浦项制铁与SK Ecoplant将打造海上风电“K-浮体”

by Jeong Donghoon

Published 08 Mar.2023 09:06(KST)

共同开发浮式海上风电核心结构——浮体
从DNV丹麦获得基础设计认证

浦项制铁与SK ecoplant依托纯粹的本土技术共同开发浮式海上风电浮体，为在环保海上风电市场的成长奠定了基础。

两家公司自2021年起启动“K-Floater”浮体的联合开发，并于7日从全球权威专业认证机构DNV获得了基本设计认证（AIP）。AIP（Approval In Principle，原则性认可）是指在造船海洋及工业工厂领域，对相关设计已具备适当的可靠性和可行性予以认可。

浮体是浮式海上风电的核心结构物。与将风机固定在海底的固定式海上风电不同，浮式海上风电采用像浮标一样让风力发电机漂浮在海面上发电的方式，可将机组安装在风力更强的远海，提高发电效率，并且在水深较大的海域也能建设，因而受选址限制较小。

包括海上风电在内的环保风电能源市场预计将高速增长。根据政府近日发布的第10次电力供需基本规划，到2036年陆上及海上风力发电的目标装机容量将达到34吉瓦（GW），较2021年增加20倍以上。全球风能理事会（GWEC）则预计，全球浮式海上风电整体市场到2030年将达到18.9吉瓦。

此外，业界估算，10兆瓦级浮式海上风电项目所需的单套浮体单价约为90亿韩元。如果全球浮式海上风电的普及按全球风能理事会的预测推进，仅浮体市场就有望最大增长至约17万亿韩元规模。

浦项制铁正与SK Ecoplant携手，依托纯粹本土技术共同开发并验证浮式海上风电浮体。照片为去年9月26日在大田船舶海洋结构物研究所进行水池试验时公开的“K-浮体”三十六分之一缩尺模型。图片由浦项制铁提供

浦项制铁与SK ecoplant认同浮式海上风电的成长性，于2021年4月签署了“浮式海上风电专用浮体开发及示范技术联合开发”业务协议，并持续推进合作。

早在2014年就已开展浮体研究的浦项制铁，根据双方协议负责浮体的基本设计以及应用高性能结构钢以提升经济性的技术开发；SK ecoplant则基于其在海底隧道、钻井船等领域积累的海洋工程经验，负责包括详细设计在内的示范技术开发。

此次获得基本设计认证的浮体，完全由KAIST、济州大学、Marine Tech-In等国内产学研力量独立设计，属国内首例。综合考虑国内制造商普遍存在船坞水深较浅等条件，将其设计为便于运输和安装、可增大浮力的柱式结构。K-Floater作为可安装10兆瓦以上大型风机的半潜式浮体模型，可抵御约40米/秒的台风，并在2米/秒海流、10米浪高等极端自然环境下保持结构与功能稳定性。

此外，K-Floater已于去年9月在船舶海洋工厂研究所顺利完成为期3周的浮体性能水池试验。通过该试验确认，其技术成熟度与欧洲制造的浮体相当。

通常一座浮体每兆瓦需要使用200至300吨钢材。浦项制铁计划在K-Floater上应用其专为风电开发的高性能特种钢材，如屈服强度（Yield Point）均匀产品、耐疲劳钢、高延性钢等，在降低浮体整体重量的同时提升结构稳定性。

近期随着风电结构物大型化、市场由陆上向海上扩展，疲劳寿命的重要性日益凸显。一般通过增加钢板厚度来承受疲劳载荷，而如果在10兆瓦以上级浮式海上风电项目中采用浦项制铁开发的耐疲劳厚板产品，可在减少约5%以上钢材用量的同时，将疲劳寿命提升10%以上，由此也有望助力降低单位电量生产成本（LCOE）。

7日，在首尔钟路区SK Eco Plant总部，POSCO与SK Eco Plant以纯国产技术共同开发的“K-浮体”获得了DNV公司的基本设计认证（AIP）。照片中自右起为POSCO钢铁解决方案研究所所长Kim Sungyeon、DNV可再生能源认证负责人韩国支社长Baek Youngmin、SK Eco Plant净零能源负责人高管Kim Junghoon，正在合影留念。图片由POSCO提供

出席认证授予仪式的Kim Sungyeon浦项制铁钢铁解决方案研究所所长表示：“构建实现海上风电技术自主的韩国型浮式海上风电供应体系，具有非常重要的意义。为确保东南海岸浮式海上风电项目的成功，我们将通过供应浦项制铁优秀的Greenable Wind风电用钢材以及提供浮式海上风电相关解决方案，积极支持客户SK ecoplant。”

Greenable是浦项制铁面向风电、光伏、氢能等未来环保能源的生产、运输和储存领域推出的环保高功能钢铁产品及解决方案综合品牌。

今后浦项制铁将与SK ecoplant紧密合作，经过详细设计、制造与试运行等阶段，完善国内浮式海上风电技术。首个型号将优先应用于SK ecoplant参与的东南海岸海上风电项目，目标在2027年第一季度实现商业化运行。