯壮能源科技有限公司（以下简称“华斯壮”），正在车间查看生产进度的该公司总经理王同华介绍，“华斯壮”车间正在生产的风力发电设备是青岛金胶州资产经营有限公司投资的，总额约为6.12亿元，是山东省第一个分散式成批量风电项目。

    青岛金胶州资产经营有限公司副总经理孙健介绍，胶州市位于山东省东部，地势平坦开阔，风力长期大于5级，低风速风能资源非常丰富，发展风电能源，可减少煤炭等能源消耗。

    “这是中国风电产业一项创举和突破。”王同华说。“华斯壮”作为一家胶州本土企业，与同济大学等一流科研院所合作，在马人乐教授的技术指导下，研发了预应力构架式钢管风电塔，2020年1月在山东菏泽鄄城成功吊装全球首座160米预应力钢管风电塔，并于2020年9月28日并网发电，填补了当时风电行业国内外空白。这个全球最高的构架式钢管风塔项目今年11月30日即可并网收益，以每度电0.52元计，预计年满负荷运转时间2800小时，年均发电量约为32120万度，毛收益约为1.67亿元，约6年时间可回收成本。风塔寿命20年，剩余14年都可以盈利。

    常见的风塔是圆形塔筒，高度一般在120到140米，但因为是柔性塔，容易形成共振。“华斯壮”现在设计出的这种形式是构架式，四个角通过下部塔身承载力更强，解决了焊接疲劳问题，可以有效地避免共振。这项拥有20余项国家和国际专利的技术，可以大幅提升塔架高度，能更好地利用风资源，增加发电有效时数。

    只有站得更高，才能获得更多的能量。160米高相当于53层楼，年发电小时数可以达到2800到2900，风再好的地方甚至可以达到3000，就使更多平原地区可以实现经济性开发。在成本上，构架式风塔在提高寿命的同时节约了近两成钢材，与140米塔筒进行比较，可节省100万元，比同高度传统风塔综合成本直接降低10—30%，并增加发电量3%—8%。

    一座座高高耸立的风电塔，在为城乡居民和工矿企业源源不断输送清洁能源的同时，其一块块的占地也让业内人士头痛不已。而“华斯壮”的创新技术，则成为清洁能源不与民争地的创新者。

    圆形风电塔架埋深较浅，所占地范围不能继续耕种，需要办理土地征收，耗时长，大概两三年时间。而新型风电塔架可以调节塔座埋深，影响耕种面积仅为露出地面部分，地上结构部分高大宽敞，底部设计精巧，采用四个小型基础，单个露出面积不足1.5平方米，四个实际占地只有6平方米，单塔节地面积57平方米。按每年建设10000台计算，可以为国家节约土地约57公顷，可节约混凝土200万立方米。塔下可以跑拖拉机和收割机，不影响农业机械作业，可以采用以租代征的用地方式，相比传统风电塔架极大地节约了土地，选址布局将更加灵活，一年内就可建成使用，风电资源潜力将得到更大释放。

    中国可再生能源学会风能专委会专家介绍，我国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。要实现这两个目标，我国每年风光电装机需要1亿至2亿千瓦。需要在更多地方、以更低的成本开发风能发电。预应力抗疲劳构架式钢管风电塔架的技术，将使风速较小的平原地区具备更多风电开发的可能性。

    用绿色技术发展绿色能源。王同华介绍，“十四五”开新局，“华斯壮”今后加强自主研发，将塔架高度继续升至180米甚至200米以上，这样就能更好获取风资源，从而提高发电效率，将引领风电产业进一步发展，为风电行业提供更高更强更绿色的空间。现在除了胶州的订单，山东菏泽又追加了10台，湖北还有15台，总订单量已经排到了明年上半年。