海上風電挺進深藍

長樂外海海上風電場C區項目，是同期省內乃至國內最早的「雙40」（離岸40公里、水深40米）深遠海風電項目之一。（受訪單位供圖）

核心提示

黨的二十屆四中全會通過的《中共中央關於制定國民經濟和社會發展第十五個五年規劃的建議》明確提出，要加強海洋科技創新，鞏固提升海洋裝備製造業優勢，壯大海洋新興產業，發展現代航運服務業。近日，省工業和信息化廳、省發展和改革委員會、省科學技術廳、省海洋與漁業局聯合出臺的《福建省推進船舶與海洋工程裝備高質量發展工作方案》提出，到2027年，全省船舶與海洋工程裝備產業結構更加優化，創新能力顯著提升，轉型升級加快推進，產業規模持續壯大，產業集羣競爭力顯著增強，高技術船舶、海上風電裝備、深海養殖裝備、電動船舶等特色產品形成新的領先優勢。

發展海上風電，是保障國家與區域能源安全的選擇，是推動海洋經濟發展的抓手。福建作為我國風能資源「富礦」區域，風能等效發電小時數達3800小時，居全國首位，全省海上風電理論藴藏量超過1.2億千瓦。截至2025年底，福建海上風電裝機容量已達383萬千瓦，風能利用小時數連續12年位居全國第一。依託優越的資源稟賦和產業優勢，福建海上風電正加快從淺海、近海向深遠海拓展，向深藍挖掘更多綠色能源。

「捕風巨手」

福建海上風電高端裝備實現本地造，在多個技術領域實現創新突破。自主研發的超長葉片，風能利用係數高達0.49，捕風效率達到世界領先水平。

1月13日，全球首臺20兆瓦海上風電機組在閩南海域完成吊裝。這是繼2023年全球首臺16兆瓦海上風電機組在平潭海域應用后，我國在海上風電重大裝備領域實現的又一次重要突破。這標誌着我國海上風電機組進入大容量時代，併爲深遠海風電發展築牢了裝備根基。

在福建，依託三峽海上風電國際產業園，金風科技、東方電氣、中國水電四局、LM葉片……一家家行業龍頭企業匯聚，構建起涵蓋海上風電主機、發電機、鋼結構件、葉片等完整產業生態，實現海上風電高端裝備本地造。

6.7兆瓦、8兆瓦、10兆瓦、13兆瓦、13.6兆瓦、16兆瓦、18兆瓦、20兆瓦……海上風機接續下線，自主研發的「大國重器」連續刷新世界紀錄，從福建「駛」向全球深藍海域。

此次吊裝的20兆瓦海上風電機組輪轂中心高度為174米，單支葉片長147米，葉輪直徑300米，掃風面積相當於近10個標準足球場。機組併網發電后，預計年發電量將超8000萬千瓦時，可滿足約4.4萬戶家庭一年的用電需求，相當於節約標準煤約2.4萬噸、減少二氧化碳排放約6.4萬噸。

「該機組實現了全產業鏈自主可控與關鍵部件100%國產化，並在三大技術領域實現創新突破。」三峽集團福建分公司生產管理部負責人周興政介紹，在風電機組容量不斷擴能的同時，如何讓整機（機艙、輪轂、葉片）更輕便也在同步推進，「更輕便的整機能有效降低吊裝施工難度和基礎建造成本」。

為此，此次設計的20兆瓦機組，採用集成傳動鏈技術，提升核心傳動系統齒箱扭矩密度和發電機扭矩密度，讓整機單位兆瓦重量小於40噸，較行業平均水平降低10%以上。

作為核心部件之一，機組配備了長達147米的「捕風巨手」——超長葉片。它採用我國自主研發的「翼型」設計，歷經嚴苛測試，風能利用係數高達0.49，捕風效率達到世界領先水平。此外，該機組完成彎扭耦合葉片槳距角自尋優和增益自尋優技術，風機可根據風向、風速調整葉片角度，提升補風效率，實現發電量提升1.2%。

除此之外，機組還擁有一個智能的「數字大腦」，來應對複雜的海上環境。它通過集成激光雷達、多類傳感器等，構建了實時感知與安全預警系統，能夠依據風浪動態自主優化運行，實現機組在海上安全、高效、無人化的智慧運行。

這樣一個龐然大物，如何在風急浪高的環境中平穩「安家」？面對超大型風電機組與季風期複雜海況帶來的雙重挑戰，項目團隊創新採用「機艙輪轂組合體+單葉片吊裝+動態定位」方案，讓首臺20兆瓦深遠海機組屹立於福建閩南海域。

此次吊裝的機組位於離岸超過30公里、水深超40米的海域。施工團隊採用起重能力達2000噸的第四代風電安裝船進行作業，將3支長達147米的巨型葉片，依次平穩提升至174米高空，與輪轂完成精準對接。

風機根基始於海底。四根鋼管樁，藉助高精度定位技術打入海底深處；鋼管樁上，導管架精準對接，形成穩固的承載平臺。自此，塔筒、主機、輪轂及葉片得以自下而上逐段安裝。

「在沉樁工藝上，應用了高精度定位與智能化沉樁控制系統，有效保障了超大直徑鋼管樁在深水複雜地層中的垂直度與承載性能；在導管架水下對位環節，創新採用帶有高精度攝像頭與各類傳感器的水下機器人輔助作業，提升水下施工精度和效率。」周興政説。

現場，海上風電安裝船能抬升船體，以四根樁腿「站立」海中，在風浪中搭出平穩的「空中工作臺」。作業人員在此基礎上，藉助高精度定位及牽引系統實時校準葉片空中姿態，完成葉片與輪轂間毫米級的精準對接與緊固，最終讓發電「巨人」迎風而立。

大容量的風機，深海是它更廣闊的舞臺。據悉，此次吊裝的20兆瓦機組還可在水深70米海域裝機，后續可衍生為漂浮式機組拓展至更深的海域，使海上開發資源預計擴大到60%以上。

「定海神針」

在國內首次批量採用吸力樁式導管架基礎型式，不但讓吸力樁牢牢吸附在海底，施工速度也得到數倍提升，為開發深遠海風電開闢新的路徑。

「看！這就是外海風機的實時畫面，每一臺的發電效率都清晰可見，這幾天風力大，是發電的好天氣，幾乎每颱風機發電效率都達到了100%。」位於福能海峽發電有限公司的集控中心里，公司總經理助理楊慶波望着大屏幕介紹着。

屏幕里，海天一色，57颱風機在海面上整齊排列，長長的葉片在海風中不斷轉動。這是福建能化集團權屬福能海峽發電有限公司佈局的長樂外海海上風電場C區項目，總裝機容量496兆瓦，是福建已建成的單體規模最大、離岸距離最遠、水深最深、通航條件最複雜的海上風電項目。

長樂外海海上風電場C區項目，是同期省內乃至國內最早的「雙40」（離岸40公里、水深40米）深遠海風電項目之一。

與近海相比，深遠海海況更復雜，施工窗口期短而分散。

「項目海底淤泥厚度超10米，海深約40米，風急浪高是常態，一年施工窗口期，近海約有150天，而遠海則只有100天左右。」楊慶波説，如何讓巨大的風機歷經大風大浪還能穩穩紮根海上？作為風機基礎底座的樁型選擇成為關鍵，如果採用傳統單樁施工模式，單樁重量和長度將大幅增加，不僅施工慢，且符合吊裝要求的施工船機少，難以如期建成投產。

為搶抓窗口期，經反覆論證，福能海峽攜手福建永福電力設計股份有限公司共同引進荷蘭SPT沉貫技術，在國內首次批量採用吸力樁式導管架基礎型式。

「吸力樁的強大‘定力’在於頂端封閉、中間空心的設計，安裝於吸力樁頂部的吸力泵將樁內的海水向外排出，隨后在頂部注入灌漿料進行密封，使其內外形成壓力差，通過壓力差將吸力樁整體壓入海牀到指定深度后，吸力樁將嵌入深海海泥中，牢牢吸附在海底。」楊慶波作了個形象的比喻，就像一腳踩進泥地里，因為出現真空壓力差，當腳抬起時，鞋子被吸附在泥地里。

楊慶波説，使用吸力樁式導管架基礎型式，施工速度得到數倍提升，原本一根傳統單樁施工最快要一周，吸力樁式導管架最快一天施工完成，所有基礎工程完工比原計劃提前4個月，創造了海上風電建設「超級速度」。

「事實證明，吸力樁式導管架基礎型式與福建遠海風電施工十分適配，僅5個多月時間，項目便完成了57颱風機的安裝。」説起項目當時的建設速度，楊慶波言語中透着自豪。該項目同時創新採用風機陸上組拼、葉片陸上圈車、塔筒立運等系列施工工藝，大幅縮短施工工期。

爲了項目的快速順利推進，新技術不斷產生，有兩個創新項目獲得福建省科技進步獎一等獎。

其中，《颱風多發覆雜海域大型風電場工程關鍵技術及應用項目》針對颱風多發海域風機基礎設計、施工及安全運維等核心難題攻關，建立了颱風海域風機基礎結構創新及設計技術、海上風電基礎高強灌漿及監測技術等體系，獲得2021年福建省科技進步獎一等獎。

近日，好消息再次傳來，針對福建深遠海域大容量風機基礎勘察、設計與施工而研發出相關成套關鍵技術的《深遠海域大容量風機基礎關鍵技術開發與應用》項目獲得2024年度福建省科技進步獎一等獎。

該項目建立了福建海域地基岩土層精細化參數獲取勘測技術、深遠海域超大尺寸筒式導管架基礎一體化施工成套裝備及施工技術體系等。成果還推廣到全國多個深遠海域風電項目，累計支撐了福建省超95%、全國90%的深遠海域導管架海上風電項目，實現了深水導管架基礎設計施工技術零的突破，為全球深遠海域導管架基礎應用提供中國範例。

此外，為解決深海發電機組故障多、維修難等問題，福能海峽通過構建數字孿生底座、研發智能預警系統、建設精準氣象服務系統等方式，持續推進「數字化、智能化、可視化」的智慧風場建設。

「智改數轉」之下，長樂外海海上風電場C區項目風機可利用率達99.63%，較福建省海上風電平均水平高出1.57個百分點，年增發電量4464萬千瓦時對應的綠電供應，相當於額外減排二氧化碳3.5萬噸，可滿足1.2萬戶家庭年用電需求。

「在集控中心后臺上，57颱風機，56台顯示綠色；1台顯示橙色，代表這颱風機存在數據異常，需要人工進一步確認。」楊慶波説，項目持續推進智慧風場建設，其中包括研發出基於機器學習算法的風機智能預警系統，建立多維度故障預警模型。

「通過實時採集風機各項數據，系統會進行對比與趨勢分析，實現對通信數據異常、偏航滑移、機艙温度異常等故障的分級預警與故障點精準定位，提前預判設備運行風險。」楊慶波説，得益於智能預警系統，將被動維修轉變為預測性維護，從而實現關鍵設備故障修復及時率從70%提升至95%；人工巡檢頻次從每月1～2次降至0.5次，運維人力成本節約30%。

「風漁融合」

攻克漂浮式風電基礎設計、風電機組適應性改造、動態海纜和錨泊系統設計等技術，解決深遠海風電開發的經濟性問題，為漂浮式風電發展與商業化應用提供新的樣板。

2025年11月10日，《聯合國氣候變化框架公約》第三十次締約方大會（COP30）在巴西貝倫開幕。當月19日，「雙碳」目標下央企綠色低碳行動實踐邊會在「中國角」成功舉辦，《2025中國企業綠色低碳發展優秀實踐精選案例》正式發佈，國家能源集團龍源電力研發的全球首創漂浮式風漁融合平臺「國能共享號」成功入選。由此，中國海洋資源集約利用的創新實踐走向國際舞臺。

「國能共享號」位於莆田南日島國家級海洋牧場示範區，是全球首座風漁融合浮式平臺。它的三立柱半潛式結構設計，實現關鍵的技術突破。

與傳統固定在海牀上的風機不同，這種漂浮式風機為深海風電提供了新的路徑與可能。

漂浮式平臺，是深海發電的另一種基礎平臺。「國能共享號」是我國自主研發的全球首座風漁融合浮式平臺，它不僅能發電，還能養殖出肉質緊實的大黃魚。

這座「海上發電、海下養魚」的一體化平臺是如何運作的？

陽光下，剛捕上岸的大黃魚肥美鮮活，金光粼粼。「國能共享號」即將迎來第二批漁獲的豐收。

在位於南日島的集中控制中心，大屏幕上實時顯示發電功率、最大傾角等數據，工作人員隨時掌握「國能共享號」的運行狀態。

「國能共享號」主要由「漂浮式風機+養殖網箱」組成，具體包括浮式平臺、4兆瓦風機、繫泊錨固系統等。平臺採用三立柱半潛式結構，呈正三角形佈局。平臺邊長約70米，總高24米，重量達4900噸，相當於3000多輛小汽車的重量。平臺中央是容積1萬立方米的六邊形養殖網箱，目前養殖着3.5萬尾大黃魚。

相較於傳統固定在海牀上的風機，漂浮式風機對海底地質要求較低，不需要大規模的鋼筋混凝土基礎，而是通過浮力原理，使其在水上漂浮運行，使得漂浮式風機在深遠海部署更為方便。

「固定平臺靠的是吸力錨和錨鏈。」國家能源集團龍源電力風漁融合項目部主任林燊介紹，「國能共享號」水下部分主要是在南日島海上風電場水域安裝吸力錨和錨鏈，海下9條錨鏈共有300多個配重塊，總重量超過千噸，利用錨鏈和吸力錨筒與海牀連接固定，海水的阻力也進一步保障了平臺穩定性。

「我們攻克了漂浮式風電基礎設計、風電機組適應性改造、動態海纜和錨泊系統設計等技術，完成了總體性能、結構、機械、電氣、養殖等14個專業設計。」林燊説，「同時還開發了適用於漂浮式風機的控制算法和使用平臺穩定控制策略，完成了10多項關鍵技術升級，全力保證浮式風機系統的穩定性，填補了行業的技術空白。」

「水下養魚、水上發電」實現了海上「綠色能源」和「藍色糧倉」的集約化開發利用。

「國能共享號」平臺離岸直線距離30公里，水深35米，所處海域附近海流密集、水交換能力強，海域水質優，其優越的地理環境為魚羣提供了天然的「類野生」的生長環境，使得水產品質與野生的更為接近。

平臺選擇養殖經濟價值較高的大黃魚，採用開放式近生態深海養殖模式，使魚羣在湍急的水流中充分遊動，運動量遠超傳統網箱養殖，其產出的大黃魚被稱為「健身大黃魚」。去年1月，首批漁獲收成，產量達到4500公斤。

面對傳統海洋牧場普遍存在的「供電不足、供電不穩定」難題，「國能共享號」也有自己的辦法。

藉助平臺上海上風機源源不斷的清潔電力，「國能共享號」採用「自發自用」的模式，風機和光伏板產生的綠色電力為網箱的投餌機、水質傳感器、環境監測等所有智能化設備供電，形成了「以電養魚」的能源閉環，而養魚帶來的收益又反哺項目，實現「以漁養電」的良性循環。

目前，「國能共享號」平臺每年發電量可達1600萬千瓦時，以火電供電碳排放計算，每年可減少約1.6萬噸二氧化碳排放。

作為海上風電和深遠海漁業養殖的創新融合，「國能共享號」在培育形成風漁互補的高科技、高效能、高質量的新質生產力，解決深遠海風電開發的經濟性問題，為漂浮式風電發展與商業化應用提供新的樣板。