Mối quan tâm lớn nhất đối với năng lượng gió ngoài khơi là gì? Không phải là thiếu gió mà là không có khả năng truyền tải điện năng được tạo ra. Gần đây, đoạn cáp ngầm lộ thiên dài hơn 20{2} km ở khu vực Hoàng Sa Dương, Nhữ Đông, tỉnh Giang Tô, đã hoàn thành việc san lấp và chôn lấp. Điều này có vẻ giống như một vấn đề kỹ thuật, nhưng nó thực sự liên quan trực tiếp đến dự án điện gió ngoài khơi truyền tải cáp ngầm một chiều linh hoạt đầu tiên ở châu Á, dự án đã vượt qua một trạm kiểm soát an toàn quan trọng khác.
Đừng đánh giá thấp hơn 20 km này. Nếu cáp ngầm bị hỏng, điện do tua-bin gió tạo ra có thể bị kẹt trên biển. Theo ước tính của dự án địa phương, tổn thất hàng ngày có thể lên tới vài triệu nhân dân tệ. Thời gian sử dụng càng lâu thì chi phí càng cao và ai có đủ khả năng chi trả?
Bản thân dự án này đã là một kỳ công không hề nhỏ, bao gồm các trang trại gió Tam Hiệp H6, H10 và CGN H8, với tổng công suất lắp đặt là 1,1 triệu kilowatt và sản lượng điện hàng năm khoảng 2,4 tỷ kilowatt-giờ, đủ cung cấp điện cho 1 triệu hộ gia đình. Tóm lại, đây không phải là dây chuyền kỹ thuật thông thường mà là kênh truyền tải điện ổn định đưa-năng lượng gió ngoài khơi quy mô lớn vào bờ.
Vì vậy, vấn đề là ở đâu? Nó nằm trong môi trường đáy biển vô cùng khắc nghiệt.
Khu vực Huangshayang của Rudong nằm trong kênh thủy triều phức tạp của Nam Hoàng Hải. Dòng nước không chỉ nhanh mà còn hỗn loạn, nhanh chóng và không ngừng xói mòn. Ở một số khu vực, đáy biển đã bị xói mòn, làm lộ ra các dây cáp ngầm ban đầu được chôn bên dưới. Nếu để lộ dây cáp ngầm trong thời gian dài, liệu chúng có bị ảnh hưởng bởi neo, ngư cụ, sự thay đổi của đáy biển? Rủi ro chắc chắn sẽ tăng lên và an toàn vận hành sẽ bị tổn hại.
Hơn nữa, điều kiện làm việc ở đây gần như ở mức khó khăn nhất. Tốc độ dòng chảy tối đa trong khu vực xây dựng đạt 4 đến 5 hải lý/giờ và biên độ thủy triều tối đa trong lịch sử là 9,28 mét, một trong những mức cao nhất trong cả nước. Các loại cáp cũng rất đa dạng, bao gồm cáp ngầm ±400kV DC, cáp 220kV, cáp xoay chiều 35kV, với đường kính lớn nhất là 246 mm. Và điểm quan trọng nhất là các tuyến cáp ngầm vẫn được vận hành trong quá trình thi công. Làm thế nào điều này có thể được thực hiện với dây cáp trực tiếp, dòng thủy triều mạnh và đáy biển phức tạp?
Shanghai Yuanwei đã sử dụng giải pháp san lấp và chôn lấp, với thiết bị cốt lõi là loại ROV hoặc robot dưới nước mới. Nó không đào một cách máy móc để chạm vào dây cáp ngầm mà sử dụng nước-áp suất cao để làm xáo trộn đáy biển một cách chính xác, cho phép dây cáp chìm xuống một cách tự nhiên. Ưu điểm của phương pháp này là rất thực tế. Nó không chỉ đạt được độ sâu chôn thiết kế mà còn giảm thiểu hư hỏng do tiếp xúc cơ học với lớp vỏ bên ngoài. Điện áp càng cao và cáp ngầm càng đắt tiền thì phương pháp "ít tiếp xúc" này càng trở nên quan trọng. Nếu không, chi phí sửa chữa có thể còn cao hơn chi phí xây dựng.
Thử thách thực sự nằm ở chỗ nó không đơn giản chỉ là phun nước. Công trình này kết hợp-các hệ thống định vị dưới nước có độ chính xác cao, vận hành tự động và hệ thống giám sát từ xa. Nó có thể điều chỉnh các thông số vận hành theo thời gian thực-dựa trên các loại cáp và điều kiện biển khác nhau. Đáy biển không bằng phẳng, dây cáp ngầm không có cùng thông số kỹ thuật. Nếu các thông số được áp dụng thống nhất thì độ sâu chôn lấp sẽ không đủ hoặc sự xáo trộn sẽ quá lớn, cả hai điều này đều có thể gây ra vấn đề. Giờ đây, phương pháp này có thể đặt và chôn các dây cáp ngầm hoạt động một cách chính xác trong điều kiện biển phức tạp và bước này có giá trị đáng kể.
Tại sao vấn đề này đáng được quan tâm? Bởi điện gió ngoài khơi trong nước đang chuyển từ “lắp đặt nhanh” sang “truyền tải ổn định”. Trong vài năm qua, nhiều dự án tập trung nhiều hơn vào tốc độ lắp đặt. Sau khi các tuabin gió được lắp đặt và các dây cáp ngầm được lắp đặt, dự án được coi là gần như đã hoàn thành. Tuy nhiên, khi các dự án bắt đầu hoạt động, người ta phát hiện ra rằng việc bảo trì và vận hành đáy biển là tài khoản-dài hạn. Không giống như các cánh tuabin gió, dây cáp ngầm không thể nhìn thấy được. Khi xảy ra sự cố, chúng thường được phát hiện đầu tiên bằng cảnh báo và sau đó dẫn đến tắt máy. Việc điều tra và sửa chữa chậm và tốn kém.
Những tình huống tương tự không phải chỉ xảy ra với Rudong. Một số trang trại gió ngoài khơi ở vùng biển gần Quảng Đông trước đây cũng đã tiến hành cải tạo và gia cố cáp ngầm dưới biển, với lý do tương tự là do địa hình đáy biển thay đổi nhanh chóng và xói mòn đáng kể do sự chồng chất của các cơn bão và dòng thủy triều. Ngoài ra còn có tiền lệ ở nước ngoài. Một số dự án cáp biển ngoài khơi ở Biển Bắc của Anh đã bổ sung các biện pháp bảo vệ sau khi vận hành, với cùng một logic cốt lõi: đặt cáp ngầm dưới biển không có nghĩa là yên tâm. Việc bảo trì và giám sát sau này phải được duy trì.
Tuy nhiên, hiện tượng lộ cáp ngầm không xảy ra trên diện rộng ở tất cả các vùng biển. Ở một số khu vực gần bờ có đáy biển ổn định hơn và dòng thủy triều yếu hơn, trạng thái hoạt động sau khi chôn lấp ổn định hơn nhiều, sau này chỉ cần kiểm tra thường xuyên. Điều này cũng cho thấy một vấn đề: không có một giải pháp-phù hợp-phù hợp cho tất cả-cho việc vận hành và bảo trì trang trại gió ngoài khơi. Nó vẫn phụ thuộc vào điều kiện biển, điều kiện đáy biển, loại cáp và phương pháp thi công. Cách thực hiện công việc trên cơ sở-quan trọng hơn kế hoạch trên giấy. Dự án Rudong này còn có một ý nghĩa khác. Truyền tải cáp ngầm một chiều linh hoạt là một{10}giải pháp cấp cao để truyền tải điện gió ngoài khơi. Nó phù hợp với việc truyền tải điện năng có công suất lớn và đường dài, đồng thời có thể truyền tải điện năng hiệu quả hơn từ nhiều trang trại gió tới đất liền. Lợi ích rất rõ ràng: nó có thể truyền tải điện năng trên khoảng cách xa và ổn định, đồng thời phù hợp cho việc phát triển cơ sở ở quy mô lớn. Tuy nhiên, vấn đề nằm ở đây: hệ thống càng tiên tiến thì yêu cầu an toàn đối với cáp ngầm càng cao. Nếu một kênh chính bị hỏng, tác động không chỉ đến một tuabin gió mà còn ảnh hưởng đến toàn bộ trang trại gió. Vì vậy, sau hơn 20{21}}km san lấp và chôn lấp hoàn tất, bề ngoài, đó chỉ là việc sửa chữa cáp ngầm. Nhưng nhìn sâu hơn, nó đang lấp đầy khoảng trống về khả năng vận hành và bảo trì cho các dự án điện gió ngoài khơi quy mô lớn.
Trước đây người ta thường nói nội địa hóa thiết bị là quan trọng. Bây giờ rõ ràng là chỉ có thiết bị thôi là chưa đủ. Người ta cũng phải có khả năng tích hợp hệ thống, bao gồm khả năng phát hiện, định vị, xây dựng và giám sát từ xa toàn bộ quá trình. Đây là khả năng thực tế thực sự. Đối với ngành, giá trị của trường hợp như vậy không chỉ là “làm xong một lần”. Năng lượng gió ngoài khơi trong nước đang di chuyển về phía vùng nước sâu hơn và biển xa hơn, và điều kiện biển sẽ chỉ trở nên phức tạp hơn chứ không đơn giản hơn. Nếu có thêm nhiều dự án gặp phải các vấn đề như cọ rửa, lộ tuyến và{6}}chôn lại cáp ngầm trong tương lai, thì giải pháp này sẽ không chỉ là một biện pháp ứng phó khẩn cấp mà còn có thể trở thành một phương pháp tiếp cận tiêu chuẩn có thể nhân rộng. Cuối cùng, năng lượng gió ngoài khơi là một cuộc cạnh tranh trong toàn bộ vòng đời. Việc lắp đặt tua-bin gió chỉ là bước khởi đầu. Liệu nguồn điện có thể được truyền tải ổn định vào bờ và vẫn đáng tin cậy sau mười hay tám năm hay không, câu trả lời thường nằm ở dưới mặt biển. Việc tái chôn vùi hơn 20 km cáp ngầm dưới biển ở Rudong không chỉ giải quyết những rủi ro trước mắt mà còn làm gương cho các dự án tương tự sau này. Ai làm tốt “kỹ thuật vô hình” dưới biển này sẽ có thêm tự tin để đảm nhiệm những vòng tiếp theo của các dự án điện gió ngoài khơi quy mô lớn.
