文｜華夏能源網(wǎng)
來源穩(wěn)定的能源從何而來？盡管面臨化石能源嚴重短缺，但是浩瀚的大洋以及來自大樣上無窮無盡的風，讓歐洲各國看到了新的希望。
2022年8月，德國和丹麥宣布，雙方將在波羅的海共同啟動一個風電項目。按照規(guī)劃，這個項目將把位于波羅地海上的Bornhold（博恩霍爾姆島）周邊若干個風電場全部連接起來，將所產(chǎn)生的電能再輸送給兩國。他們把這個項目稱為“能源島”（BornholdEnergy Island）。
彼時，德國官方宣稱，“這一項目產(chǎn)能將與俄羅斯的供應量相近。而這是我們自己的能源，不再是俄羅斯的天然氣了。”
如今，盡管俄烏戰(zhàn)爭還未結束，但歐洲的能源危機已經(jīng)有所緩解。能源島，不僅作為保障能源安全的重要一環(huán)，歐洲多國仍在積極推進，而且作為海上風電發(fā)展的新形態(tài)，備受包括中國在內(nèi)的許多國家所重視。
“能源島，或許是是海風發(fā)展的未來形態(tài)。” 業(yè)內(nèi)一家風電服務商的相關負責人對華夏能源網(wǎng)表示。
能源島的歐洲實踐
關于能源島，業(yè)界還沒有一個確切而公認的定義。
能源島一般建在一個島嶼上，這個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能量的匯集點，匯集了島上及周邊的所有風電場的電力，使風電場的電力可以在任何需要的地方使用。
多個風電場所產(chǎn)生的電能可以實現(xiàn)就地消納，也可以儲存在相關的儲能設備中，還可以通過混合互連器傳輸?shù)桨渡瞎蚕淼倪B接點。而當缺乏風能而無法發(fā)電時，互相連接的電網(wǎng)允許各個接入該電網(wǎng)的國家或單位進行電力交易。
當然，為了支撐這項復雜的工程，能源島上也必須配備相應的設施，例如變電站、輸電設備、港口設施、電力出口設施等等，甚至還包括生活區(qū)、機場等，供工作人員生活。
“雖然能源島因俄烏戰(zhàn)爭而興盛，但這一概念由來已久。” 上述風電服務商負責人表示。早在2017年，歐洲TSO（輸電系統(tǒng)運營商）就提出了相關設想，隨后不斷迭代升級，形成了當前的概念。而能源島的最早踐行者，首推丹麥。
丹麥，雖然是一個北歐小國，卻也是實實在在的綠色能源大國，尤其在風電領域，更是處于全球的前列。總部位于該國的沃旭能源，是全球最大的風電場運營商，維斯塔斯是全球風電整機商的龍頭，而且，全球第一座海上風電場也誕生在丹麥。
迄今，丹麥已經(jīng)聯(lián)合一些歐洲國家推進了兩個能源島項目。
第一個就是開篇提到的Bornhold能源島項目。Bornhold位于波羅的海西南部，是一座天然島嶼，是丹麥的領土，面積588平方千米。最初規(guī)劃，這里將建造一座1GW的海上風場，后來又計劃擴大到3—5GW。
另一個能源島項目位于北海，距離丹麥西海岸約80千米的地方，這是一個人工島嶼，目前大概有18個標準足球場大小，未來設想“再擴充兩倍”。按照規(guī)劃，在這座能源島上，將建設覆蓋200臺海上風力發(fā)電機的控制中心，容量為3GW左右，未來可能擴大到10GW。值得一提的是，3GW的容量已經(jīng)是丹麥目前海上風力渦輪機總?cè)萘康膬杀叮s占該國總用電量的一半。
位于丹麥北海的人工能源島示意圖（來源：COWI）
當然，能源島項目龐大，單憑一國之力難以完成，且項目的受益者涵蓋歐洲多個國家。因此，為推動能源島的急速建設，2022年，丹麥與德國、荷蘭、比利時等國家簽署了《埃斯比約宣言》。
該宣言就海上風電開發(fā)達成協(xié)議，并承諾就近海能源島的開發(fā)進行合作，承諾在2030年之前建成65GW海上風力發(fā)電設施，到2050年在北海安裝1萬臺風力渦輪機，并加速推動相關輸電設施建設。
大空間、新思路
能源島的概念，為國內(nèi)深遠海風的發(fā)展也提供了一個新思路。
目前，國內(nèi)海上風電場開發(fā)大多數(shù)選擇在近海區(qū)域，深遠海風電仍處于起步階段。與近海風電場相比，深遠海環(huán)境更加復雜、惡劣，海流、潮汐、內(nèi)波等水文現(xiàn)象對風機基礎、海底電纜、海上平臺均提出了極為嚴苛的要求，尤其是送出通道與并網(wǎng)方式，更是面臨著巨大的考驗。
當前，國內(nèi)開發(fā)深遠海風電的主流技術是漂浮式。普遍認為，漂浮式風電的靈感源自于深海油氣開發(fā)平臺。一般來說，漂浮式風電機組的基礎是通過錨索或纜繩與海底相連，可在某一相對固定區(qū)域內(nèi)自由移動，而不是與海床直接接觸，固定在某一位置。
不過，就目前而言，漂浮式海風在全球都處于初步發(fā)展階段，中國雖然已經(jīng)走在了世界的前列，但依然也處于摸索階段，還面臨著許多問題。
比如，當前示范性項目風電機組的單機容量還比較小，遠遠不能匹配深遠海優(yōu)秀的風資源。如果要增加單機容量，平臺基礎的穩(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題。有了島嶼做依托，安裝風電機組類似于在近海開發(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用及本土電網(wǎng)的升級開支。
同時，能源島還可以將海上風力發(fā)電場的電力轉(zhuǎn)換為氫能、氨能等，或用電池存儲起來，實現(xiàn)就地消納。
華夏能源網(wǎng)注意到，國家有關部門已經(jīng)注意到了能源島的價值。
今年10月18日，國家能源局發(fā)布的《關于組織開展可再生能源發(fā)展試點示范的通知》提出，到2025年，組織實施一批技術先進、經(jīng)濟效益合理、具有較好推廣應用前景的示范項目，其中包括了“海上能源島示范”。
具體為：主要支持結合海上風電開發(fā)建設，融合區(qū)域儲能、制氫、海水淡化、海洋養(yǎng)殖等發(fā)展需求，探索推進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，建設包括但不限于海上風電、海上光伏、海洋能、制氫（氨、甲醇）、儲能等多種能源資源轉(zhuǎn)換利用一體化設施。海上風電制氫、海水淡化、海洋牧場等海洋綜合立體開發(fā)利用示范類型不少于2種。
“除了國家能源局，在地方上，比如江蘇、福建等地有相關文件發(fā)出，發(fā)展能源島技術。” 上述風電服務商負責人向華夏能源網(wǎng)表示，“能源島項目復雜而龐大，國內(nèi)目前還處于示范項目階段，更應該用長遠的目光來看待。”