三峡再造海上三峡
特约记者赵希
在“三北”地区弃风弃光问题日益严重的今天，国内新能源的发展似乎进入了瓶颈，海上风电因其离负荷中心近，潜在开采量大等特点成为了新能源开发的蓝海，吸引了众多投资者的目光。但因其建设难度大，资金密集度高，投资回报不确定性强，很多投资主体乐观之余却持观望态度。在其他参与者尚未完全看清之时，中国长江三峡集团公司(以下简称三峡集团)
以引领者的姿态大手笔进入，希望在海上再造一个三峡工程。重点发展海上风电。
“海上风电是国家意志，也是三峡的战略考虑。”三峡集团福建能源投资有限公司(下称“福建能投”)执行董事、党委书记孙强这么看待海上风电。
国内水电资源开发殆尽，想做“国际一流清洁能源集团”的三峡集团其进一步发展需进军新能源发电，但优质的陆上风电、光伏资源似乎已被上一轮的跑马圈地瓜分完毕，当时虻着主业水电业务的三峡集团并没有占据优势地位。未来要如何发展?海上风电这片还未兴起却蕴藏巨大潜力的新能源资源很符合三峡集团的胃口。
海上风电的优点很突出，一来作为清洁能源，海上风电符合中国能源转型的方向，《可再生能源“十三五”规划》中提出了“到2020年，海上风电开工建设1000万千瓦，确倮建成500万千瓦”的目标;二来风能资源丰富，相对陆上风资源，海上风速大且相对稳定，对电网运行稳定性影响较小;三来海上风电离负荷中心近，易于消纳;四来海上风电不占用土地资源，易形成规模效应。
在众多优点中， “规模效应”很吸引三峡集团。同样是与水打交道，能否将三峡工程这种大电站的规模复制到海上，足以令三峡集团动心。
海上风电这片诱人的蓝海存在多年，在国内却依然处于初级阶段，这不是没有原因。资金需求量大、施工难度高、技术要求严等众多因素阻碍了投资者的热情，而三峡集团却很有信心。
首先是资金问题。2016年，三峡集团的负债率仅46.93%，远低于国内央企平均66.66u/0的负债率。“如果愿意把负债率提高到央企的平均水平，三峡可以拿出大笔资金。”孙强告诉记者，较低的负债率外加良好的资信等级，使三峡具有强大的低成本融资能力。撇开融资，三峡的主业水电项目，相比火电，没有燃料成本、后期运维费用较小，现金流十分稳定，大量的资金也需要选择一个优质的投资领域。
其次是施工建设和装备技术的问题，这正是三峡集团最擅长的领域。依靠以往在三峡工程、金沙江下游大型水电工程建设的经验，三峡集团对于依托工程项目走技术引进、消化吸收到再创新这条道路颇有心得。在水电技术方面中国已经领先世界，这套经验三峡集团希望也能用于引导国内海上风电产业发展。
立足福建
“在三峡，福建项目不是领先者，但是是主战场。” 国务院国资委监事会07办副主任王玉清到福建调研时对。孙强说。
三峡集团首个真正意义上的海上风电场在响水，2016年10月主体工程全部并网发电，项目总装机容量202MW。2016年7月，三峡(欧洲.)有限公司控股德国稳达风电公司，拥有了总装机容量288MW的德国Meerwind海上风电项目。该项目与响水项目，无论是在 装机容量、机型选择还是建设、并网时间方面都很接近，借鉴意义很强。
但这只是热身，福建这块中国海上风贺源的“极品”自然吸引到三峡集团的目光。
受益于台湾海峡狭管效应，福建海域海平面平均风速普遍处于8.0m/s-10.0m/s，风电年利用小时数远高于国内其他海域。根据2017年3月国家能源局批复的《福建省海上风电场工程规划》(下称《规划》)，福建省海上风电规划总规模为1330万千瓦，但目前投产并开工的海上风电装机容量仅6.44万千瓦，后续开发容量巨大。
此外，《规划》中提出“鼓励选择实力较强的企业连 片规模化开发海上风电项目，发挥规模效应，有效带动海上风电相关产业发展和降低成本”。“集中、、连片规模化开发本就是三峡集团的想法。”孙强笑着告诉记者，这样才能最大程度上降低成本。在福建的1330万千瓦规划中，福建能投已经先后拿到了570万千瓦的容量。
选址在福清兴化湾的30万千瓦海上风电场是三峡在福建海上风电开发的第一枪，其中项目一期的样机实验风场于2016年11月动建，2017年7月首台风机吊装成功，8月第二台风机完成吊装，预计一期全部十四台风机可于今年年底并网发电。
海峡发电公司副总经理项建强，此前是响水海上风电项目的项目总工程师，他一方面感叹福建风资源的“极品”，一方面也感叹福建海况的“极品”。茌年平均风速方面，虽然福建只是稍显优势，但3000-4500小时的等效发电小时数远不是响水的1800-2000小时可以比拟的。
可在建设难度方面，二者也不在同一维度上。据项建强介绍，响水项目位于苏北，海况较好，无论是海底的平缓度还是质地柔软度都利于风机基础设施的建设，几天就能完成一个单桩基础设施建设。而兴化湾海底坚硬的岩石，高低不平的海沟都极大地加剧了基础施工难度，光搭建施工平台就需要一个多月，之后需要进行沉桩以及最为困难的嵌岩施工。即便经考量后选择了施工效率最高的旋转钻机技术进行嵌岩施工，还是需要30多天才能完成主体桩
的嵌岩施工。
“耗时啊，每天就钻几厘米。”海峡发电公司总经理隋奎芳指着正在进行的嵌岩施工作业向记者感叹道。
海上作业，时间就是金钱，尤其是在施工窗口期更为有限的福建海域。福建海域受到距离、台风等的影响，施工窗口期会在响水170天/年的基础施工窗口期上大打折扣。项建强告诉记者，去年在兴化湾进行前期测风塔施工时，即便在黄金施工期，整整一个月最多就三天的窗口期。
“那么庞大的一个舰队，就等这一个窗口，去干一件事。”项建强十分感慨。
“台风一来，十天就没了。”隋奎芳十分无奈。对于海上旎工，台风是大敌，在响水项目两年的建设期内，项建强表示就经历过一次台风，还不是正面迎敌，而根据历年统计，苏北海域平均每年也就2次台风。但到了福建的兴化湾，平均每年5次的台风，还多是正面袭击，多少让人有些心惊，对此，孙强颇有感触。
第一台风机刚刚吊装完，台风纳沙和海棠在相隔不到20小时内相继正面登陆兴化湾。“我们紧张啊，(风机)万一吹倒下来那是要提头见人的。”孙强半开玩笑道。在现场守了48小时，台风过后，看到无论是风机还是施工船都安然无恙，项目负责人的心终于放下来了。
“台风扛得住就是资源啊。”经历了几次台风后，孙强似乎更有信心了。
放眼世界
“从福建走向世界，让中国装备全球。”
福建能投副总经理雷增卷向记者阐述了三峡集团在海上风电上的愿景。为了这个愿景，三峡在福建的海上风电项目注定不仅仅是建设海上风电场这么简单。
位于福清市江阴工业区1000亩的福建三峡海上风电国际产业园(下称产业园)是三峡集团推进海上风电全产业链发展的重要一环，也是福建省人民政府十分看重的，
产业园由三峡集团和福州市国资委控股的福州国有资产投资控股有限公司(下称福州国投)合资成立。其中三峡的两家子公司福建能投、三峡寄递发展有限公司各占股份500/c和15%，福帅I国投占股35%。
据产业园总经理郭建新介绍，原本的股权比例是(三峡)福建能投90%，福州国投10%，2016年年底，福州市主要领导表示要大力支持产业园，希望能占股40%-50%，最后经协商、股权变更后达成了上述结柴。
“这边是主机厂，那边是生活区，再往那边是认证中心。”指着还是一片黄沙的施工工地，郭建新有些兴奋地向记者描绘着产业圊的未来。整个产业园的项目基础、厂房等直接投资约16.1亿元，产业园将引入3家风机制造商，1家叶片制造厂，l家钢结构制造厂以及3个认证中心，预计总投资40忆元。
据了解，目前已经签订入园协议的企业有3家，分别为风机制造商金风科技、风力发电机制造商江苏中车电机有限公司和风力发电机组配套设备生产商西安风电设备股份有限公司。此外，产业园与风机制造商GE和叶片制造商LM也洽谈已久，目前已经签署了入园意向协议，由于福建能投的目标是让技术国产化，对于GE技术的引进、消化再吸收要求其必须与国内企业合作，这也是沿用了三峡工程建设的套路。据郭建新透露，GE目前正在寻找国内技术转让的伙伴，计下个月可以敲定入园协议。
另外，三个中心分别为研发中心、检测中心和认证中心，这三个中心均将有三峡集团控股的上海勘测设计研究院有限公司参与，目前正在与国网电力科学研究院和北京鉴衡认证中心有限公司等可能的合作伙伴进行商务洽谈。此外，郭建新还透露LM公司也希望在产业园中建立自己的叶片检测中心，以改变目前每次在中国生产的叶片仍需运回欧洲总部检测的苦恼。
目前，入园企业中最神秘的就是第三家风机制造商了。为了遴选出最适合福建海域的海上风电整机制造商，福建能投将福清兴化湾海上风电项目的一期打造成了一个海上风机性能比拼的擂台，即14台风机的样机实验风场。
这14台风机由国内外8家主流风杌厂家提供(见下表)，打擂的门槛除了主流、先进等软指标外还有一个硬性指标，即单机容量在5MW以上。样机实验风场的风机概况
对于为何选取5MW作为入场标准，福建能投市场开发部经理王强表示主要有两方面的考量。一是从经济性方面考虑，福建的风资源好，足够支撑大容量风机运行，且由于福建的特殊海况，需要进行嵌岩施工，即基础建设成本较高，选用大机型可在同样的容量下尽量减少风机台数，更为划算。另一方面，王强表示考虑到近海资源的有限，未来肯定会开发更远的海域，大兆瓦风机是未来海上风电发展趋势，所以发展大兆瓦风机是一个引领者的态度。
由于目前国内5MW以上的海上风机较少，这个擂台也是给各大风机厂商一个机会。
打擂的形式也很直观，即14台风机在并网发电后需不间断运行240小时，而这240小时将决定最后的入园名单。至于打擂结果如何评判，福建能投工程管理部主办邓伯松告诉记者，他们专门成立了课题组研究兴化湾风电机组的性能测评，且研究方案得到了八家厂商的一致认可。
考虑到园区建设的时间，福建能投提前选取了其最为认可的两家风机制造商，即GE和金风科技入园，这两家企业除了在风机制造上处于领先地位，其中前者在水电业务上与三峡集团合作良好，后者在三峡集团持有一定股份。所以打擂其实就是在剩下的6家中选取一家，花落谁家还得在年底见分晓。
“我们的产业国要在未来相当长的时间内代表先进、主流。”对于产业园的未来，王强这样向记者描述。为了实现这一目标，打擂选举厂家只是第一步，王强表示入园的厂家必须将最先进的产能带入园区，样机试验风场中的优胜机型不一定就是园区最后生产的机型，园区最后生产的机型可能会更先进。
据郭建新介绍，预计明年底产业园内第一个企业可以投产，2019年8月可全部投产，到时，产业园的主机年产能可达150万-180万千瓦海上风电生产规模，总产值为100亿-150亿元。由于临港而建，园内所产设备的目标不仅仅是福建，通过码头运送到中国沿海乃至全世界需要海上风电设备的地方，装备世界是其宏愿。
“已经有海缆制造企业联系我们了。”雷增卷说。但对于海缆、塔筒、升压站等海上风电的其他零配件商的引入还仅仅是在谋划中，或许会有产业园二期将其逐一引入，真正实现海上风电的全产业链生产。
扶植民族工业只是产业园的一个使命，三峡集团最希望看到的是通过产业园降低海上风电设备制造、运输等成本，从而降低海上风电的整体成本，最终实现海上风电平价上网，形成与火电一较高下的实力。
新的征程
“像我这年过半百的小老头，正是应该享福的阶段”，“和想不想、愿不愿意没有关系”。一纸任书，孙强离开了“老婆孩子热炕头”，来到了福州，和他一起来的还有议识了三十多年的老搭档雷增卷。
“从最开始只有我们两人，不到两年时间扩展到现在一百多人，可见集团的重视，要知道三峡总共也就三万多人。”谈起这两年福州项目的发展，孙强十分感慨。
雷增卷朋友圈最爱晒的就是福州的蓝天白云，对于北京的雾霾天深恶痛绝的他半辈子都在同清洁能源打交道。他希望福建的清洁能源尤其是海上风电能发展得更好，还同记者描绘了未来福建没有煤电的美好愿景。
同样在清洁能源发电领域做了十多年项目的隋奎芳，是第一次参加海上风电项目的建设，而这第一次就要负责福清兴化湾海上风电项目一期(样机实验风场)建设。“无论是时间还是金钱的投入都至少是陆上风电的十倍，与水电建设更是大不相同”，对比以往的工作经验，隋奎芳这么描述现在正在进行的海上风电项目。
除了少数参加过响水项目的人员外，福州项目上的大部分工作人员都是第一次参与到海上风电项目。样机试验风场的建设除了是一个风机厂家的擂台，更是福建能投为后续海上风电开发积累经验的试验场。从每台风机的微观选址，到施工方寨的确定，再到具体施工都是一个新的挑战，隋奎芳告诉记者，风机吊装算是这其中最简单的一步了，但第一台风机吊装花了整整十天，而通过总结经骏，第二台的吊装仅用了两天半。
一艘名为“福船三峡号”的海上风电一体化作业平台在吊装上起到了关键性的作用。隋奎芳评价这艘船“稳如平地”。
当然也是花了大价钱，这艘耗资6亿的船为中铁福船海洋工程有限责任公司所有，这家公司的三大股东分别为中铁大桥局集团有限公司、福建福船投资有限公司、福建能投，其中前两者分别各占股40%。
这次海上风电项目施工也是中铁大桥局承接的第一个海上风电项目。选择中铁，雷增卷表示，是因为福建能投希望给施工方予机会，促进国内海上风电施工方面的竞争，以降低施工成本。
海上发电对于国家而言或许是能源转型的一步棋，对于三峡而言可能是再造海上三峡的愿景，但对于项目上的员工则表示“很有成就感”。
但值得注意的是，今天与当初建设三峡工程的时代背景已大不相同，在电力供应整体宽松的情况下，即便离负荷中心较近，福建的海上风电如何全额消纳?随着电改的进程推进，海上风电的电价将何去何从?海上风电的竞争力能否脱颖而出?这些问题或许要交给时间来回答。
早起如何培育和扶持
发展海上风电，德国的道路也并非一帆风顺。德国能署的数据显示，德国早期申请的项目多在离岸30公里，水深在20米至35米之间。而离岸远意味着运输距长，气候条件差，维修成本高，海床基础和风机的水下出也必须建得更大更深，因此，德国的海上风电项目比也欧洲国家复杂和困难得多。
从本世纪初开始规划投资以来，德国海上风电项目就遭遇重重阻力，包括缺少配件供应商、没有连接风机所需的设备，甚至连在开放水域建设所需的船只也无从获得。此外，企业需要为港口、专用船只及电力连接设备投入数十亿美元，因此早期的项目预算严重超支，投资延迟。
位于北海、距离德国海岸53英里(约合85公里)的梅尔( Meerwind)海上风电场，装机容量为288兆瓦，是德国最大的海上风电场之一。此前由私募股权公司黑石集团( Black Stone)和德国Windland公司共同开发，2016年中国三峡集团收购该项目，控股项目公司德国稳达风电公司( Wind MW) 80%股权。
虽然位于浅水，但梅尔项目建设异常艰难。从2000年正式立项，到2015年3月才得以并网发电，历时近15载，比原定计划晚了一年多(因电网原因)，投资近16忆美元。
该项目使用80台3.6兆瓦西门子风机，工程师需要将风机、变压器和整流站的底座固定在水面以下130多英尺处，工程难度远超预期。另一个问题是建海上换流站，将发的电由海上输送至陆地，因电网公司的原因，时间有所拖延。
虽然工期时间长，工程难度大，但早期为了扶持海上风电，德国政府出台了很多政策。除上述提到的高额固定电价补贴政策，德国首批10个海上风电场的建设还得到了政府的资助，德国复兴信贷银行( KFW)在2011年设立了50亿欧元的海上风电专项贷款额度。目前德国政府在波罗的海和北海建造的海上风力发电场，总发电量可满足1200万户家庭的用电需求。
在运维方面，德国不同公司采取的方式也有所差异，一些大型能源集团如E.ON、RWE运行的风场由其自身维护，大多数能源开发企业则与风电厂商签约。由于贷款银行要求企业提供长期运维合同，因此这些公司会选择和风机厂商签订10-15年长期的运维合约。
但在稳达公司看来，签订短期合同对风场更为有利，这也意味着能源开发企业对风场有着更多控制权。对于风电场的运作，稳达则使用SCADA软件，该软件由稳达与另一家公司合作开发，可全程操作风场的运行。而与西门子签订的五年运维合同，也规定了维护人员组成的比例为1:1，每次维修都由两方组成团队共同维修，以此控制工程质量。
与大多数欧洲的风场不同，三峡稳达还拥有自己的运维船，稳达公司CEO严思(Jens Assheuer)认为，虽然建造要求高，对团队要求也高，需要花费大量投资，但从安全性考虑足非常必要的。目前，梅尔海上风电场还有直升机参与运维，风场升压站上建有直升机停机坪，这大大缩短了维修周期。为了安全考虑，德国要求参与直升机运维的人员必须经过海底逃生等一系列培训，获取合格证后才有使用直升机进行运维的资质。
近年来，全球风机制造商正逐步增加单机容量，同时，安装船的容量越来越大，海缆电压也逐渐增高。
严思指出，2020到2023年，欧洲新建海上风电项目的风机将从西门子和MHI Vestas开发的单机5-6兆瓦的涡轮机升级为8-9兆瓦的涡轮机，预计2024和2025年北海还将安装单机1U-12兆瓦的风机。这种巨型涡轮机，其叶片扫过的区域较英国的“伦敦眼”摩天轮更大。
目前欧洲安装船市场已供过于求，有许多新的大容量安装船进入市场，这些新的安装船更适用于新一代风机，而较小的船只将从安装市场退役到运维市场。对于海底传输电缆，大多数欧洲国家包括德国都使用33千伏的电缆，而荷兰目前正在计划用66千伏电缆来减少线损。因此所有大型涡轮机供应商正在开发ⅡJ以使用66千伏的涡轮机。
上网电价怎么定
近年来随着海上风电在技术上日渐成熟，其经济性也有所改观。2017年4月在德国实行的首轮竞标中，有三个项目的竞栎结果为零补贴电价，平均成交价为44欧元/MWh，中标的四座风电场将分别在2024、2025年投运并网。
“由于竞标机制的存在，市场电价会越来越低，迫使风机开发商和整个海上风电的产业链包括设备供应商、安装商等想方设法来降低相应的成本。”严思向eo记者表示。
在德国补贴机制下，海上风电采用的固定电价补贴由两部分组成，一部分是上网电价补贴，为150欧元/MWh，德国政府希望能源开发企业未来能在市场上出售电能，因此有4欧元/MWh的小额补贴是电力直接交易所得，补贴电价合计为154欧元/MWh。自该政策实行13年以来，德国海上风电的电价补贴没有波动。据严思介绍，享受补贴的时问长短则决于风场到海岸线的距离以及水深，离海岸线越远，水深越深，补贴的时间也就越长，风场通常可享有不少于8年的补贴。
2012年起德国修改了政策，风电场可选择将补贴标准提高至190欧元/MWh，但相应补贴年限由12年降至8年，并规定8年后的补贴标准为35欧元/MWh。“选择补贴的时间越0豆，铵就越多，但如果为了更高的安全性考虑，你可以决定选择长期但低一点的补贴，”严思解释道。
2017年德国政府将补贴机制调整为竞标机制，而零补贴电价昀出现正是竞标机制的结果。官方给出的投标价格上限为120欧元/MWh，竞标方在政府补贴价格的基础上考虑日后投资、可能降低的成本，对价格做出预期。
据严思介绍，当时业内普遍预估的价格在100-120欧元/MWh，但第一轮竟标的结果却令人始料未及。丹麦最大的海上风电开发商DONG能源，中标110MW开发容量，电价是60欧元，兆瓦时，并将在2023年实施这一电价。更没有想到的足有二个中标风场的电价是零补贴，这意味着他们将完全依赖市场电价。
这一结果令业内人士错愕：竞标价格为何如此之低，这些风场又能否盈利?
在严思看来，竞标机制会推动所有参与方不断寻求降低成本的解决方案，由于中标项目在2024、2025年并网，考虑到未来7年相关技术的发展，设备价格和建设成本会大幅降低，在零补贴下投产也有可能实现盈利。同时，由于2023年德国所有核电站将退役，火电逐步关停，加之2021到2025年间海上风电项目建设进度也将减慢，海上风电场运营商预测未来电力批发价格会上涨，因此造成了低成交价格。
低价的另一原因则是日趋完善的海上风电供应链。北海四国(英国、德国、丹麦、荷兰)供应链十分完备，各大能源企业可以就近采购建设风场需要的装备，这使得市场竞争加剧，欧洲安装船市场已经面临发展过剩，进而促进了过去几年海上风电成本的下降。
尽管如此，建造成本的下降和市场电价的上升均有较大的不确定性，因此，新项目未来的风险较大，北海海上风电的竞标已进入恶性竞争的怪圈。
今年4月德国将进行第二轮海上风电竞标，业内人士也非常期待。从用户的角度看，没有政府补贴电价也意味着他们不用向发电商支付额外的补贴。
前期勘察如何保证安全
由于海上风电建设是一项庞大的系统工程，校陆上风电情况更为复杂，项目开发涉及融资、审批、风电场自然环境调整、海上风电项目的规划管理、风机设备选型、建设期项目管理以及并网等众多步骤，德国对于海上风电前期工作要求非常严格。
在勘察期，企业若想获得海上风电开发许可，需要对环境、海床土壤的地质情况、施工声音等进行勘测，以此判断项目是否符合海上风电的基础设计。
由于每个风机的基础都可能不一样，勘察时要从海底对土壤采样并建模、计算来进行设计。严思对此解释道“风机本身造价高昂，为了保证效益以及后期的稳定运行，前期花100万-200万欧元的设计费用是十分必要的。”
其次，还要对海床进行勘测和扫描，排查是否有二战时期投下的未引爆的海底爆炸物，或者潜在的矿藏。此外，还需关注风浪参数、极端荷载参数以及风资源评估，以此来预估未来能否收回投资。
在设计阶段，德国海上风电还注重防腐，确保基座不会对环境造成不利影响。这是因为在海上风电基础结构中，海水中的钢结构占很大比重，而钢结构在海水中易发生腐蚀，因此采用ICCP系统(阴极保护技术)f‘分必要。严思介绍，该系统是电化学保护技术的一种，其原理是向被腐蚀金属结构物表面施加一个外加电流，被保护结构物成为阴极，从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制，避免或减弱腐蚀的发生，加强对基座的保护。
前期工程完成后，风场运维时则更注重安全培训。根据德国法律，海上风电工作人员到海上作业必须取得安全认证，海上事故发生时，作业人员须具备自救逃生能力。在一些公司不仅是工作人员，包括管理层都参与了安全管理培训。通常为期两个星期的培训将花费6000-8000欧元的费用，取得证书后才能参加海上风电的相应工作。若要登上海上风电的设施，需遵循严格的安全流程，同时也要有3个人做相应支持，才能开展工作。但如果在运维过程中发现任何不安全因素，所有人都必须停止工作。
“我们最关注的是质量和可靠性。只有质量好，才能有高口J靠性和合理的运营维护成本，运营时可能通过大量的维护来解决质量差的问题。”严思谠道。
严思指出，相比德国，中国海上风电还处于开发初期，因此借助长期稳定的上网电价补贴来培育海上风电产业链是十分必要的。但同时也要认识到，在风电技术快速发展的环境下，项目在设计上应适当“保守”，更好地保证工程质量和运行可靠性。
