把大海“搬”進實驗室 解碼我國漂浮式風電硬核底氣

央視網消息：“十五五”規劃建議對強化國家戰略科技力量、強化關鍵核心技術攻關作出重點部署。國家重點實驗室、國家工程研究中心作為科技創新重要載體，一頭連著基礎研究原始創新，一頭連著産業落地與國計民生。

如今，從跨海大橋到海上風電，從深海油氣到極地科考，越來越多的大國工程正在走向深遠海。然而，海洋環境極端複雜，颱風、巨浪、海冰，每一項都可能對工程設施構成致命威脅。如何確保這些海上工程扛得住、站得穩？

跟隨記者，探訪一間跟大海有關係的實驗室，看科學家們是如何把風、浪、沙、冰搬進實驗室，為大洋之上的國之重器提前築牢安全底線。

把大海“搬”進實驗室

總台央視記者 宋文瑾：在海岸與海洋工程全國重點實驗室，科學家能在一個像游泳池的池子裏把大海“造”出來。跨海大橋會不會被海浪掀翻，海上風電能不能扛住颱風，甚至科考船能不能安全到達北極——答案，就藏在這個實驗室裏。

海上漂浮式風電機的模型漂在水上，靠浮力支撐、錨鏈固定，這樣它就能走向更深、風更大的遠海區域。

海岸與海洋工程全國重點實驗室副主任 林毅峰：水池其實是一個縮小版的海洋，縮小了70倍。如果換算到原型裏，就相當於現場模擬了3米5的浪高。

造浪池可以精確調控波浪，造出各種複雜波形。池子裏還布設了波浪監測裝置、光學測量系統、測力天平、應變感測器和壓力感測器等設備，可以精準監測浪高週期、浮體運動、結構受力等數據，為各類海上裝備設計提供參數支撐。

林毅峰：整個物理模型實驗主要測試漂浮風電結構在真實海況情況下，它的運動性能、主要結構上的受力能不能滿足設計要求。

浪是海洋工程結構物面臨的主要風險之一，把浪測準，把裝備測透，是大國工程安全下海的關鍵一步。

海岸與海洋工程全國重點實驗室博士生 尹玉茜：這個水槽是目前全國最大的一個循環水槽，可以實時監測沙子的沖刷狀態。只有我們更好地了解，才能知道怎麼去進行防護。

研究人員告訴記者，正在測試的是實驗室自主研發的開孔圓臺防護措施。它像一個帶孔的“大斗笠”，水流來了，斗笠擋住樁周的沙不被沖走；側壁的小孔又讓沙子順水流入內部，埋深不降反增。更妙的是，斗笠後方還會形成淤積，正好把海底電纜埋得更厚、更安全。

海岸與海洋工程全國重點實驗室教授 盧鵬：現在海洋的發展從近岸走向深遠海。最遠的海在哪？肯定在地球的兩極。所以現在我們要開發南北極，最核心的是要搞清楚冰，因為對於工程的裝備和設施來講，冰對結構物的作用在極地是最重要的。

盧教授常年泡在實驗室裏和冰打交道，他告訴記者，冰的力學強度等參數是破冰船設計、極地航線規劃、冰區裝備安全的核心依據。

基礎研究為深遠海工程賦能

看完了實驗室裏的冰和海，我們把目光投向真實的大海。我國海上風電累計裝機容量已連續多年位居全球首位，大部分集中在近海。走向水深更深、風力更大、海況更複雜的深遠海，漂浮式風電是關鍵一步。

跟隨記者到廣東陽江海域，探訪全球單機容量最大的16兆瓦漂浮式海上風電平臺，看基礎研究如何為深遠海工程賦能。

宋文瑾：這個是目前全球單機容量最大的16兆瓦的漂浮式海上風電，它不是坐落于海床之上的，而是漂浮在海上的。由於這個地方是深海區域，所以浪非常大，要想讓它漂得穩，就得提前在實驗室把浪研究透。

三峽上海院漂浮式海上風電工程師 姜書舟：這個平臺存在4個立柱，在設計的時候就考慮了整體的穩定性以及水動力的性能。每個立柱上有三個鐵鏈，是係泊系統。

這個葉輪直徑252米的龐然大物穩穩矗立在海面上。讓它站穩的是浮力、穩性和係泊等多重因素的精妙配合。而這些工程設計的背後，有實驗室長期基礎研究的支撐。

姜書舟：我們要保證風機能夠安全地在海上運行需要通過實驗室的實驗去得到參數，然後反哺于平臺的基礎設計。連接結構已經全部實現了百分百的國産化。在極端情況下，連接部位能達到接近1000噸的受力。

這座16兆瓦漂浮式風電平臺，每年可發出約4465萬千瓦時清潔電能，滿足2.4萬戶家庭一年的用電。基礎研究與工程實踐相互支撐，正在為我國深遠海風能的規模化、商業化開發打開更廣闊的空間。

在實驗室遇見“深藍”未來

走向深遠海，深海油氣開發、海洋新能源高效利用仍有諸多技術難題亟待突破。科研人員正積極探索風能、波浪能如何在同一片海域“共生”，為我國深遠海資源開發積蓄未來力量。

宋文瑾：我現在站在一個巨大的風機裏，足足有6米多高。這裡是一個正在施工建設的實驗室。有了這些設備，實驗室研究的項目就又多了一項——海上的大風。

大連理工大學建設工程學院港航與海洋工程系副主任 喬東生：我們腳下是一個大概50米長、30米寬、深達到10米的水池，是世界上唯一一個實現風浪聯合作用的海洋工程深水池。

研究人員告訴記者，這座風浪聯合實驗室配合前沿技術可以模擬出超過3000米的作業水深和17級大風。我國大量油氣資源都藏在3000米水深的海底。這意味著，未來開展各類海洋油氣浮式結構物的開發都能在這裡先做個“預演”。關於未來，實驗室的目光還投向了波浪能。

這種“風浪合一”的裝置，無需額外佔用海域資源，就能實現風能與波浪能的同步協同開發，可以顯著提升海域綜合利用率。

海岸與海洋工程全國重點實驗室主任 寧德志：實驗室聚焦複雜海洋動力環境、極端海洋災害防控、深海資源和海洋新能源開發利用等關鍵方向，取得多項原創性成果。相關成果已成功應用於數百項國家重大工程，是中國海岸與海洋工程領域重要的國家戰略科技力量。

從造浪、測沙到破冰，這座把大海“搬”進實驗室的全國重點實驗室，正在為中國走向深遠海、走向兩極，提供著一塊塊不可替代的“基石”。