9月24日,一个属于阳江海上风电的里程碑时刻到来:随着中广核阳江帆石二项目投产,阳江海上风电并网装机容量突破800万千瓦,规模跃居全国第一。
一座座巨型风机扎根南海,源源不断地把海风转化为清洁电能。偌大的风场背后,深海之下的桩基靠什么牢牢锁死?洋流日夜冲刷,海缆怎样避免磨损损毁?当阳江海上风电装机规模站上全国地级市首位,那些曾经握在海外手里的关键材料、核心零部件,又是如何一步步实现突围?

如果说遍布南海的海上风电场是一座规模庞大的绿色能源工厂,那么扎根阳江的这家省级实验室,便是风场背后的“神经中枢”。近日,记者走进先进能源科学与技术广东省实验室阳江分中心(阳江海上风电实验室),探寻这个科创平台如何以技术攻关破解海上风电产业痛点,为阳江打造“绿能之都”托举起硬核的科研力量。
破解“卡脖子”难题 高强灌浆材料实现国产化突围
走进实验室试验区,阳江海上风电实验室材料研发经理王小萍博士正带领团队开展灌浆材料的力学性能测试,试验机不停运转,一组组数据被实时记录下来。
“海上现场做试验,几乎没有反复试错的余地。在海上就基本上得保证一次性必须成功。”王小萍介绍,海上施工船机单日开销动辄几十万元,一旦试验失败,不只是样品设备报废,船期延误带来的连锁损失更是难以估量,每一件新产品下海测试,都要承受不小压力。
这层灌浆料填满导管架与桩基之间的缝隙,把上部风机巨大荷载稳稳传递到海底桩基,让矗立海面的风机扛住常年风浪冲刷。
早些年,国内海上风电导管架基础所使用的高强灌浆材料,基本依靠国外进口。这种相当于海底桩基黏合剂的特殊材料,承担着导管架和桩基之间的连接重任,单台风机就要消耗数百立方米。进口产品不仅售价高昂,供货周期长,供应链还容易受到外部因素影响。
产业现实需求摆在眼前,能不能自主做出合格产品?2020年,王小萍便与团队正式启动高强灌浆材料的攻关工作。
“30米以上水深带来的水下高压、海上高盐高湿的腐蚀环境,还有材料流动度控制、施工现场防漏浆等现实难题,一道道横在科研团队面前。”王小萍回忆,科研人员不停调整材料配比,反复模拟深海真实工况,最终研发出抗压强度可达120兆帕的高强灌浆材料。

欣慰的是,实地测试结果表明,该材料性能优于进口同类产品,采购成本相比进口最高时期大幅下降,还能减少施工堵管造成的额外损耗。“目前该材料已经在部分粤西海上风电项目中得到应用,同时,实验室还联合阳江本地企业打造无尘化高标准中试生产线,正在加紧建设中。”王小萍表示。
直面海上试错 柔性海缆保护装置迭代成形
柔性海缆保护装置的研发,同样吃过海上试验的苦头,它更多要直面真实海洋环境带来的重重挑战。
海床不断冲刷、洋流来回拉扯摩擦,风机底部的悬跨段海缆极易受损,直接威胁整个风场的输电安全。“这套装置在研发阶段曾经历两次海上试验失利,既有海况条件超出预期的客观因素,也存在图纸设计和实际安装存在偏差的问题。”阳江海上风电实验室科技发展部部长刘寒秋介绍,海上试验成本很高,两次失败,消耗的不只是研发经费,更是宝贵的海上作业窗口期。
但是,科研团队并没有就此搁置项目,而是不断地对两次下海采集的数据进行复盘,针对暴露出来的结构、工况适配问题逐项修改优化,历经多轮迭代,才最终完成产品定型。
如今,整套装置核心技术目前完全由实验室自主研发并掌握,重点解决了海底电缆受洋流作用往复晃荡导致的破坏。“一座百万千瓦级风场为此可以节省受洋流作用导致海缆破坏产生的上千万元损失,该技术既可以用在海床冲刷严重的近海机位,同样适配深远海项目。”刘寒秋告诉笔者,未来该产品得到行业充分认可并大批量应用后,也将为阳江孵化1—2家专精特新企业,服务广东省海上风电产业。
“我们和国外很多产品的差距,更多时候是产品迭代次数的问题,我们国产的装备和技术缺乏试错的场景,但目前随着国家科研的投入,许多新的技术得到了充分应用和试错。”刘寒秋感慨,现在国内已经有了完整的风电产业链和充足的科研人才,只要找准技术路线,实验室就专门盯着产业真痛点开展研究,契合海上风电平价时代降本增效的现实诉求。
架起供需之桥 从实验室走向工程一线
科研样机摆在展馆、报告写在纸面,不等于技术真正服务产业。如何打通从实验室到工程项目的通路,是地方科研平台绕不开的现实考题。
“走进展馆可以看到不少样机模型,但还有相当一部分成果没法完整陈列。”阳江海上风电实验室主任、浙江大学教授朱嵘华表示,目前实验室五十多人的科研团队,不只是埋头做实验,更在努力打通产学研用的对接渠道。一方面承接国家、省、市级科研课题,同时承接大量企业横向项目,直面华润、华电、粤电、中广核等能源企业在现场遇到的真实难题;另一方面,借助大湾区科学论坛绿能产业科技创新分论坛这一平台,把实验室的研究成果推向整个行业。
2026大湾区科学论坛首场分论坛——大湾区科学论坛绿能产业科技创新分论坛将于10月17日在阳江举行,这不只是一场行业集会,更是供需对接的实体平台。
“此前,借助论坛搭建的交流渠道,实验室得以和各大能源企业建立直接联系,有力推动高强灌浆材料、柔性海缆保护装置等成果的对接与推广,避免科研陷入闭门造车。”朱嵘华说,除了材料装备攻关,实验室还在补齐本地产业链短板。
据了解,在实训基地建成之前,阳江从事海上风电运维的作业人员都要跑到外地参加持证培训,来回往返产生不少开销。2024年,海上风电安全保障技术研究及实训基地正式投入使用,补上了本地海上作业人员培训这块短板。粤电、中广核等多家企业都组织人员前来参训,学员在阳江完成考核拿证,就可以直接出海上岗,实实在在帮企业压缩培训成本。
此外,去年实验室还取得CMA检验检测机构资质,能够就近为本地企业提供材料检测服务,不用再把样品送往外地送检,节省时间成本。
依托技术输出、平台对接、人才实训多维度协同发力,实验室将科创能力深度嵌入海上风电全产业链,真正扛起省实验室强链补链的责任。
聚焦“海上风电+” 探寻绿能更多可能
随着阳江海上风电并网装机规模登顶全国,产业开发的脚步,也逐步向着工况更为严苛的深远海迈进。
水深不断增加,波浪荷载环境更为严苛,导管架基础、漂浮式风电都会遇到全新挑战。近海的不少技术难题得到化解之后,深远海会遇到哪些新问题,又该怎么应对?这已经成为实验室重点思考的命题。
实验室表示,团队已提前布局深远海风电相关技术研究,重点攻关导管架基础结构优化、高强度管桩材料开发、波浪疲劳荷载分析,同时探索海上风电与海洋牧场协同建设模式。
但开发海上风电,就只能局限于发电本身吗?辽阔的近海海域,还能不能挖掘更多绿色发展的可能性?
据介绍,该实验室团队把目光投向“海上风电+”的跨界方向,海上风电可以输出清洁绿电,海水又能充当天然冷却介质,海上算力是一个很有想象空间的方向,但海上搭建算力平台,结构建造、后期运维都要面对重重现实阻碍。同样处于前期探索的,还有海上风电搭配深远海网箱养殖的模式,尝试探索能源开发与渔业生产共存的实现路径。
“当然,这些新模式目前都还处在前期研究阶段,现阶段实验室主要是把可行的技术路径摸索清楚,为将来产业发展储备技术方案。”朱嵘华说。
文丨记者 戴灵敏 通讯员 巫雅柠
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