导语

海上风电凭借其储量大、稳定性高等优势,正逐步成为清洁能源开发的重点领域。海上风电基础灌浆料的性能与质量直接影响工程建设的效率和安全。SG胜游结构利用活性粉末混凝土（RPC）的技术原理制备的超高性能风电灌浆料，28d抗压强度大于130MPa，弹性模量大于40GPa，综合性能达到国际先进水平。本文将从市场空间、技术挑战及主流产品等方面,对海上风电基础灌浆料进行分析。

01海上风电——清洁能源的未来之星

抑制全球气候变暖是21世纪人类面临的重大问题，我国一直致力于建设环境友好型经济，中国政府于2020年9月20日在联合国大会上提出，争取在2060年之前实现碳中和¹。大力发展清洁可再生能源替代传统化石能源，是应对全球气候问题、建设环境友好型经济、努力实现碳中和的重要方法之一。

全球风能蕴藏丰富且风力发电环保，风力发电逐渐成为了一种备受推崇的可再生能源²。陆上风能开发较早，利用已趋于饱和，人们把视野投向了面积广阔的海洋，其风能资源储量更为丰富，海上风力发电正在逐步成为新能源领域的焦点。

国外海上风力发电行业始于20世纪70年代，但直到90年代才有实际工程案例³。世界上第一座海上风电场是位于丹麦的 Vendeby，该项目于1990年建成并于1991年投入使用。海上风电开发最早兴起于欧洲一些沿海发达国家，如丹麦、瑞典、荷兰、英国等⁴。我国在海上风电领域起步较晚，东海大桥海上风电场是我国第一个大型海上风电场，于2008年9月投入使用。

 

东海大桥海上风电场

我国风能资源丰富，初步估算可开发利用的风能资源约为1000GW，其中海上风能储量约750GW⁵。近年来，国家政策大力扶持海上风力发电行业，发展迅速。《中国“十四五”电力发展规划研究》指出，预计十四五期间我国新增风电装机容量达2.9亿千瓦，年均新增装机量5800万千瓦。

02关键材料—— 海上风电灌浆料

海上风力发电机上部塔架安装于固定在海底的基础支撑之上，海上风机在正常工作时，海风吹动风机叶片转动，由风机叶片的转动带动发电机运转进行发电，将风能转换成了电能。其中，灌浆连接是海上风机基础与下部桩基常用的连接形式，该连接形式一方面可以减少焊接带来的应力集中和疲劳，另一方面还具有调平风机的作用，同时也具有结构优良、造价低、方便施工等优点⁶。

灌浆连接是由两个同心管状部分组成的结构连接件，灌浆料填充于外部和内部管之间的环形区域。在海上风电机建设中，灌浆料被泵送至海上风机基础的灌浆连接段，灌浆连接是海上风电厂建设中的重点和难点。

 

广西海上风电项目

海上风电灌浆料是海上风电开发的关键材料，其中我国海上风电项目使用的灌浆料一直以来以进口为主。丹麦 Densit公司、新加坡 NAUTEC公司和德国巴斯夫公司等国外少数公司掌握着海上风电灌浆产品和技术，并在欧洲有大量成功的工程案例⁷，进口的海上风电灌浆料产品抗压强度可达 100MPa～140MPa。

海上风电灌浆的特殊性在于，海上风机受着往复随机荷载的作用，灌浆连接段处于轴力、弯矩、扭矩等多种荷载联合作用下，使得灌浆料处在复杂的应力状态下工作，不仅要求其在泵送阶段具有高流动度和高度稳定性，同时在完全硬化后更应具有超高强度、超高耐久性和抗疲劳性能。与此同时，外海施工条件恶劣以及极为复杂的海上环境，对海上风电灌浆料同样有着极为苛刻的技术要求。

在材料分类上，海上风电灌浆料属于水泥基灌浆材料，但因海上风电领域技术门槛高，我国在该领域起步较晚，再加上国外灌浆料产品进入我国抢占市场，导致我国在海上风电灌浆料领域的研究和产品开发较少。随着近年来我国大力发展海上风电，我国海上风电灌浆料产品需求量将越来越大，因此迫切需要开展海上风电灌浆料相关的研究。

03海上风电灌浆料主流产品

国外海上风电灌浆料产品，主要以丹麦Densit公司DUCORIT S8型灌浆料和DUCORIT S5R型灌浆料，新加坡NAUTEC公司NaXTMQ130型灌浆料为代表，这些产品28d抗压强度分别可以达到110MPa、140.7MPa、130MPa。

国内在海上风电灌浆料领域中，元国凯指出用于海上风机灌浆连接段的灌浆材料初始流动度要大于290mm，灌浆料无泌水和分层，20℃环境下28d抗压强度达到110MPa及以上，具有一定的收缩补偿技术⁸。汪冬冬等开发的海上风电导管架灌浆料产品UHPG-120,灌浆料初始流动度＞290mm，28d抗压强度＞120MPa，具有微膨胀性⁹。江苏苏博特新材料股份有限公司自主研发的JGM-SP201型风机基础灌浆料，抗压强度超过120MPa，可用于各类海上风电场风机、升压站等基础的灌浆连接和调平工程。

 

山东海卫半岛海上风电项目

SG胜游结构利用活性粉末混凝土（RPC）的技术原理制备的超高性能风电灌浆料，其各龄期的强度及弹性模量均优于标准要求，28d抗压强度大于130MPa，弹性模量大于40GPa，综合性能达到国内外风电灌浆料标杆水平，且成本大大减低，目前已应用于多个陆地及海上风机基础灌浆项目。

随着全球能源转型进程的加快和我国“双碳”目标的深入推进,海上风电产业迎来前所未有的发展机遇，作为产业链中的重要一环,海上风电灌浆料的技术创新和本土化进程将继续加速。SG胜游结构凭借其在超高性能灌浆料领域的技术积累和创新优势,正着力推动产品性能的持续提升和应用场景的不断拓展。

 

参考文献

[1]习近平. 在第七十五届联合国大会一般性辩论上的讲话[J]. 中华人民共和国国务院公报, 2020(28): 5-7.

[2]Kabeya M, I. N N, N. G M, et al. Review on DC collection grids for offshore wind farms with high‐voltage DC transmission system[J]. IET Power Electronics, 2017,10(15).

[3]侯金林, 于春洁, 沈晓鹏. 海上风力发电的回顾与展望[C]. 第十三届中国科协年会第 13 分会场-海洋工程装备发展论坛, 2011: 5.

[4]Global installed wind power capacity in 2017 – Regional Distribution[OL].//gwec.net/global-figures/graphs/, accessed October 2018.

[5]李子运, 邓培昌, 胡杰珍. 海上风电机组腐蚀与防护[J]. 广州化工, 2018, 46(24):28-31.

[6]刘晋超, 元国凯, 陈涛. 海上风电灌浆连接段静力受力机理研究综述[J]. 南方能源建设, 2016, 3(S1): 61-67.

[7]鲁进亮, 张羿, 任敏. 海上风电重力式基础结构灌浆工艺[J]. 电力建设, 2012,33(07): 95-98.

[8]元国凯, 汤东升, 刘晋超. 海上风电机组基础灌浆技术应用与发展[J]. 南方能源建设, 2017, 4(01): 10-17.

[9] 汪冬冬, 张悦然, 孙烜. 海上风电导管架灌浆料产品开发与工程应用研究[J]. 海洋开发与管理, 2018, 35(S1): 27-33.