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可持续数千年每年创造巨额财富的海上浮动工作平台

已有 2182 次阅读 2023-4-18 16:55 |系统分类:海外观察

世界上最大的养殖工船的排水量为十三万吨,养殖水体为九万立方米,结构钢材用了约三万吨,投资建造花费了四亿五千万元。"海油观澜号",中国首个用于承载7点25兆瓦风电机的深远海浮动式平台的重量近四千吨,之前的"扶摇号"浮动式平台的自身重量约三千五百吨左右,可以承载6点2兆瓦的风电机。

半年前在博客上解绍了简单的古钟型浮动平台的设计。只需要二千吨钢筋,二万吨混凝土就可以建造这样一个海上浮动平台用于承载最大可达二十兆瓦的风电机,同时可以拥有最多达五万立方米水体来进行鱼类养殖。肯定有人不相信有这样的可能。事实上,如果让这类浮动平台在渤海运行,不需要考虑波浪的破坏作用,一个船舶和海洋工程专业的本科生就能利用简单的静态稳性计算来证明该古钟型设计的可行性。

显然,与已有的世界上最大的养殖工船和深远海浮动平台就所需结构材料量相比,古钟型浮动平台的性价比远高于前二者。大家知道,钢结构在海洋环境中的使用寿命一般二十至三十年,光在那儿躺二三年就已经锈迹斑驳,所以需要周期性的维修保养,需要用X光水下探测是否在钢结构中有疲劳裂缝产生。而钢筋混凝土结构就现有的设计和建造技术可以保证一百年的使用寿命,海上大桥就是一个例子。即然能挺过一百年,也就有可能再使用一千年。地球上最年长的混泥土建筑是古罗马的万神庙,经历了近二千年的风风雨雨,至今仍可供人进入观赏,与一般大型建筑体无异。

目前中国人的财富积累主要来自住房。那是生活资料,可以让人享受。中国缺乏的是生产资料,人均能源矿产资源少得可怜,可耕地粮食生产不能满足人口的需要,每年要进口十亿吨左右石油煤炭天燃气及十多亿吨铁矿石和其它种类矿石,再有是百分之十五左右的粮食消费需要进口。这就是人们通常所说的能源安全问题和粮食安全问题,也就是说涉及到一个国家的底气,在国际上的地位问题。

让一台二十兆瓦的风电机在海上运行,每年能多发电约四千万度电,相当于四千吨煤所含的能量。如果让火力发电厂生产这四千万度电,就要消耗一万吨高质量进口动力煤。现在国际动力煤的价格是每吨一千元人民币,也就是说进口一万吨需要花费一千万元。生产一吨钢材需要近二吨铁矿石,价格不高于二百美元或一千五百元人民币,也就是说生产二千吨钢筋需要花去三百万元外汇进口铁矿石。显然,不需要高智商就可以看出,只需要投资三百万人民币外汇,在一百年里每年就可以少出口一千万元的商品用于换取一万吨的高质量动力煤(请注意,中国现在每年需要进口约三亿吨煤),或者说,在一百年里就可以有十亿元的财富积累,如果可以用上一千年,就是一百亿元了。另外,用于替代养殖工船,又能省下近亿元的投资。如果古钟型浮动平台一百年后不能再承载风电机,但它仍然能用于鱼类养殖一千年或更长年数。

古钟型海上浮动平台看上去很简单。设计建造一座海上浮动平台,除了建造成本越低越好,最重要的是能够保证在预期运行时间里,一般是二十年,发生平台结构由于在海洋环境中运行而发生严重损伤破坏事故,甚至导致沉没的概率非常小,简单的例子是,有十万座浮动平台,在它们运行的二十年里,只能允许其中的一座发生严重事故。这通常是保险公司要求,这跟人寿保险同样道理,只有在你健康正常情况下才让投保。这也能够解释为什么中国至今建造的三座用于承载风电机的钢结构浮动平台都是半潜式的。因为它们都是按照规范设计建造的,也就是说按照半个世纪以来积累的知识经验来设计建造的,这就是保险公司所需要的安全保证。

古钟型浮动平台的最大直径在八十米左右,高度在三十米以上,在陆地上可以说是一座大型钢筋混凝土建筑,自然地从来没有人建造过能过浮在水上的这样一个大型建筑结构。近二十年来,在中国的大地上建造了无数座超过一百米的高楼大厦,好多座跨海大桥,更有数万公里的高铁高架轨道。这些都是钢筋混凝土工程,所积累起来的知识经验,加上现有的海洋工程方面的知识经验,就能被运用于设计建造古钟型浮动平台。知识经验的完善是一个时间过程,没有十年二十年的时间是很难得到理想的结果。




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