文｜華夏能源網(wǎng)
來(lái)源穩(wěn)定的能源從何而來(lái)？盡管面臨化石能源嚴(yán)重短缺，但是浩瀚的大洋以及來(lái)自大樣上無(wú)窮無(wú)盡的風(fēng)，讓歐洲各國(guó)看到了新的希望。
2022年8月，德國(guó)和丹麥宣布，雙方將在波羅的海共同啟動(dòng)一個(gè)風(fēng)電項(xiàng)目。按照規(guī)劃，這個(gè)項(xiàng)目將把位于波羅地海上的Bornhold（博恩霍爾姆島）周邊若干個(gè)風(fēng)電場(chǎng)全部連接起來(lái)，將所產(chǎn)生的電能再輸送給兩國(guó)。他們把這個(gè)項(xiàng)目稱為“能源島”（BornholdEnergy Island）。
彼時(shí)，德國(guó)官方宣稱，“這一項(xiàng)目產(chǎn)能將與俄羅斯的供應(yīng)量相近。而這是我們自己的能源，不再是俄羅斯的天然氣了?！?/p>
如今，盡管俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)還未結(jié)束，但歐洲的能源危機(jī)已經(jīng)有所緩解。能源島，不僅作為保障能源安全的重要一環(huán)，歐洲多國(guó)仍在積極推進(jìn)，而且作為海上風(fēng)電發(fā)展的新形態(tài)，備受包括中國(guó)在內(nèi)的許多國(guó)家所重視。
“能源島，或許是是海風(fēng)發(fā)展的未來(lái)形態(tài)?！?業(yè)內(nèi)一家風(fēng)電服務(wù)商的相關(guān)負(fù)責(zé)人對(duì)華夏能源網(wǎng)表示。
能源島的歐洲實(shí)踐
關(guān)于能源島，業(yè)界還沒(méi)有一個(gè)確切而公認(rèn)的定義。
能源島一般建在一個(gè)島嶼上，這個(gè)島嶼既可以是人造的，也可以是天然的。島嶼的角色是成為一個(gè)能量的匯集點(diǎn)，匯集了島上及周邊的所有風(fēng)電場(chǎng)的電力，使風(fēng)電場(chǎng)的電力可以在任何需要的地方使用。
多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)所產(chǎn)生的電能可以實(shí)現(xiàn)就地消納，也可以儲(chǔ)存在相關(guān)的儲(chǔ)能設(shè)備中，還可以通過(guò)混合互連器傳輸?shù)桨渡瞎蚕淼倪B接點(diǎn)。而當(dāng)缺乏風(fēng)能而無(wú)法發(fā)電時(shí)，互相連接的電網(wǎng)允許各個(gè)接入該電網(wǎng)的國(guó)家或單位進(jìn)行電力交易。
當(dāng)然，為了支撐這項(xiàng)復(fù)雜的工程，能源島上也必須配備相應(yīng)的設(shè)施，例如變電站、輸電設(shè)備、港口設(shè)施、電力出口設(shè)施等等，甚至還包括生活區(qū)、機(jī)場(chǎng)等，供工作人員生活。
“雖然能源島因俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)而興盛，但這一概念由來(lái)已久。” 上述風(fēng)電服務(wù)商負(fù)責(zé)人表示。早在2017年，歐洲TSO（輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商）就提出了相關(guān)設(shè)想，隨后不斷迭代升級(jí)，形成了當(dāng)前的概念。而能源島的最早踐行者，首推丹麥。
丹麥，雖然是一個(gè)北歐小國(guó)，卻也是實(shí)實(shí)在在的綠色能源大國(guó)，尤其在風(fēng)電領(lǐng)域，更是處于全球的前列?？偛课挥谠搰?guó)的沃旭能源，是全球最大的風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商，維斯塔斯是全球風(fēng)電整機(jī)商的龍頭，而且，全球第一座海上風(fēng)電場(chǎng)也誕生在丹麥。
迄今，丹麥已經(jīng)聯(lián)合一些歐洲國(guó)家推進(jìn)了兩個(gè)能源島項(xiàng)目。
第一個(gè)就是開(kāi)篇提到的Bornhold能源島項(xiàng)目。Bornhold位于波羅的海西南部，是一座天然島嶼，是丹麥的領(lǐng)土，面積588平方千米。最初規(guī)劃，這里將建造一座1GW的海上風(fēng)場(chǎng)，后來(lái)又計(jì)劃擴(kuò)大到3—5GW。
另一個(gè)能源島項(xiàng)目位于北海，距離丹麥西海岸約80千米的地方，這是一個(gè)人工島嶼，目前大概有18個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)大小，未來(lái)設(shè)想“再擴(kuò)充兩倍”。按照規(guī)劃，在這座能源島上，將建設(shè)覆蓋200臺(tái)海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制中心，容量為3GW左右，未來(lái)可能擴(kuò)大到10GW。值得一提的是，3GW的容量已經(jīng)是丹麥目前海上風(fēng)力渦輪機(jī)總?cè)萘康膬杀叮s占該國(guó)總用電量的一半。
位于丹麥北海的人工能源島示意圖（來(lái)源：COWI）
當(dāng)然，能源島項(xiàng)目龐大，單憑一國(guó)之力難以完成，且項(xiàng)目的受益者涵蓋歐洲多個(gè)國(guó)家。因此，為推動(dòng)能源島的急速建設(shè)，2022年，丹麥與德國(guó)、荷蘭、比利時(shí)等國(guó)家簽署了《埃斯比約宣言》。
該宣言就海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)達(dá)成協(xié)議，并承諾就近海能源島的開(kāi)發(fā)進(jìn)行合作，承諾在2030年之前建成65GW海上風(fēng)力發(fā)電設(shè)施，到2050年在北海安裝1萬(wàn)臺(tái)風(fēng)力渦輪機(jī)，并加速推動(dòng)相關(guān)輸電設(shè)施建設(shè)。
大空間、新思路
能源島的概念，為國(guó)內(nèi)深遠(yuǎn)海風(fēng)的發(fā)展也提供了一個(gè)新思路。
目前，國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)發(fā)大多數(shù)選擇在近海區(qū)域，深遠(yuǎn)海風(fēng)電仍處于起步階段。與近海風(fēng)電場(chǎng)相比，深遠(yuǎn)海環(huán)境更加復(fù)雜、惡劣，海流、潮汐、內(nèi)波等水文現(xiàn)象對(duì)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)、海底電纜、海上平臺(tái)均提出了極為嚴(yán)苛的要求，尤其是送出通道與并網(wǎng)方式，更是面臨著巨大的考驗(yàn)。
當(dāng)前，國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)深遠(yuǎn)海風(fēng)電的主流技術(shù)是漂浮式。普遍認(rèn)為，漂浮式風(fēng)電的靈感源自于深海油氣開(kāi)發(fā)平臺(tái)。一般來(lái)說(shuō)，漂浮式風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)是通過(guò)錨索或纜繩與海底相連，可在某一相對(duì)固定區(qū)域內(nèi)自由移動(dòng)，而不是與海床直接接觸，固定在某一位置。
不過(guò)，就目前而言，漂浮式海風(fēng)在全球都處于初步發(fā)展階段，中國(guó)雖然已經(jīng)走在了世界的前列，但依然也處于摸索階段，還面臨著許多問(wèn)題。
比如，當(dāng)前示范性項(xiàng)目風(fēng)電機(jī)組的單機(jī)容量還比較小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能匹配深遠(yuǎn)海優(yōu)秀的風(fēng)資源。如果要增加單機(jī)容量，平臺(tái)基礎(chǔ)的穩(wěn)定性不能保證，與之匹配的吊裝船也少之又少。這些問(wèn)題均很難在短期內(nèi)得以解決。
而能源島則有望克服這些問(wèn)題。有了島嶼做依托，安裝風(fēng)電機(jī)組類似于在近海開(kāi)發(fā)。而在外送通道方面，能源島在一定程度上與陸地電網(wǎng)脫鉤，省去了很大部分的海底電纜投資費(fèi)用及本土電網(wǎng)的升級(jí)開(kāi)支。
同時(shí)，能源島還可以將海上風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的電力轉(zhuǎn)換為氫能、氨能等，或用電池存儲(chǔ)起來(lái)，實(shí)現(xiàn)就地消納。
華夏能源網(wǎng)注意到，國(guó)家有關(guān)部門(mén)已經(jīng)注意到了能源島的價(jià)值。
今年10月18日，國(guó)家能源局發(fā)布的《關(guān)于組織開(kāi)展可再生能源發(fā)展試點(diǎn)示范的通知》提出，到2025年，組織實(shí)施一批技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)效益合理、具有較好推廣應(yīng)用前景的示范項(xiàng)目，其中包括了“海上能源島示范”。
具體為：主要支持結(jié)合海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)建設(shè)，融合區(qū)域儲(chǔ)能、制氫、海水淡化、海洋養(yǎng)殖等發(fā)展需求，探索推進(jìn)具有海上能源資源供給轉(zhuǎn)換樞紐特征的海上能源島建設(shè)，建設(shè)包括但不限于海上風(fēng)電、海上光伏、海洋能、制氫（氨、甲醇）、儲(chǔ)能等多種能源資源轉(zhuǎn)換利用一體化設(shè)施。海上風(fēng)電制氫、海水淡化、海洋牧場(chǎng)等海洋綜合立體開(kāi)發(fā)利用示范類型不少于2種。
“除了國(guó)家能源局，在地方上，比如江蘇、福建等地有相關(guān)文件發(fā)出，發(fā)展能源島技術(shù)。” 上述風(fēng)電服務(wù)商負(fù)責(zé)人向華夏能源網(wǎng)表示，“能源島項(xiàng)目復(fù)雜而龐大，國(guó)內(nèi)目前還處于示范項(xiàng)目階段，更應(yīng)該用長(zhǎng)遠(yuǎn)的目光來(lái)看待?！?/p>