樊天慧：南海架起漂浮式风电

　　如今华南理工大学船舶与海洋工程实验室几乎与樊天慧读博时的环境一样。打开实验室的门，感觉像来到一个光线昏暗、水质浑浊的泳池。而不管冬天还是夏天，樊天慧需要经常穿着水裤，到水中安装仪器设备、布放系泊装置。8年前他在大连理工大学读博时，冬天钻进刺骨的水中，要先在橡胶水裤中穿上棉裤，上身套上羽绒服，在实验室一待就是一整天。来到广州后，水温终于高了些，不用再在零下20摄氏度的天气里往水里钻了。

　　2021年12月，国内首个海上漂浮式风力发电系统装备示范工程“三峡引领号”在阳江海上风电场成功并网发电，樊天慧和团队为此提供了科技支持。“今后，南海海域风资源开发将逐步走进深海。”身为华南理工大学船舶与海洋工程系主任的樊天慧表示。

　　年纪轻轻的樊天慧主持了多项“国”字号项目，为研发海上风电装备，樊天慧常常需要漂泊海上，甚少有时间享受家庭生活。

　　学生时期，樊天慧原本的研究方向是深海浮式油气平台，但他认为，海上风电是海洋可再生能源中最具商业化发展潜力的。于是，樊天慧转向海洋可再生能源领域，投身于海上漂浮式风电的研发。2016年博士毕业后，樊天慧被引进华南理工大学，“广东毗邻南海，也是海洋大省和强省，所以我决定到广州工作。”

　　很多人对海边的“大风车”很熟悉，那是固定式风力发电机。但对于漂浮式风力发却了解不多。樊天慧拿出一张纸，在纸上画了一个“不倒翁”。他告诉记者，漂浮式风电是通过锚泊系统连接到海底，属柔性顺应式结构，以系统运动来抵抗外部荷载，减小结构受力，相当于在惊涛骇浪中玩太极。

　　头重脚轻的“不倒翁”何以屹立海中？锚泊系统是关键。樊天慧介绍：“锚泊系统可以理解为连接浮体基础和海底的‘弹簧’，既不能让‘弹簧’太硬，又不能让弹簧‘太软’。这是做好漂浮式风电装置的关键技术，我们系统性地揭示了相关机理，并提出了全新设计方法，研发了分析与智能优化设计软件，依靠该技术，我们不仅实现了该领域的‘并跑’，在中国的海洋条件下，还实现了一定程度上的‘领跑’。”

　　2021年起，樊天慧主持国家自然科学基金委项目“海上浮式风机的新型主动式实时混合模型试验方法研究”，并作为课题负责人承担了广东省重点领域研发计划“大型海洋构筑物损伤检测与修复智能作业装备研制及应用示范”，持续为海上风电产业的全过程全寿命服役安全服务。为此，他和团队必须研发出一款新型的水下机器人，能够潜入水下1000米，既要能够对结构安全进行检测，又要具备部分即时修复作业能力。“我们作为科技工作者，尤其是青年科技人才，我们必须要有突破性，这种专业的水下就是针对我国需要面对的全新工程问题进行的技术突破。”

　　水下科研潜藏很大风险。几年前，为了验证水下大拖地段系泊系统的阻尼作用机理，樊天慧和同学需要频繁进出试验水槽进行模型试验。同学站立不稳，在梯子上险些滑倒，樊天慧赶忙一把手托住同学的臀部，使出全力把他推了回去。“回想起来挺后怕的。如果当时梯子倒下，很可能会把玻璃池砸碎，水溢出后实验室发生漏电，那就没命了。”

　　“部分欧洲国家已从漂浮式风电示范工程步入商业化之路，而在此之前，我国漂浮式风电还一直是空白。”樊天慧说。那段时间，他要撰写项目报告书，但罹患癌症的母亲身体状况急剧恶化，只能长期住院，樊天慧只能请假到病榻旁照顾母亲。

　　白天，他在医院陪母亲治疗，为母亲护理。母亲睡下后，他就拿出电脑，翻阅资料，撰写报告，有时写着写着天就亮了，樊天慧只能伸个懒腰，继续照顾母亲。这样的艰辛时光持续了近3个月。2018年2月，项目申报书完成了，但母亲却永远离开了他，“这份申报书诞生于铁岭小城的医院中，也凝结了我人生中最重要的时光。项目开花结果，我心里百感交集，为了国家建设我没有辜负青春，但心中总有抹不去的遗憾。”

　　在随后3年内，樊天慧和团队相继取得了锚泊系统评估与设计关键技术、水动力性能评估、新型漂浮式风电系统装备模型试验方法等多项研究成果，解决了新型漂浮式风电系统装备研发过程中的部分公认难题和普遍问题。

　　樊天慧向记者伸出双手，很多部位仍在大面积脱皮，有时奇痒难忍。这种“怪病”要追溯到2020年夏秋交替时节，中国首台漂浮式海上风电系统装备正处于攻坚期。樊天慧告诉记者，那3个月，樊天慧和团队成员集体搬进酒店一起办公，没日没夜地进行推演，饿了就叫外卖，谁困了谁先睡，接力攻关。

　　“那段时间，完全没有白天黑夜平时周末的概念。当时我们只有一个信念，一定要把国家交给的任务如期完成。”高强度的工作让樊天慧发现自己的皮肤开始“爆皮”，奇痒难忍，但他却坚持到取得阶段性成果，才前往医院就诊。“医生说这是神经性皮炎，是工作强度过大、压力过大带来的神经系统紊乱。”

　　2021年12月7日，中国首台漂浮式海上风电系统装备，“三峡引领号”在阳江百万千瓦级海上风电场成功并网发电，这标志着我国在海上漂浮式风电技术上实现了零的突破。樊天慧自豪地说，这台单机漂浮式风力发电系统，每年可为3万户家庭提供绿色清洁能源。

　　除了“三峡引领号”，目前国内还没有第二个漂浮式风力发组并网发电。樊天慧认为，只有大规模商业化建设漂浮式风电站，未来才能更好地推动产业发展。2022年12月26日，海南万宁百万千瓦漂浮式海上风电项目开工，这是国内首个向深远海进发的海上漂浮式风电场项目，也是国家发改委“揭榜挂帅”的重大项目。樊天慧和团队也将配合中电建集团，为项目的建设提供系泊系统的科学与技术支持。时间紧、任务重，今年春节，他没有回辽宁老家，而是在学校加班加点推进科研任务。

　　樊天慧有了更远大的志向，就是助力海上风电产业的高质量发展，为我国南海的漂浮式风电提供科研支撑与技术服务。他介绍，海上漂浮式风电装备是开发南海深远海风资源的必由之路。“理论上讲，即便是1000米以上的深海区域，我们的漂浮式风机也能安装。漂浮式风力发电和深远海空间站，可能会为我们进一步探索深海地区提供一种崭新的方式。”

　　在樊天慧看来，漂浮式风电技术将彻底改变整个海上风电行业的格局。漂浮式风电爆发潜力巨大，且漂浮式风电衍生出的基础塔筒建造、系泊系统和动态海缆研发和建设环节可以创造很多的就业岗位，风电转向深远海开发是必然趋势。行业专家预计，在2030年前，漂浮式风电的价格就会和固定风电基本持平，“清洁而昂贵”的难题将可以解决。“第一台漂浮式风电建成后，相信广东还会上马更多漂浮式风电项目，广东的能源安全将获得更多保障。”樊天慧说。