能源領域首臺(套)重大技術裝備誕生記
摘要:十四年前,三峽上海院勘測設計的亞洲首個海上風電項目拉開中國海上風電的序曲。這十四年,中國海上風電全產業鏈領域核心能力從量的積累邁向質的飛躍、從點的突破邁向系統能力提升,三峽上海院作為混改試點的科技型企業,也由此打通從科技強到企業強、產業強、經濟強的通途大道。
5月13日,國家能源局公布的2021年度能源領域首臺(套)重大技術裝備(項目)清單中,三峽上海院參與研制的“國產抗臺風半潛浮動式海上風力發電系統成套裝備”入選。業內稱之“三峽引領號”。它是中國海上風電自立自強的縮影,見證并將引領著中國海上風電技術從“近海到遠海,由淺及深,從固定到漂浮式基礎”的躍升式發展。
這并不是三峽上海院第一次助力核心技術國產化和關鍵設備自主化。早在十四年前,三峽上海院勘測設計的亞洲首個海上風電項目拉開中國海上風電的序曲。這十四年,中國海上風電全產業鏈領域核心能力從量的積累邁向質的飛躍、從點的突破邁向系統能力提升,三峽上海院作為混改試點的科技型企業,也由此打通從科技強到企業強、產業強、經濟強的通途大道。
破譯海上風電基因密碼
沒有異想,哪會天開。中國海上風電的奮起直追得益于一批“吃螃蟹”的人。2008年,國家發改委核準了我國第一個大型海上風電項目、也是亞洲第一個海上風電項目——東海大橋100兆瓦海上風電示范項目,由三峽上海院負責勘測設計,由此填補了我國海上風電場勘測設計的空白。
沒有技術?學!沒有經驗?干!勘測、設計、環評……三峽上海院的科研者、工程師勇闖“無人區”,在2004年,便已提出該風電場規劃場址,并相繼完成預可研和可研報告的編制工作。
該項目所處的近海海域是軟土地基,歐洲傳統單樁基礎“水土不服”,相當于“一根筷子插到豆腐里”。時任三峽上海院總工程師(現任首席專業師)陸忠民帶領團隊反復論證,開創性地提出高樁混凝土承臺群樁基礎型式。用八根斜樁支撐一個混凝土承臺不僅解決了軟土地基承載力不足的問題,也更適用當時國內的設備和施工經驗。時至今日,這種基礎型式在國內海上風電場仍被廣泛運用。
早在1996年,李健英(現任三峽上海院總經理助理)、秦東平(原三峽上海院副總工程師,已故)等新能源領域的首批拓荒者,從陸地出發,遍布國內20多個省市自治區,勘測設計了我國崇明、南匯世行貸款項目、山東威海首座國產兆瓦級機組示范項目、遼寧阜新支持地方經濟轉型和國產化設備項目等近百個陸上風電項目,積累了寶貴的經驗。李健英和團隊自主研發了多個專業的創新設計工具和軟件,對開發后續海上風電項目起到了積極作用。
2010年,東海大橋海上風電項目的34臺機組全面并網發電,外國專家贊嘆:“沒想到這么快就建起來了。”在與國外廠家談判中,團隊體會到了什么叫受制于人,至此開啟了海上風電“本土化適應性設計”,走上了一條科技自立自強的探索之路。
十年磨一劍,出鞘必鋒芒。三峽上海院參與并見證了中國海上風電勘測設計從“0”到“1”到“無限可能”。
2018年,習近平總書記視察三峽工程時留下一道題,核心、關鍵技術化緣是化不來的,真正的大國重器一定要掌握在自己手里。2021年,全國首個百萬千瓦海上風電場——三峽陽江沙扒項目全面并網發電,三峽上海院交出了高分答卷:我國首臺漂浮式風機基礎、我國首臺單柱復合筒型基礎、我國首臺大直徑四樁導管架基礎、我國首臺芯柱嵌巖三樁導管架基礎……
林毅峰從東海大橋項目成長起來,現任三峽上海院總工程師,是陽江沙扒項目的設計技術負責人。他深知,創新就是在無路可走的時候走出一條新路。
北有浮冰,東有堅巖,南有臺風,林毅峰帶領團隊迎接不同海域的一個個挑戰,也開創了一個個先河。
他破冰“新領域”,創新性地將海上鉆井平臺抗冰結構引入海上風電場建設中,并主導形成我國寒冷海冰條件下風電機組基礎抗冰設計成套技術的企標、行標。他創造“新速度”,擔任“海上風電奧林匹克競賽場”和我國首個百萬千瓦海上風電項目的設計技術負責人,實現了安全、質量、進度和經濟效益的有機統一,推動海上風電進入規?;_發。他和團隊再次挑戰“新賽道”,從科研到應用,五年鏖戰,克服水深不足、工程海域環境惡劣、臺風頻發等難題,于2021年自主勘測設計了符合我國南海環境條件的首臺新型抗臺風型浮式基礎——“三峽引領號”,亮相國家“十三五”科技創新成就展,標志著我國在漂浮式海上風電領域躋身世界前列。
同樣是從東海大橋項目成長起來的秦東平,也懷揣著向深遠海進軍的夢想。直到2020年端午節“倒”在崗位的前一刻,秦東平還在研究海上風電柔性直流技術,這項技術在2021年底被成功運用。他開創性地提出將陸上裝置搬移到海上升壓站進行集成設計,大幅節省投資成本。當專家質疑時,秦東平大膽拍板:“行不行要讓數據說話,方案我來簽字。對了,成績歸大家;錯了,我負責!”
技術的突破帶動了領域的拓展,去到更遠、更深、更復雜的海域,向風能要效益變成了可能。如今,天未亮,南海上的上海院人又駛向了未知的廣袤海域。
從大國重器到大國重企
2021年,中國海上風電裝機規模躍居世界第一,形成了完整的具有領先水平和全球競爭力的風電產業鏈和供應鏈。一個個大國重器相繼問世,一個個大國重企爭當產業鏈“鏈長”,中國三峽集團也是其中之一。三峽上海院作為三峽集團“全鏈條技術支撐、高水平科技研發、高層次和專業化人才培養”平臺,緊緊扭住“市場活、創新實、政策寬”的關鍵,助力中國海上風電產業升級和創新發展。
順應市場需求,三峽上海院率先跑起來。
從1996年設立新能源發電處,到2007年升級更名為新能源研究分院,三峽上海院始終敏銳洞察和把握行業趨勢。2009年,國家能源局《海上風電場工程規劃大綱》印發,標志著海上風電在我國可再生能源板塊中正式列入議事日程。2013年起,依托三峽集團廣闊的工程應用場景,三峽上海院逐步成為全國唯一一家在沿海9個省市承擔海上風電場勘測設計的單位,核心技術能力和專業人員儲備位居國內設計院前列。
技術難,理解市場需求更難。陸忠民說,“我們的人才不僅要‘坐得住’,更要‘走得出’”。從“試水”東海大橋項目,到勘測設計全球八大廠家同臺競技的大容量海上風電場,再到總承包建設國內離岸距離最遠的首個風電場,讓市場“說話”,促進產學研用一體化,形成了企業、行業共贏的、更優的發展模式。
做實創新成果,三峽上海院在補鏈固鏈強鏈中不斷追求科技自立自強。
盡可能探索更大的未知。為了確保風機基礎迭代創新安全可靠,林毅峰和團隊攻克了風機基礎載荷計算這個關鍵技術。
把已知做到極致。秦東平“錙銖必較”,為了立柱直徑0.2米差距,無數次優化設計,實現了同等容量下“體積最小、重量最輕、布局最優、可維護性最強”的升壓站建設。
不觀望,不懈怠,永無止境地精益求精,促進基礎科學和工程技術同向發展,搭建起工程建設和產業發展之間不可缺少的橋梁。
科技創新的速度在這里彰顯。截至2021年底,三峽上海院設計建成和規劃在建的海上風電場裝機容量超過6500兆瓦。榮譽榜上,國家科技進步二等獎、中國電力科技進步一等獎、全國優秀工程咨詢一等獎、上海市科技進步一等獎……三峽上海院擁有40多項海上風電領域發明專利和實用新型專利,成為多項海上風電行業及國家標準的主編單位。
政策的紅利正在被更多人共享,三峽上海院創新熱情高漲。
2017年,三峽集團選定上海院作為實施崗位分紅激勵的試點企業,針對被激勵人員在公司業務發展、科技創新、科技成果轉化等方面貢獻程度,確定崗位分紅激勵金額,“重磅”科創成果頻頻亮相。“三峽引領號”就是其中之一,它的設計負責人是90后的范可。巾幗不讓須眉的還有:與病魔抗爭、創造奇跡的“全國最美家庭”獲得者陳能玉,新能源院兩位女院長——姜娟一手抓生產一手抓科研,宋礎足跡遍布中國海岸線、從設計人員成長為生產經營管理的復合型人才……
盼著“才露尖尖角”的“小荷”早日“接天蓮葉無窮碧”。林毅峰說,個人英雄主義只能成就作坊中的優秀工匠,只有團隊融合精神才能將杰出工程師打造成現代復雜系統工程的領航人。這句話深深烙印在80后黃俊的心里,他手寫的工程技術本有半人高,但他更自豪于福建、廣東兩支團隊。他說,我們從海上風電設計小白變成了敢打勝仗、能打勝仗的鐵軍。
三峽上海院還吸引了更多的戰略合作伙伴,混資本,轉機制,增活力,真正發揮市場需求、集成創新、組織平臺的優勢,讓技術和管理的創新同步為企業賦能,打通科技強到企業強、產業強、經濟強的通道。
在“雙碳”目標和綠色低碳轉型背景下,三峽上海院又把目光投向了氫能、綜合能源、數字化賦能……“往前看十年甚至二十年”,“讓實踐成為工程師的雙腳”,看準機遇,深耕市場,才能從跟跑者變成并行者,成為領跑者。
責任編輯:甄敬怡