【天津“城市冰箱”扩容趋势明显：冷链物流市场规模超400亿元】
天津口岸是我国重要的肉类进口口岸和北方进口肉类产品贸易集散中心，主要辐射京津冀为主的北方地区。为有力地保障京津冀生鲜食品供给，天津目前在建冷库有7座，有效库容约19.2万吨，“城市冰箱”加速扩容。
每年11月至来年4月是肉品的消费旺季，但圈内的“大贸商”们提前好几个月就要开始忙碌。他们从新西兰、澳大利亚、巴西、阿根廷等国下单的肉品，经过2个多月的船期和各种手续后，陆续到岸，储存进天津港附近的冷库里。之后批发商拿货，再分拨进入商超、电商平台、批发市场等环节，最终摆上京津冀乃至全国百姓的餐桌。
伴随经济增长和消费转型升级，京津冀地区的冷链物流需求越来越大，这也促进了天津冷链产业的发展。依托天津港的区位优势及产业配套，天津“城市冰箱”加速扩容。据了解，2021年，天津冷链物流市场规模超过400亿元，规模以上（库容5000吨以上）冷库有50座，有效仓储库容总和达200万吨；目前在建冷库有7座，有效库容约19.2万吨。天津市肉类协会会长邢艳玲告诉记者，今年新增、新建的大型冷库主要集中在天津港周边，比如东疆的京津物流园、万科东疆冷链项目、天津港保税区辖内的天津滨海智慧冷链产业园等，这些增量库容进一步为京津冀生鲜产品流通提供坚实保障。
“城市冰箱”扩容
护航三地食品供应
再过几天，天津港规模最大的全温区、全产业链冷库群──京津物流园将开门迎客。经过1个多月的一级冷库标准改造后，该物流园顺利拿到一级冷库的文件批复并完成各项改造工作。
“京津物流园是天津港集团与北控集团共同打造的冷链项目，定位于服务京津冀协同发展，冷库总容量约6万吨。我们目前已经洽谈了40多家优质客户，单一大客户的仓储需求量每月少则几十柜，多则几百柜。”天津港北建通成国际物流有限公司业务部王经理表示，京津物流园是进口商品入境的“最先一公里”，也将对接面向首都消费终端的“最后一公里”，能够为大型体育文化赛事、各类国际性会议、国内外知名企业总部群、大型娱乐中心、大型商圈等活动和区域提供优质食材供应服务。
据了解，京津物流园已成为不少“大贸商”的选择。最近，在天津从事冻品贸易生意的老尹从巴西订购的1500吨牛肉陆续到达天津港，他正在寻找冷库。“我主要看冷库是否具有进口检验检疫资质和库容量大不大，目前考虑较多的是存入中渔冷库和即将运行的京津物流园区。”据老尹介绍，他每年有2000吨至3000吨的进口牛羊肉销往北京，300吨至400吨销往河北省。
不只是京津物流园，天津服务京津冀的“城市冰箱”扩容趋势明显。比如今年6月，天津奥顺华懋冷链物流有限公司投资建设的天津滨海智慧冷链产业园项目顺利开工。该项目建成后，预计可实现年外贸额10亿美元以上。与此同时，总投资额4.67亿元、库容量约5万吨的天津食品供应链集团有限公司冷链物流项目亦在有序建设中。这个项目能够有效承接北京外溢业务，打造首都“1小时保障圈”，最大限度保障京津冀地区食品物资供应和食品安全。
冷储需求驱动
保值效果可观
要确保生鲜产品在存储、包装、分销等环节的质量，离不开冷库的建设。但冷库造价不菲，其建设成本是同等水平普通仓库的2倍至2.5倍，后期的运营维护成本也高出不少。
第三方研究机构今年4月发布的数据显示，国内冷库的单位建造投资成本高达5000元/平方米，日均运营成本在每天2.9元/平方米。同时，从成本结构来看，冷库最主要的运营成本是电费和人工，分别占成本结构的45%、40%。“我这一个库每月大约需要十几万度电，有的库每月能用掉四五十万度电。按1万吨库容量的冷库来算，每月仅电费一项就要花20多万元。”华北一家大型冷库运营企业负责人说。
尽管冷库建设的综合成本较高，但企业新建冷库的热情不降反升。“冷库增多主要是受需求驱动，去年天津的冷库一度出现‘一库难求’的情况。以往从港口拉过来不用等待，直接入库。但去年很多货物的出库速度较慢，导致很多货入不了库，部分货物排队3天都入不了一柜。”天津一位冷链物流行业人士坦言，如果产品没法及时存入冷库，会产生押车费等新的成本。
眼下，国内冷库建设如火如荼。“尽管冷库前期投入成本较大，但收入比较多元，可以收取存储费，也可以出租冷库收取租金。”前述华北一家大型冷库运营企业负责人说，“冷库比较保值，我从业近10年了，冷库的收购价格一直没降，造价1亿元的冷库转手还能卖1亿元。”
单品优势明显
服务链条延伸
冷链物流网络连着生鲜产品的贸易商和百姓的餐桌，成为丰富京津冀“大餐桌”的重要基建设施。《天津市冷链物流发展规划(2018—2025年)》显示，到2025年，全市对冷链物流产品的需求总量达762万吨。
在生鲜产品的流通过程中，冷链运输和存储至关重要。在首农（天津）供应链管理有限公司（以下简称“首农供应链”）的冷库里，大批冻肉、鱼虾存储在-18℃至-30℃的温度环境中。“我们的客户中深耕京津冀市场的约占6成。目前每天冻品出入库约2000吨，平均每月业务规模约600万元。”首农供应链副总经理郝学志告诉记者，天津口岸是我国重要的肉类进口口岸，每年冻品进口量达到全国3成以上。同时单品优势明显，比如进口猪头的消费量大部分在北方地区，批发商从天津港进口和分拨非常方便。
“天津辐射京津冀为主的北方地区，海陆运输优势明显。打个比方，一批冻品从美国起运到天津港和青岛港，可能海运费用接近，但青岛与北京相隔约650公里，天津到北京仅约130公里，陆运优势明显。”在长期从事冷链行业研究的天津商业大学学者翟学智看来，冷库的建设需匹配加工、流通等配套设施。建设冷库不能单纯以增加冷链产品的库存量为出发点，而应加速冷链商品的流转速度。因此在适度做增量的同时，还需盘活存量并不断延伸冷链行业价值链。
目前，除了加快冷库建设，天津部分企业也在加快配套加工、分拣等业务，朝着冷链食品存储加工一体化的方向发展。比如正在模拟作业的京津物流园，除了建设冷库、恒温库和常温库，还配套了约1100平方米的冻品切割加工中心，可根据客户需求，开展切割、分装等简单加工业务，逐步延伸冷链产业服务链条。同时，天津冷库数字化、智能化水平不断提升，比如落户东疆的中创智能冷链有限公司已经运用智能装备实现了货物出入库的数字化、无人化操作。随着更多冷库的开工建设及运营，未来依托强大的生鲜农产品仓储保鲜能力，天津将更好地服务三地百姓餐桌。（记者 宁广靖 袁诚）
天津口岸是我国重要的肉类进口口岸和北方进口肉类产品贸易集散中心，主要辐射京津冀为主的北方地区。为有力地保障京津冀生鲜食品供给，天津目前在建冷库有7座，有效库容约19.2万吨，“城市冰箱”加速扩容。
每年11月至来年4月是肉品的消费旺季，但圈内的“大贸商”们提前好几个月就要开始忙碌。他们从新西兰、澳大利亚、巴西、阿根廷等国下单的肉品，经过2个多月的船期和各种手续后，陆续到岸，储存进天津港附近的冷库里。之后批发商拿货，再分拨进入商超、电商平台、批发市场等环节，最终摆上京津冀乃至全国百姓的餐桌。
伴随经济增长和消费转型升级，京津冀地区的冷链物流需求越来越大，这也促进了天津冷链产业的发展。依托天津港的区位优势及产业配套，天津“城市冰箱”加速扩容。据了解，2021年，天津冷链物流市场规模超过400亿元，规模以上（库容5000吨以上）冷库有50座，有效仓储库容总和达200万吨；目前在建冷库有7座，有效库容约19.2万吨。天津市肉类协会会长邢艳玲告诉记者，今年新增、新建的大型冷库主要集中在天津港周边，比如东疆的京津物流园、万科东疆冷链项目、天津港保税区辖内的天津滨海智慧冷链产业园等，这些增量库容进一步为京津冀生鲜产品流通提供坚实保障。
“城市冰箱”扩容
护航三地食品供应
再过几天，天津港规模最大的全温区、全产业链冷库群──京津物流园将开门迎客。经过1个多月的一级冷库标准改造后，该物流园顺利拿到一级冷库的文件批复并完成各项改造工作。
“京津物流园是天津港集团与北控集团共同打造的冷链项目，定位于服务京津冀协同发展，冷库总容量约6万吨。我们目前已经洽谈了40多家优质客户，单一大客户的仓储需求量每月少则几十柜，多则几百柜。”天津港北建通成国际物流有限公司业务部王经理表示，京津物流园是进口商品入境的“最先一公里”，也将对接面向首都消费终端的“最后一公里”，能够为大型体育文化赛事、各类国际性会议、国内外知名企业总部群、大型娱乐中心、大型商圈等活动和区域提供优质食材供应服务。
据了解，京津物流园已成为不少“大贸商”的选择。最近，在天津从事冻品贸易生意的老尹从巴西订购的1500吨牛肉陆续到达天津港，他正在寻找冷库。“我主要看冷库是否具有进口检验检疫资质和库容量大不大，目前考虑较多的是存入中渔冷库和即将运行的京津物流园区。”据老尹介绍，他每年有2000吨至3000吨的进口牛羊肉销往北京，300吨至400吨销往河北省。
不只是京津物流园，天津服务京津冀的“城市冰箱”扩容趋势明显。比如今年6月，天津奥顺华懋冷链物流有限公司投资建设的天津滨海智慧冷链产业园项目顺利开工。该项目建成后，预计可实现年外贸额10亿美元以上。与此同时，总投资额4.67亿元、库容量约5万吨的天津食品供应链集团有限公司冷链物流项目亦在有序建设中。这个项目能够有效承接北京外溢业务，打造首都“1小时保障圈”，最大限度保障京津冀地区食品物资供应和食品安全。
冷储需求驱动
保值效果可观
要确保生鲜产品在存储、包装、分销等环节的质量，离不开冷库的建设。但冷库造价不菲，其建设成本是同等水平普通仓库的2倍至2.5倍，后期的运营维护成本也高出不少。
第三方研究机构今年4月发布的数据显示，国内冷库的单位建造投资成本高达5000元/平方米，日均运营成本在每天2.9元/平方米。同时，从成本结构来看，冷库最主要的运营成本是电费和人工，分别占成本结构的45%、40%。“我这一个库每月大约需要十几万度电，有的库每月能用掉四五十万度电。按1万吨库容量的冷库来算，每月仅电费一项就要花20多万元。”华北一家大型冷库运营企业负责人说。
尽管冷库建设的综合成本较高，但企业新建冷库的热情不降反升。“冷库增多主要是受需求驱动，去年天津的冷库一度出现‘一库难求’的情况。以往从港口拉过来不用等待，直接入库。但去年很多货物的出库速度较慢，导致很多货入不了库，部分货物排队3天都入不了一柜。”天津一位冷链物流行业人士坦言，如果产品没法及时存入冷库，会产生押车费等新的成本。
眼下，国内冷库建设如火如荼。“尽管冷库前期投入成本较大，但收入比较多元，可以收取存储费，也可以出租冷库收取租金。”前述华北一家大型冷库运营企业负责人说，“冷库比较保值，我从业近10年了，冷库的收购价格一直没降，造价1亿元的冷库转手还能卖1亿元。”
单品优势明显
服务链条延伸
冷链物流网络连着生鲜产品的贸易商和百姓的餐桌，成为丰富京津冀“大餐桌”的重要基建设施。《天津市冷链物流发展规划(2018—2025年)》显示，到2025年，全市对冷链物流产品的需求总量达762万吨。
在生鲜产品的流通过程中，冷链运输和存储至关重要。在首农（天津）供应链管理有限公司（以下简称“首农供应链”）的冷库里，大批冻肉、鱼虾存储在-18℃至-30℃的温度环境中。“我们的客户中深耕京津冀市场的约占6成。目前每天冻品出入库约2000吨，平均每月业务规模约600万元。”首农供应链副总经理郝学志告诉记者，天津口岸是我国重要的肉类进口口岸，每年冻品进口量达到全国3成以上。同时单品优势明显，比如进口猪头的消费量大部分在北方地区，批发商从天津港进口和分拨非常方便。
“天津辐射京津冀为主的北方地区，海陆运输优势明显。打个比方，一批冻品从美国起运到天津港和青岛港，可能海运费用接近，但青岛与北京相隔约650公里，天津到北京仅约130公里，陆运优势明显。”在长期从事冷链行业研究的天津商业大学学者翟学智看来，冷库的建设需匹配加工、流通等配套设施。建设冷库不能单纯以增加冷链产品的库存量为出发点，而应加速冷链商品的流转速度。因此在适度做增量的同时，还需盘活存量并不断延伸冷链行业价值链。
目前，除了加快冷库建设，天津部分企业也在加快配套加工、分拣等业务，朝着冷链食品存储加工一体化的方向发展。比如正在模拟作业的京津物流园，除了建设冷库、恒温库和常温库，还配套了约1100平方米的冻品切割加工中心，可根据客户需求，开展切割、分装等简单加工业务，逐步延伸冷链产业服务链条。同时，天津冷库数字化、智能化水平不断提升，比如落户东疆的中创智能冷链有限公司已经运用智能装备实现了货物出入库的数字化、无人化操作。随着更多冷库的开工建设及运营，未来依托强大的生鲜农产品仓储保鲜能力，天津将更好地服务三地百姓餐桌。（记者 宁广靖 袁诚）
有了这种“大风车”，中国海上风电或将逆势崛起！
原创 樊天慧 华南理工大学船舶与海洋工程系副主任
《海上风电，大风刮来的清洁能源》
2016年，我博士毕业，当时我心中海上风电的种子已经开始开花结果。我下定决心，一定要投入到海上风电这个行业中来。
于是，我毅然决然南下，来到广州，来到华南理工大学，来到这个南海旁边的城市，把所有的科研精力、科研基础和科研方向全部都转移到海上漂浮式风电这个方向上来。
经过2016年、2017年的努力，在2018年，我们获批了一个非常重要的项目——海上浮式风电平台全耦合动态分析及其装置研发。这个项目的核心任务和目标就是要研发中国第一台漂浮式海上风力发电系统装备并进行应用示范。
任务和目标已经确定了，我们接下来要撸起袖子加油干。要做好漂浮式的开发，一定要明确固定式和漂浮式之间有什么本质的区别。
固定式就像一只两脚站立的土木建筑，它深深地扎入到海底，只受到风和波浪的作用。它更像我们常见的陆上建筑物，在抵抗风和波浪的过程中，依靠的是结构的变形。它相当于修炼了金钟罩、铁布衫的功夫：任尔东西南北风，我自岿然不动。
当然风和波浪也造成了很大的压力：就算你会金钟罩、铁布衫，拳头打在身上，它也疼啊。这也就是为什么随着水深的增加，固定式风电的成本会上升得这么快的原因。
而漂浮式是另外一种形式的结构：它由一个漂浮的浮体撑起了风车和浮体本身的重量，然后用锚泊系统，即图中的几条大绳子连接到海里。
漂浮式整体的系统都是非常柔韧的：波浪过来了，浮体就摇一摇；风吹过来的时候，在弹簧也就是在几条大绳子的牵引下动一动，这样以自身的运动来抵抗外部的风和波浪力的作用。就相当于修炼的是太极功夫，讲究的是卸力。
虽然风过来了，我被推走了、被打走了，但是身子就不疼，这也是为什么漂浮式这一形式随着水深的变化，成本增加并不明显的原因。
水中“不倒翁”的秘密 已完成：50%
知道了机理和要求，我们现在要开始进行一些设计工作。
首先我们要设计下边的大浮体。大家刚才也看到了，漂浮式海上风电就是典型的“头重脚轻”，看起来很容易倒。而且它本身一直是漂浮在水面上的，我们要确保它有足够的排水量，提供足够的浮力，这样才能把整体的风车和自身撑在水面上。
大的浮力才有调节的空间，才能让自身具备抗摇动能力。怎么设计它的抗摇动能力呢？我们要尽量地把重心放下，把浮心往上移，在水中打造一个“不倒翁”。水中“大柱子”的尺寸越大、淹没在水中的深度越深、它们之间的距离越长，它抗摇动的能力就越强。
那是不是抗摇动的能力越强，性能就越好？当然是否定的。如果它抗摇动的能力太强，就会和波浪力产生一个共振，这样会造成剧烈的运动，导致结构损坏。
因此，我们既要让它具备比较优秀的抗摇动能力，又不能强到与波浪力发生共振。经过团队的辛勤工作和奋斗，我们最终定格了漂浮式基础的形状，就和图中所示的一样。
设计好了浮体，下面我们要设计这几条大绳子，也就是锚泊系统。漂浮式风电到底需要什么样的大绳子？答案是“软硬适中”。
这条大绳子就像弹簧一样约束着我们的浮体运动，如果它太硬了，相当于没有弹簧卸力的作用，它还是容易受到破坏。
那把这条大绳子变得软一点，是不是就没有问题了？也不是，它的水平方向可能会和波浪力发生共振运动。
所以我们要把它变得更软一点。但是变得更软，也会产生一个问题：绳子越软，平台被吹出去漂移的距离就越远，这样电缆可能就会被破坏了。所以电缆也是控制绳子能有多软的关键因素。我们既要保证整体的绳子足够软，又不能让电缆被破坏，这就是设计大绳子的标准要求。
知道了标准要求后，我们要开始设计大绳子，首先要搞清楚它的机理。
虽然我们把它想象成一个弹簧，但它不是一个真正的弹簧，它是一个非常复杂的系统。绳子的长度、形状、布置方式，包括材质、重量、直径都对整体绳子的软硬有非常大的影响。
大家从右侧这幅图中可以看出，弹簧是线性的一条直线，然而大绳子是非常复杂的，是一直变化的一条曲线。那么这样复杂的系统，我们怎么样才能完成设计？实际上从全球范围来看，目前没有一个专业的商业软件能完成这项工作。
我们需要一位非常有经验的工程师，先选择一条大绳子，然后再不停地试错、改进，最后设计出来一个非常好的绳子。
而这些过程都是非常保密的，比如我们要向外国买一个大绳子的设计，他会给我们一个还不错的最后结果。中间是怎么调整的，为什么这么选，是没有人告诉我们的。
为了解决这个卡脖子的问题，我们专门研发了一个软件，它可以用计算机自动为我们寻找一个好的大绳子的设计方案。
这个软件可以直接输出绳子的长度、形状、布置方式；而且能确定绳子的材质、直径以及重量。这就完成了整个大绳子需要的一个设计。
“乘风破浪”的海上风电 已完成：70%
设计好了我们的大浮体和大绳子，下面要进行验证了。
为什么要进行验证？因为海上风电的建设成本非常高，风险也大。我们设计好之后，需要经过详细的验证，最终才能开工、施工和建造。
做实验的过程中，我们一定要严格考虑风和波浪的双重影响，为什么？
因为在波浪的作用下，平台就会开始摇晃，带动上面的风车也开始摇摆，这样风力就会产生一个比较复杂的变化。
风和波浪的联合耦合的影响，才能决定最终结构的安全，决定发电效率等一系列的问题。因此我们必须在模型试验的过程中，同时考虑风和波浪的双重影响。
模型试验是什么意思？就是把左图中那么大的大家伙，等比例缩小成实验室可以放下的这么小的小东西。当然缩尺的时候要参照一定的原则。
我们按照几何尺寸等比例缩小之后，会发现波浪力是准确地模拟了，但是风力由黏性力为主导，要遵循另一种等效的原则，否则风力就会产生一个变化。
如果我们直接按照几何尺寸等比例缩小，就会形成图中红色的曲线。但实际上我们最终要求的是上边黑色的实线，它们差距还是很大的。
因此，我们提出了一种新的实验室尺度的风机叶片的模型设计方法。通过这套方法，我们可以确保叶片的推力在全风速中，或者说在每一个风速的阶段都能够符合目标值，做到风的推力相似。可以说，这项技术在目前的世界范围内都是比较先进的。
设计好了，我们要开始实验了。上图展示的是我们做模型缩尺实验的一个日常发电的实验。
大家可以看到，风车这个时候是在不停旋转的，而整体平台的运动状态非常稳定。这就是真实的海域中，我们的风机平台在正常发电时的运动状态。
这个实验是我们模拟台风来袭时整体平台运动的状态，大家可以看到，这个时候风车已经停止了转动。
为什么会这样呢？因为如果在台风高强风速的情况下，风车还在旋转，就会有一个巨大的风推力，对发电机、整体结构和大绳子都会产生巨大的冲击，带来结构的安全问题。
因此在台风工况下，我们会停止旋转，把风车锁定。大家可以看到，这时大绳子和整个浮体的运动会变得更加剧烈。
经过模型试验，我们验证了之前设计的浮体、大绳子、整套系统都是没有问题的。那么接下来，我们就要进入施工建设的环节中，一起来看一下施工中的视频片段。
首先，我们把浮体的各个分段进行吊装和搭载，组成一个完整的浮体。组装完成之后，就要进行拖航，我们要把组装好的浮体滚装拖到半潜船上。接着，船驶入较深的水域，半潜船下沉，让浮体浮在水面上。然后利用拖船把浮体拖到和风车连接的码头。
浮体到达吊装的码头后，便要组装大风车。紧接着就要吊装塔筒，塔筒吊装完毕，我们要把风车连接到塔筒之上。浮体、塔筒和风车连接到一体之后，再把它们一体化拖航到我们海上风电厂的就位位置。
到达就位位置之后，要做的是把我们原来设计好的、已经加工好的、在位的大绳子连接到浮体之上。就位安装就是把大绳子连接到浮体的过程。
最终，2021年12月，全球首台抗台风型海上风力发电系统装备“三峡引领”号成功地并网发电了，单台机组每小时满发电量可以达到5500度，每年可为3万户家庭提供绿色的清洁能源。
未来单个海上漂浮式风电场的规模可能到300-500兆瓦，每小时满发电量可以达到30-50万度，每年可为150-300万户家庭提供绿色的清洁能源。
广东是用电大省，它的电能很多来自于西电东送。如果未来可以大规模地建设海上漂浮式风电场，我想这可能在很大程度上解决广东用电依赖的难题和窘境，同时也为祖国的碳中和、实现双碳目标提供一些助力和支持。
回首这几年的工作，在整个项目团队的精诚合作和团结努力下，我们完成了中国首台漂浮式风力发电系统装备的研制和应用示范，同时这也是全球首台抗台风型机组，我们把不可能变成了可能。
希望大家都积极投身海上风电事业，都有把不可能变成可能的勇气。
原创 樊天慧 华南理工大学船舶与海洋工程系副主任
《海上风电，大风刮来的清洁能源》
2016年，我博士毕业，当时我心中海上风电的种子已经开始开花结果。我下定决心，一定要投入到海上风电这个行业中来。
于是，我毅然决然南下，来到广州，来到华南理工大学，来到这个南海旁边的城市，把所有的科研精力、科研基础和科研方向全部都转移到海上漂浮式风电这个方向上来。
经过2016年、2017年的努力，在2018年，我们获批了一个非常重要的项目——海上浮式风电平台全耦合动态分析及其装置研发。这个项目的核心任务和目标就是要研发中国第一台漂浮式海上风力发电系统装备并进行应用示范。
任务和目标已经确定了，我们接下来要撸起袖子加油干。要做好漂浮式的开发，一定要明确固定式和漂浮式之间有什么本质的区别。
固定式就像一只两脚站立的土木建筑，它深深地扎入到海底，只受到风和波浪的作用。它更像我们常见的陆上建筑物，在抵抗风和波浪的过程中，依靠的是结构的变形。它相当于修炼了金钟罩、铁布衫的功夫：任尔东西南北风，我自岿然不动。
当然风和波浪也造成了很大的压力：就算你会金钟罩、铁布衫，拳头打在身上，它也疼啊。这也就是为什么随着水深的增加，固定式风电的成本会上升得这么快的原因。
而漂浮式是另外一种形式的结构：它由一个漂浮的浮体撑起了风车和浮体本身的重量，然后用锚泊系统，即图中的几条大绳子连接到海里。
漂浮式整体的系统都是非常柔韧的：波浪过来了，浮体就摇一摇；风吹过来的时候，在弹簧也就是在几条大绳子的牵引下动一动，这样以自身的运动来抵抗外部的风和波浪力的作用。就相当于修炼的是太极功夫，讲究的是卸力。
虽然风过来了，我被推走了、被打走了，但是身子就不疼，这也是为什么漂浮式这一形式随着水深的变化，成本增加并不明显的原因。
水中“不倒翁”的秘密 已完成：50%
知道了机理和要求，我们现在要开始进行一些设计工作。
首先我们要设计下边的大浮体。大家刚才也看到了，漂浮式海上风电就是典型的“头重脚轻”，看起来很容易倒。而且它本身一直是漂浮在水面上的，我们要确保它有足够的排水量，提供足够的浮力，这样才能把整体的风车和自身撑在水面上。
大的浮力才有调节的空间，才能让自身具备抗摇动能力。怎么设计它的抗摇动能力呢？我们要尽量地把重心放下，把浮心往上移，在水中打造一个“不倒翁”。水中“大柱子”的尺寸越大、淹没在水中的深度越深、它们之间的距离越长，它抗摇动的能力就越强。
那是不是抗摇动的能力越强，性能就越好？当然是否定的。如果它抗摇动的能力太强，就会和波浪力产生一个共振，这样会造成剧烈的运动，导致结构损坏。
因此，我们既要让它具备比较优秀的抗摇动能力，又不能强到与波浪力发生共振。经过团队的辛勤工作和奋斗，我们最终定格了漂浮式基础的形状，就和图中所示的一样。
设计好了浮体，下面我们要设计这几条大绳子，也就是锚泊系统。漂浮式风电到底需要什么样的大绳子？答案是“软硬适中”。
这条大绳子就像弹簧一样约束着我们的浮体运动，如果它太硬了，相当于没有弹簧卸力的作用，它还是容易受到破坏。
那把这条大绳子变得软一点，是不是就没有问题了？也不是，它的水平方向可能会和波浪力发生共振运动。
所以我们要把它变得更软一点。但是变得更软，也会产生一个问题：绳子越软，平台被吹出去漂移的距离就越远，这样电缆可能就会被破坏了。所以电缆也是控制绳子能有多软的关键因素。我们既要保证整体的绳子足够软，又不能让电缆被破坏，这就是设计大绳子的标准要求。
知道了标准要求后，我们要开始设计大绳子，首先要搞清楚它的机理。
虽然我们把它想象成一个弹簧，但它不是一个真正的弹簧，它是一个非常复杂的系统。绳子的长度、形状、布置方式，包括材质、重量、直径都对整体绳子的软硬有非常大的影响。
大家从右侧这幅图中可以看出，弹簧是线性的一条直线，然而大绳子是非常复杂的，是一直变化的一条曲线。那么这样复杂的系统，我们怎么样才能完成设计？实际上从全球范围来看，目前没有一个专业的商业软件能完成这项工作。
我们需要一位非常有经验的工程师，先选择一条大绳子，然后再不停地试错、改进，最后设计出来一个非常好的绳子。
而这些过程都是非常保密的，比如我们要向外国买一个大绳子的设计，他会给我们一个还不错的最后结果。中间是怎么调整的，为什么这么选，是没有人告诉我们的。
为了解决这个卡脖子的问题，我们专门研发了一个软件，它可以用计算机自动为我们寻找一个好的大绳子的设计方案。
这个软件可以直接输出绳子的长度、形状、布置方式；而且能确定绳子的材质、直径以及重量。这就完成了整个大绳子需要的一个设计。
“乘风破浪”的海上风电 已完成：70%
设计好了我们的大浮体和大绳子，下面要进行验证了。
为什么要进行验证？因为海上风电的建设成本非常高，风险也大。我们设计好之后，需要经过详细的验证，最终才能开工、施工和建造。
做实验的过程中，我们一定要严格考虑风和波浪的双重影响，为什么？
因为在波浪的作用下，平台就会开始摇晃，带动上面的风车也开始摇摆，这样风力就会产生一个比较复杂的变化。
风和波浪的联合耦合的影响，才能决定最终结构的安全，决定发电效率等一系列的问题。因此我们必须在模型试验的过程中，同时考虑风和波浪的双重影响。
模型试验是什么意思？就是把左图中那么大的大家伙，等比例缩小成实验室可以放下的这么小的小东西。当然缩尺的时候要参照一定的原则。
我们按照几何尺寸等比例缩小之后，会发现波浪力是准确地模拟了，但是风力由黏性力为主导，要遵循另一种等效的原则，否则风力就会产生一个变化。
如果我们直接按照几何尺寸等比例缩小，就会形成图中红色的曲线。但实际上我们最终要求的是上边黑色的实线，它们差距还是很大的。
因此，我们提出了一种新的实验室尺度的风机叶片的模型设计方法。通过这套方法，我们可以确保叶片的推力在全风速中，或者说在每一个风速的阶段都能够符合目标值，做到风的推力相似。可以说，这项技术在目前的世界范围内都是比较先进的。
设计好了，我们要开始实验了。上图展示的是我们做模型缩尺实验的一个日常发电的实验。
大家可以看到，风车这个时候是在不停旋转的，而整体平台的运动状态非常稳定。这就是真实的海域中，我们的风机平台在正常发电时的运动状态。
这个实验是我们模拟台风来袭时整体平台运动的状态，大家可以看到，这个时候风车已经停止了转动。
为什么会这样呢？因为如果在台风高强风速的情况下，风车还在旋转，就会有一个巨大的风推力，对发电机、整体结构和大绳子都会产生巨大的冲击，带来结构的安全问题。
因此在台风工况下，我们会停止旋转，把风车锁定。大家可以看到，这时大绳子和整个浮体的运动会变得更加剧烈。
经过模型试验，我们验证了之前设计的浮体、大绳子、整套系统都是没有问题的。那么接下来，我们就要进入施工建设的环节中，一起来看一下施工中的视频片段。
首先，我们把浮体的各个分段进行吊装和搭载，组成一个完整的浮体。组装完成之后，就要进行拖航，我们要把组装好的浮体滚装拖到半潜船上。接着，船驶入较深的水域，半潜船下沉，让浮体浮在水面上。然后利用拖船把浮体拖到和风车连接的码头。
浮体到达吊装的码头后，便要组装大风车。紧接着就要吊装塔筒，塔筒吊装完毕，我们要把风车连接到塔筒之上。浮体、塔筒和风车连接到一体之后，再把它们一体化拖航到我们海上风电厂的就位位置。
到达就位位置之后，要做的是把我们原来设计好的、已经加工好的、在位的大绳子连接到浮体之上。就位安装就是把大绳子连接到浮体的过程。
最终，2021年12月，全球首台抗台风型海上风力发电系统装备“三峡引领”号成功地并网发电了，单台机组每小时满发电量可以达到5500度，每年可为3万户家庭提供绿色的清洁能源。
未来单个海上漂浮式风电场的规模可能到300-500兆瓦，每小时满发电量可以达到30-50万度，每年可为150-300万户家庭提供绿色的清洁能源。
广东是用电大省，它的电能很多来自于西电东送。如果未来可以大规模地建设海上漂浮式风电场，我想这可能在很大程度上解决广东用电依赖的难题和窘境，同时也为祖国的碳中和、实现双碳目标提供一些助力和支持。
回首这几年的工作，在整个项目团队的精诚合作和团结努力下，我们完成了中国首台漂浮式风力发电系统装备的研制和应用示范，同时这也是全球首台抗台风型机组，我们把不可能变成了可能。
希望大家都积极投身海上风电事业，都有把不可能变成可能的勇气。
#科学家40年做了20万次实验# 汪国真有言，“没有比人更高的山，没有比脚更长的路”。40年的时间，20万次的科学实验，其中有4万次实验失败。面对这个数据，李建刚院士只是云淡风轻地谈到，做可控核聚变研究一定要有耐心，它需要一个团队经受几十年、成千上万次的失败才有可能完成。李建刚院士还在#未来中国#节目中提到，为让同国外合作的实验顺利进行，几百个人用了整整一星期时间把漏进托卡马克的5吨水和20斤油全部清洗掉。我们的科学家用惊人的毅力和耐心筑起一道科学的长城。
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