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有一天,餐饮监理傅家彦总经理跟我说,老金你可以考虑下做中国的PKL 。

从此,我们一直在努力,从未停止奋斗的脚步……

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。

【走在前开新局丨日照积极服务和融入国家发展战略,锚定投资方向,拓展消费领域】
乘势聚力蓄新能
□ 大众日报记者 吴宝书 丁兆霞 通讯员 孙向阳
扩需求、强投资、促消费,既要立足当下、加快发展,更要谋划长远、实现可持续发展。这就如同下棋,既要下好本手,也要下好先手、偶发妙手。
日照把自身发展同服务国家战略紧密相连,在加快融入以国内大循环为主体、以国内国际双循环相互促进的新发展格局中找准定位,锚定投资方向;善用新技术、新理念去创造新需求,在做大新兴消费市场的同时,积蓄发展新动能。
“三大枢纽”服务国家战略
繁忙的日照港,一箱箱来自日本、韩国等国家的货物,乘船来到日照后,又坐上开往欧洲的列车,横穿整个亚欧大陆,到达欧洲消费者的手中。
随着国家“一带一路”倡议的成功实施,亚欧大陆桥经济走廊的货物运输需求日益扩大。日照敏锐地抓住这一机遇,在日照综保区建设中欧班列日韩陆海快线集结中心,在“照蓉欧”班列基础上,成功争取开行日照首发至波兰马拉站的直达班列,并创新班列货物“船边直提”作业模式,已经成为中欧班列开行城市中发运日韩货源量最多的城市。
坐拥全球最年轻5亿吨大港以及瓦日铁路、新菏兖日铁路“一港双通道”,又是黄河流域重要出海口,日照的优势得天独厚。放大优势,日照围绕做强枢纽经济、通道经济,陆续提出建设“三大枢纽”,即打造北方能源枢纽、黄河流域陆海联动转换枢纽、港口型国家物流枢纽,努力为加速构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局贡献力量。
能源安全越来越成为关系国计民生和发展安全的重要国家战略。近年来,日照坚持油气煤并举、实体与虚拟融合,聚力推进能源基础设施和交易平台建设,着力提升集聚、运输、储备、交易、生产(转化)五大能力,全力打造全国北方重要综合能源集散中心、交易中心、供应中心。
远眺岚山区碑廓镇的日照交通能源省级LNG(液化天然气)储配基地,一座容量1万立方米的LNG储气罐赫然矗立。作为“北方能源枢纽”标志性工程,该基地液态天然气储备能力可满足日照3天以上工业生产用气或居民15天应急生活用气。
如今,日照港能源和新能源发展迅速,石油集储运水平居全国前三,煤炭集储运水平居全省第一,太阳能光伏装机大幅提升,LNG接收、天然气发电、抽水蓄能、制氢装置即将实现突破。目前,日照在手能源项目总投资达800亿元。
黄河流域生态保护和高质量发展国家战略实施以来,日照尽管不是沿黄城市,但主动出击,积极服务和融入黄河重大国家战略。
7月5日至6日,日照市长李在武率团到山西省太原市、侯马市等沿黄城市开展专题招商,共签约11个项目,总投资67.03亿元。日照此行还有更远的愿景目标,那就是“主动融入和服务黄河重大国家战略,加强与沿黄城市和重点企业合作,发挥日照港动力煤货源保障、大宗散货供应链、瓦日铁路大通道等优势,推进港区、园区、城区‘三区互融’,携手做好港产城融合发展文章”。
7月13日至15日,国家物流枢纽联盟一届四次理事(扩大)会暨国家物流枢纽工作现场推进会在日照召开,借此良机,日照市、山东港口集团联合召开服务黄河流域生态保护和高质量发展研讨会。会上,日照市政府分别与长治等多个沿黄城市签署战略合作框架协议,日照银行、日照港集团等一批金融机构和内陆企业与合作伙伴签署协议。
要素汇聚的综合枢纽之城,必定是全方位、多层次、宽领域、高水平的对外开放合作之城,日照向着更大范围、更宽领域、更深层次的城市功能定位拓展。
“绿色智造”冲浪新时代
互联网大潮席卷全球,绿色生态理念深入人心,给人们的生活、工作带来日益深刻的影响,许多全新的消费需求、生产需求应运而生。在日照,越来越多的企业成为网络时代的弄潮儿,不断推出智能服务、绿色产品。
不会垃圾分类?不喜欢脏乱差的垃圾回收站?别担心,有智能机器帮你。总部位于日照经济技术开发区的创泽智能机器人集团股份有限公司,研发推出了人工智能垃圾站,基于人工智能和物联网技术,对垃圾分类进行了智能化精细管理。
创泽集团董事长李庆民告诉记者,这款智能垃圾站配有内置垃圾存量检测装置、自动消毒灭菌装置、灭蝇杀蚊设备等装置,通过平台管理,能够实现综合、完善、高效的垃圾投放、回收及利用。今年3月,这款人工智能垃圾站入选第一批“好品山东”品牌名单。
天太热、路太远,不想出门就能干洗衣物?浣洗来帮你。这家成长于日照的衣锦浣香电子商务有限公司,有别于传统的干洗门店,采用“用户线上下单—快递上门取送—5G智慧洗护工厂洗护”的C2F模式,依托“顺丰+京东”双物流运营体系,实现全国衣物互联互通。今年1月,该公司的“5G智能洗护工厂引领‘互联网+洗衣’新时代”入选2021年山东省新型智慧城市优秀案例榜单。
坐在家里就能享受高品质美食?全国最大的海产品出口龙头企业山东美佳集团有限公司,会把最好的美食送到您家里。2020年5月,为应对疫情冲击,以日照市美佳等28家出口企业为主体组成“三同”联盟,“同线同标同质”生产出口和内销产品。这样既有利于出口企业统筹国内国外两个市场,又能满足消费者的消费升级需求,不出国门就能以更实惠的价格买到国际市场同样优质的产品。如今,美佳的海产品预制菜在网上销售火爆,大受国内消费者欢迎。
智能化、绿色化浪潮也在改变着日照农业。在总投资56亿元的莒县曲坊现代农业产业园,智能化温室不仅带来可口的蔬菜水果、美丽的玫瑰花,还带来让人叹为观止的现代栽培管理技术。招贤五彩现代农业开发有限公司副总经理申世雷介绍,此项目已经入选省重大数字经济项目库,主控室是整个园区的大脑,能调节温室的环境,以达到湿度、温度均衡状态。由于不施化肥农药,这里出产的都是无公害绿色农产品。
高效的管理,带来的是高效益。300亩种植高端花卉的温室,年产鲜切花3400万枝,产值6800万元,亩产值20多万元;串收番茄主要通过线上线下方式销往各大城市,每公斤售价40元,产品供不应求。
为把更多的“日照绿色智造”推出国门,同时满足国内消费者对国外产品的需求,日照加快跨境电商发展,推进建设跨境电商综合服务平台,培育海猪购等本土跨境电商平台,为跨境电商企业提供线上服务。2022年1月22日,日照市获批国家级跨境电子商务综合试验区。
日照市商务局提供的数据显示,2022年1—6月,全市跨境电商进出口突破35亿元,达到去年全年的两倍,跨境电商企业超过80家,其中过亿元企业12家,跨境电商发展实现提质增效。
发展服务消费,提升品质消费,扩大城市消费,日照用优质供给为新消费作支撑,做大做优消费市场,释放消费潜力。今年1—5月,日照市限上消费品零售额增长4%,高于全省2.1个百分点。
新型城镇化带来新需求
日照牢牢抓住以人为核心的新型城镇化战略带来的机遇,寻找深化供给侧结构性改革与扩大国内需求的有机结合点,在强投资、促消费方面走出了一条日照特色之路。
在总投资39亿元的莒国古城,古香古色的建筑,让游客流连忘返。它不但是省重大项目,还是省重点文化产业项目,去年7月24日莒国古城商业街首期开放,全面开放后预计年可接待游客500万人次。
借莒国古城和沭东新城开发,莒县加快新型城镇化步伐,2012—2019年,城中村改造项目共开工建设37296套,截至目前已完工30674套。这个百万人口大县,去年常住人口城镇化率达47.61%。
随着越来越多的人到城市居住,日照加大公共服务设施的投资建设力度。想读书,日照市已建成41处城市书房,今年还有10处即将建成开放;为让居民办事更便捷,日照通过“城市大脑”建设智慧城市、智慧社区,百姓足不出户就能享受政府服务;担心初到城市自己囊中羞涩?日照银行及时制订“城市新邻里”新市民金融服务方案,针对金融消费痛点推出18项具体措施;想健身,日照市是全省唯一的全国全民运动健身模范市,入选首批国家体育消费试点城市,体育消费是日照近年来集中发力的消费领域之一。
新型城镇化促进了城乡人员和资源的双向流动。农村人盼望进城,城里人向往乡村。在五莲县潮河镇,在外创业多年的徐群德回到家乡,投资建设白鹭湾美术馆小镇,为向往田园诗意生活的人们打造了一处“世外桃源”。小镇不但吸引了众多城里人来这里购房居住,也成为外地游客休闲度假的热门景区。
工业反哺农业,城市资本流向乡村,让乡村振兴进程大大加快。在城里做到银行高管的日照市岚山区人刘波,回到老家碑廓镇圣公山脉发展有机茶种植,有茶园360亩,现已通过中国、美国、欧盟等的有机认证并成为首家获得日照茶叶出口备案的企业。而总投资56亿元的莒县招贤曲坊现代农业产业园,主要投资方山东浩宇集团董事长武玉亮也是选择回家乡投资兴业。
大量年轻人到城市生活就业,农村老年人养老成了亟须解决的巨大社会需求。日照在全市农村兴建幸福院、村级养老服务中心,开设长者餐桌,让“老有善养”的梦想照进现实。岚山区安排财政预算资金1.5亿元,建成运营374处养老服务中心,全区2.6万名75周岁及以上老年人全部吃上“免费午餐”;莒县把自我保障、子女赡养、社会资助和政府补助相结合,“一村一策”推进农村幸福院建设;五莲县实现全县行政村“幸福院+幸福食堂”100%全覆盖,探索实行独立运营、连锁配餐、企业援助、第三方经营四种运营模式,确保幸福院运转……
从城市书房到农村幸福院,一张张笑脸里,是一个个民生需求的被看见和被满足,也是消费的一次次升级扩容。在几年的实践中,日照已深晓,实施传统消费升级、新兴消费扩容,不仅能不断满足人民群众对美好生活的需要,更能持续激发市场活力,积蓄发展新动能。


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