能源领域首台(套)重大技术装备诞生记
摘要:十四年前,三峡上海院勘测设计的亚洲首个海上风电项目拉开中国海上风电的序曲。这十四年,中国海上风电全产业链领域核心能力从量的积累迈向质的飞跃、从点的突破迈向系统能力提升,三峡上海院作为混改试点的科技型企业,也由此打通从科技强到企业强、产业强、经济强的通途大道。
5月13日,国家能源局公布的2021年度能源领域首台(套)重大技术装备(项目)清单中,三峡上海院参与研制的“国产抗台风半潜浮动式海上风力发电系统成套装备”入选。业内称之“三峡引领号”。它是中国海上风电自立自强的缩影,见证并将引领着中国海上风电技术从“近海到远海,由浅及深,从固定到漂浮式基础”的跃升式发展。
这并不是三峡上海院第一次助力核心技术国产化和关键设备自主化。早在十四年前,三峡上海院勘测设计的亚洲首个海上风电项目拉开中国海上风电的序曲。这十四年,中国海上风电全产业链领域核心能力从量的积累迈向质的飞跃、从点的突破迈向系统能力提升,三峡上海院作为混改试点的科技型企业,也由此打通从科技强到企业强、产业强、经济强的通途大道。
破译海上风电基因密码
没有异想,哪会天开。中国海上风电的奋起直追得益于一批“吃螃蟹”的人。2008年,国家发改委核准了我国第一个大型海上风电项目、也是亚洲第一个海上风电项目——东海大桥100兆瓦海上风电示范项目,由三峡上海院负责勘测设计,由此填补了我国海上风电场勘测设计的空白。
没有技术?学!没有经验?干!勘测、设计、环评……三峡上海院的科研者、工程师勇闯“无人区”,在2004年,便已提出该风电场规划场址,并相继完成预可研和可研报告的编制工作。
该项目所处的近海海域是软土地基,欧洲传统单桩基础“水土不服”,相当于“一根筷子插到豆腐里”。时任三峡上海院总工程师(现任首席专业师)陆忠民带领团队反复论证,开创性地提出高桩混凝土承台群桩基础型式。用八根斜桩支撑一个混凝土承台不仅解决了软土地基承载力不足的问题,也更适用当时国内的设备和施工经验。时至今日,这种基础型式在国内海上风电场仍被广泛运用。
早在1996年,李健英(现任三峡上海院总经理助理)、秦东平(原三峡上海院副总工程师,已故)等新能源领域的首批拓荒者,从陆地出发,遍布国内20多个省市自治区,勘测设计了我国崇明、南汇世行贷款项目、山东威海首座国产兆瓦级机组示范项目、辽宁阜新支持地方经济转型和国产化设备项目等近百个陆上风电项目,积累了宝贵的经验。李健英和团队自主研发了多个专业的创新设计工具和软件,对开发后续海上风电项目起到了积极作用。
2010年,东海大桥海上风电项目的34台机组全面并网发电,外国专家赞叹:“没想到这么快就建起来了。”在与国外厂家谈判中,团队体会到了什么叫受制于人,至此开启了海上风电“本土化适应性设计”,走上了一条科技自立自强的探索之路。
十年磨一剑,出鞘必锋芒。三峡上海院参与并见证了中国海上风电勘测设计从“0”到“1”到“无限可能”。
2018年,习近平总书记视察三峡工程时留下一道题,核心、关键技术化缘是化不来的,真正的大国重器一定要掌握在自己手里。2021年,全国首个百万千瓦海上风电场——三峡阳江沙扒项目全面并网发电,三峡上海院交出了高分答卷:我国首台漂浮式风机基础、我国首台单柱复合筒型基础、我国首台大直径四桩导管架基础、我国首台芯柱嵌岩三桩导管架基础……
林毅峰从东海大桥项目成长起来,现任三峡上海院总工程师,是阳江沙扒项目的设计技术负责人。他深知,创新就是在无路可走的时候走出一条新路。
北有浮冰,东有坚岩,南有台风,林毅峰带领团队迎接不同海域的一个个挑战,也开创了一个个先河。
他破冰“新领域”,创新性地将海上钻井平台抗冰结构引入海上风电场建设中,并主导形成我国寒冷海冰条件下风电机组基础抗冰设计成套技术的企标、行标。他创造“新速度”,担任“海上风电奥林匹克竞赛场”和我国首个百万千瓦海上风电项目的设计技术负责人,实现了安全、质量、进度和经济效益的有机统一,推动海上风电进入规模化开发。他和团队再次挑战“新赛道”,从科研到应用,五年鏖战,克服水深不足、工程海域环境恶劣、台风频发等难题,于2021年自主勘测设计了符合我国南海环境条件的首台新型抗台风型浮式基础——“三峡引领号”,亮相国家“十三五”科技创新成就展,标志着我国在漂浮式海上风电领域跻身世界前列。
同样是从东海大桥项目成长起来的秦东平,也怀揣着向深远海进军的梦想。直到2020年端午节“倒”在岗位的前一刻,秦东平还在研究海上风电柔性直流技术,这项技术在2021年底被成功运用。他开创性地提出将陆上装置搬移到海上升压站进行集成设计,大幅节省投资成本。当专家质疑时,秦东平大胆拍板:“行不行要让数据说话,方案我来签字。对了,成绩归大家;错了,我负责!”
技术的突破带动了领域的拓展,去到更远、更深、更复杂的海域,向风能要效益变成了可能。如今,天未亮,南海上的上海院人又驶向了未知的广袤海域。
从大国重器到大国重企
2021年,中国海上风电装机规模跃居世界第一,形成了完整的具有领先水平和全球竞争力的风电产业链和供应链。一个个大国重器相继问世,一个个大国重企争当产业链“链长”,中国三峡集团也是其中之一。三峡上海院作为三峡集团“全链条技术支撑、高水平科技研发、高层次和专业化人才培养”平台,紧紧扭住“市场活、创新实、政策宽”的关键,助力中国海上风电产业升级和创新发展。
顺应市场需求,三峡上海院率先跑起来。
从1996年设立新能源发电处,到2007年升级更名为新能源研究分院,三峡上海院始终敏锐洞察和把握行业趋势。2009年,国家能源局《海上风电场工程规划大纲》印发,标志着海上风电在我国可再生能源板块中正式列入议事日程。2013年起,依托三峡集团广阔的工程应用场景,三峡上海院逐步成为全国唯一一家在沿海9个省市承担海上风电场勘测设计的单位,核心技术能力和专业人员储备位居国内设计院前列。
技术难,理解市场需求更难。陆忠民说,“我们的人才不仅要‘坐得住’,更要‘走得出’”。从“试水”东海大桥项目,到勘测设计全球八大厂家同台竞技的大容量海上风电场,再到总承包建设国内离岸距离最远的首个风电场,让市场“说话”,促进产学研用一体化,形成了企业、行业共赢的、更优的发展模式。
做实创新成果,三峡上海院在补链固链强链中不断追求科技自立自强。
尽可能探索更大的未知。为了确保风机基础迭代创新安全可靠,林毅峰和团队攻克了风机基础载荷计算这个关键技术。
把已知做到极致。秦东平“锱铢必较”,为了立柱直径0.2米差距,无数次优化设计,实现了同等容量下“体积最小、重量最轻、布局最优、可维护性最强”的升压站建设。
不观望,不懈怠,永无止境地精益求精,促进基础科学和工程技术同向发展,搭建起工程建设和产业发展之间不可缺少的桥梁。
科技创新的速度在这里彰显。截至2021年底,三峡上海院设计建成和规划在建的海上风电场装机容量超过6500兆瓦。荣誉榜上,国家科技进步二等奖、中国电力科技进步一等奖、全国优秀工程咨询一等奖、上海市科技进步一等奖……三峡上海院拥有40多项海上风电领域发明专利和实用新型专利,成为多项海上风电行业及国家标准的主编单位。
政策的红利正在被更多人共享,三峡上海院创新热情高涨。
2017年,三峡集团选定上海院作为实施岗位分红激励的试点企业,针对被激励人员在公司业务发展、科技创新、科技成果转化等方面贡献程度,确定岗位分红激励金额,“重磅”科创成果频频亮相。“三峡引领号”就是其中之一,它的设计负责人是90后的范可。巾帼不让须眉的还有:与病魔抗争、创造奇迹的“全国最美家庭”获得者陈能玉,新能源院两位女院长——姜娟一手抓生产一手抓科研,宋础足迹遍布中国海岸线、从设计人员成长为生产经营管理的复合型人才……
盼着“才露尖尖角”的“小荷”早日“接天莲叶无穷碧”。林毅峰说,个人英雄主义只能成就作坊中的优秀工匠,只有团队融合精神才能将杰出工程师打造成现代复杂系统工程的领航人。这句话深深烙印在80后黄俊的心里,他手写的工程技术本有半人高,但他更自豪于福建、广东两支团队。他说,我们从海上风电设计小白变成了敢打胜仗、能打胜仗的铁军。
三峡上海院还吸引了更多的战略合作伙伴,混资本,转机制,增活力,真正发挥市场需求、集成创新、组织平台的优势,让技术和管理的创新同步为企业赋能,打通科技强到企业强、产业强、经济强的通道。
在“双碳”目标和绿色低碳转型背景下,三峡上海院又把目光投向了氢能、综合能源、数字化赋能……“往前看十年甚至二十年”,“让实践成为工程师的双脚”,看准机遇,深耕市场,才能从跟跑者变成并行者,成为领跑者。
责任编辑:甄敬怡