李炜的办公室中,摆放着各种海上风电机组模型。这些看上去小巧的模型,在现实中都是矗立在海上的“参天大树”。“大风车”在海面以上超过30楼的高度,利用风力带动叶片旋转,源源不断地产生电能,造福千家万户。

李炜

中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司(简称“中国电建华东院”)新能源工程院总工程师李炜,就是一名在海上“种树”的“园丁”。14年来,他在工程建设一线,从事海上风电领域的设计、研究和技术管理工作,领衔团队“深耕蔚蓝、突破创新”,填补国内外多项行业技术空白。乘着国家新能源海上风电行业高速发展的东风,李炜已逐步成长为我国新能源海上风电领域卓越的“领航员”。

今年3月,中国电建党委谋篇布局,部署实施青年创新创效“十百千万”工程,围绕电建优势主业、新兴与未来产业、安全支撑等方向的“十大领域”,实现“十四五”末打造百支创新型青年突击队、百个卓越创新创效项目、千个优质创效高质量履约工程,增加万名青年科技人才目标。7月,在万众瞩目下闭幕的党的二十届三中全会,为新时代全面深化改革、推动中国式现代化建设进行了清晰擘画。作为中国青年科技工作者协会理事、国家百千万人才工程“有突出贡献中青年专家”,李炜有了新计划、开启了新征程,那就是着眼于科技创新和产业创新深度融合,在加大创新实效上下功夫,以青春之智推动科技创新,服务中国电建高质量发展,在推进中国式现代化的伟大征程中贡献科技力量。

投身一线,结缘海上风电

李炜出生在山东淄博,他的祖父辈响应当时国家加强国防为中心的战略号召,参加大后方“三线建设”搬迁到了沂蒙山区,他的父母也是继续在军工领域耕耘的“军工人”。家人奉献、担当、敬业的“军工”精神,在他幼小的心中悄然埋下了“坚毅奋斗、报效祖国”的种子。

从幼儿园、小学到初中,李炜都在军工厂的子弟学校学习,高中时他以优异的成绩考到县一中,但高考那年,却因发挥不理想与重点大学无缘。虽然身在普通高校,但“努力进取的韧劲儿”一直敦促他,最终在硕士研究生考试中取得了高分,拿到了去往心仪学校——大连理工大学的“入场券”。

2023年5月,李炜在中关村论坛展览(科博会)上面向媒体和公众进行讲解

然而,命运仿佛又和李炜开了个小小的玩笑:因为成绩优异,他获得了所报考专业的第一轮面试机会,但遗憾的是,没有通过面试。正当迷茫时,负责面试召集的老师建议他选择调剂到当时有十几位博士生导师、师资力量和专业水平都很强的港口、海岸及近海工程专业。读研的希望重新在李炜心中点亮。在参加了该专业面试,并在面试中从容顺利地完成了包括结构力学现场解题等“考验”后,他终于得到了走进大连理工大学,攻读研究生学位的机会。

回顾求学与科研之路,李炜坦言,遇到的困难非常多,“往往要经历精神与身体等各方面锤炼和磨炼”。既有查文献、看规范、做实验、做数模、写论文、写报告等科研的日常,又有在工程项目施工现场住半年多板房工棚的吃苦经历。“工程建设一线的各种磨砺是综合能力成长的催化剂,要勇敢主动地到工程建设一线,闭门造车、投机取巧、纸上谈兵,都不是长久之策。”虽然艰苦、坎坷,但现在回想起来,李炜认为这都是他宝贵的财富,为他之后从事技术研发和工程建设等工作打下了坚实的基础。

读书期间,李炜的导师带领的课题组和中国电建华东院合作,共同开展海上风电基础结构方面的关键技术科研课题,他也因此与海上风电结缘,在完成本专业课程的同时,充分参与到课题的研究中,仿真计算、查阅资料成了那段时间的家常便饭。

海上风电场主要由海上风电机组、集电海缆、海上升压变电站、高压送出海缆和陆上集控中心等几部分组成。风电机组发出的电能通过集电海缆接入升压站、通过高压送出海缆送至陆上集控中心后接入电网,然后输送至千家万户。

在大海里“栽种”风机,要考虑海底地质、台风、地震、大浪、强涌、腐蚀、冲刷等一系列的难题。工程师们会对海底的地形、地质等情况进行勘察,摸清楚海底情况后,再开始风电场建设。我国海上风电起步较晚,在海洋环境、工程地质、设计施工等方面又具有诸多自身的特点,是国外海上风电建设中未曾遇到的,面临诸多“卡脖子”技术难题。行业发展初期,国外技术封锁,自主研发不足,设计规范空白,建设经验匮乏,人才需求迫切……海上风电面临着“勘测无标准,设计无体系,施工无经验”等系列难题,其中的难度可想而知。

“作为新兴行业,挑战虽然严峻,但机会也一定更多。”2009年底,作为我国最早开展海上风电领域的技术研究与工程建设的单位之一,中国电建华东院博士后工作站结合业务发展需要,招收海上风电领域博士后。李炜恰好即将博士毕业,第一时间投了简历,并顺利地被招收。这为刚踏出校门的李炜,提供了“结合实际工程需求做科研”的良好机会。

2010年初夏,李炜在博士后进站协议上签下名字,成为华东院新能源方向的第一个博士后,搭上了我国海上风电行业发展的快车。两载光阴倏忽而过,2012年博士后出站时,李炜已经成为手握三项企业重大科技攻关课题、十余项专利、十多篇科技论文的海上风机基础设计领域专家。他为企业拿到了第一个美国专利、第一个国家自然科学基金面上项目。

勇立潮头,向深远海前进

自进入中国电建华东院以来,海上风电技术一直是李炜的研究方向。在科研攻关填补国内外技术空白、工程转化应用推广绿色风能方面,李炜是具有代表性的“先行者”。

2023年,李炜(右)参加中国-东盟博览会

初到中国电建华东院,李炜主要从事风电机组基础结构的设计与研发工作,后来逐步成长为专业主设、专业主管、项目总工程师、项目经理。

江苏如东海上风电项目是在李炜担任专业主设时,承担和主持设计的重量级项目。他主持设计了我国海上风电首个大直径单桩,攻克了多项世界难题;领衔团队研发了无灌浆段超大直径单桩技术,避免了欧洲传统单桩与塔筒采用灌浆连接方式疲劳开裂失效风险,实现我国海上风电大直径单桩基础零突破,积累了超大直径单桩-土相互作用分析与设计经验。

第一个项目,李炜一鸣惊人。相关研究成果为之后其担任总工程师的江苏滨海北H1#等项目奠定了坚实基础。

滨海项目位于黄海海域,接手项目之初,李炜需要领衔团队在规定时间内、在有限的造价下完成研发、设计和施工图等工作。他与团队与国内外多所高校、科研院所和咨询机构针对大直径单桩技术进行交流和调研,还要在既定时间内,规划和实施大直径桩-土相互作用的常重力和离心模型实验,最终,项目组“结合国情、对标国际”,通过不懈努力,攻克多项关键难题,深化提升了大直径单桩优化设计技术,在本项目全面推广应用,实现了我国海上风电单桩集约式推广。

2017年,滨海北H1#100MW海上风电项目获得国家优质工程金质奖,成为国内风电工程首个获得国家优质工程金质奖的项目。李炜作为项目总工程师,摘得“2016-2017年度国家优质工程金质奖突出贡献者”称号。如今,大直径单桩基础,应用数量已经超过3500座,已经成为我国海上风电领域应用最多的基础型式,通过相关关键技术攻关,目前大直径单桩最大直径已超过10.5米,单根重量超过2500吨、长度超过110米。

如果说江苏滨海H1项目是阶段性成果,那么浙江舟山普陀6号海上风电项目可以算是李炜职业生涯的里程碑。

舟山普陀6号海上风电项目是浙江首个海上风电项目,海域风能资源丰富,但项目海床表层是20—40米深的流塑状淤泥,“握在手里会流淌,承载力很低”,而且这片海域多发台风,即便风平浪静时,涌浪也很大,项目以“厚淤泥、强台风、大涌浪”的恶劣建设条件著称,对勘察设计提出了前所未有的挑战。为什么要在既有台风又有淤泥的地方建造风电工程?面对此类疑问,李炜坦言,这是海上风电工程建设的“双刃剑”:风大的海域,建设条件恶劣,但风资源丰富,我们的目的就是用小的工程建设代价,充分捕获丰富的风能资源。

2014年,李炜被任命为国电舟山普陀6号海上风电2区项目总工程师,通过详尽的研发设计和仔细深入的论证,他率团队在该项目中实现了海上风电领域试桩桩长最长的海上风电试桩工程。经过精密计算与桩-土相互作用物模实验和数值仿真等工作,他决定采用八根钢管桩与钢筋混凝土承台组成的高桩承台基础型式。结合海域风浪条件恶劣、波浪对承台造成巨大冲击力和浮托力等情况,他带领团队相继研发了高强预应力锚栓连接式高桩高承台基础;通过桩端内部设置“十字隔板”增强土塞效应进而提高抗压承载力、桩端外部设置“倒刺”提高抗拔承载力……他带领团队完成了一次又一次的设计优化。在保证项目安全、项目进度的同时,有效降低了工程造价。李炜介绍到,单台基础造价节约近300万元,63台基础节约近1.9亿元人民币。

国电舟山普陀6号海上风电项目于2017年3月开工建设,共安装国内同时期单机容量最大、技术先进的4兆瓦海上风力发电机组63台,装机容量252兆瓦。

2019年初,全部机组并网投产,标志着舟山普陀项目圆满成功。项目建成后,经受住了包括“利奇马”等数个超强台风的正面冲击考验,荣获“2020—2021年度国家优质工程金奖”。这是我国风电领域第二个国家优质工程金奖,李炜也成为包揽我国海上风电前两个国优金奖项目的总工程师。

2020年,由李炜领衔发明、中国电建华东院技术团队持续研发的海上风电新型桩-桶复合基础,在福建海域顺利完成了全球首次应用,成功实现替代“打—钻—打”式嵌岩单桩,实现了由我们中国人原始创新发明的海上风电新型基础型式的重大突破;2021年,又顺利完成了替代更为复杂的“打—钻—扩孔—浇筑混凝土—打”式嵌岩单桩的全球首次应用,避免了复杂的嵌岩施工和桩周冲刷防护施工以及钻孔塌孔等伴生安全风险,海上施工由三周缩短至一周内,大幅降低了造价、避免了安全风险。这一成果入选2021年中国十大海洋科技进展,被评价为:“该填补国内外空白的技术发明,为我国海上风电工程技术进步提供了原创性的、具有自主知识产权的核心技术解决方案,促进了新装备、新工艺、新技术的研发升级,打造了可复制、可推广、可借鉴的新经验。”2023年,这项技术发明在浙江、辽宁海域也实现了成功应用,又为李炜及其团队的创新之路画上了“浓墨重彩”的一笔。

“风场建成后,一座座风电机组伫立在蔚蓝的海上,直刺苍穹,非常壮观。”在李炜看来,能够与团队一起,将思路变为图纸,再成为屹立在海上的实体,很有成就感和荣誉感。截至目前,华东院已建成海上风电项目并网规模超过2000万千瓦。未来,在持续赋能我国海上风电技术、逐一攻破“卡脖子”难题的同时,李炜将继续领衔华东院技术团队,持续深耕深远海风电场建设中的海洋环境综合调查、风电机组基础,海上电气平台,输变电系统,海上风电智慧化等方面的关键技术,持续助力我国海上风电工程建设领域技术进步。

同心并立,人众方能行远

2010年,刚到中国电建华东院的李炜就意识到,面对我国海上风电蓬勃发展的局面和企业日益增长的业务需求,建立一支集“产学研用”于一身的技术团队是当务之急。鉴于此,他积极投身于专业技术团队建设中,领衔编写了“海上风电基础结构计算手册”。李炜说:“那时想法很简单,未来项目越来越多,员工也会越来越多,在当时没有国家或行业相关设计标准、规范的情况下,一本设计手册有利于设计流程、内容的规范化和标准化,有利于新员工的培养和设计工作效率的提升。”从开始的几十页,到后来的几百页,李炜字斟句酌,在手册里告诉大家设计流程、优化思路、如何计算、怎样取值。待团队技术熟稔,他再精简内容,为设计手册做“减法”。

李炜担任项目总工程师的国电舟山普陀6号海上风电2区项目

李炜编写的手册被中国电建华东院发布作为企业标准,被海上风电项目组的工程师们视为新员工的“教材”、老员工的“导则”。相关理念和经验得到推广,有力地保障了企业承担的数十个海上风电工程相关设计工作的顺利开展。以这份设计手册为蓝本、李炜担任主要起草人编写的国家标准《海上风力发电场设计标准》和我国海上风电领域首部风机基础设计规范《海上风电场工程风电机组基础设计规范》,助力了我国海上风电行业的科研与设计人才的培养。

2018年,37岁的李炜成为华东院新能源院总工程师,在领衔海上风电工程技术研发与工程转化应用的同时,还带出一支技术过硬的队伍。经过数年来的发展壮大,目前华东院新能源工程院员工已经近600人,其中博士后超过30人,平均年龄32岁。李炜说,在团队建设方面,他们秉承“负责、高效、最好”的企业精神,通过工程一线的实践与实战,磨练和提升团队成员在技术研发、工程转化应用以及项目管理各方面的综合能力。

14年风雨兼程,李炜全程见证并深度参与了中国海上风电行业的高速发展,也收获了自信与荣耀。2019年,他荣获国家百千万人才工程“有突出贡献中青年专家”;2020年,荣获国务院政府特殊津贴专家;2022年9月,入围全球仅三人的有国际工程咨询领域“诺贝尔奖”之称的菲迪克未来领袖奖,这也是中国人首次入选该奖项;同年12月,荣获全国工程科技领域杰出工程师青年奖;2023年1月,当选浙江省第十四届人民代表大会代表;同年5月荣获浙江省五一劳动奖章;同年8月,入选2022年度教育部长江学者奖励计划首批校企联聘学者;同年12月,荣获浙江省第十三批浙江省劳模工匠创新工作室领衔人。

谈及过往,李炜始终觉得自己非常幸运,能够成为第一批投身于新能源海上风电领域的工程建设人员,“这得益于国家海洋强国和‘双碳’目标的总体战略,得益于新能源行业蓬勃发展的契机,得益于企业对新能源,对海上风电行业发展的敏锐洞察力和主动布局,也得益于我所在的专业技术团队以及我所承担项目各参建单位的齐心协力和共同努力。”

2019年12月,李炜当选为中国青年科技工作者协会(简称“中青科协”)会员,在中青科协六届三次理事(扩大)会议上当选为中青科协理事。加入中青科协后,李炜说收获颇丰,一方面能够接触和认识各行各业的青年科技工作者,在交流沟通中,拓宽了视野;另一方面,科协组织的相关活动、提供了很多有价值的信息,也进一步增强了服务国家的荣耀感,这都成为他不断前行、努力奋斗的动力和激情。

在李炜看来,身为中青科协理事,更重要的是身上多了一份责任感,要以身作则做好本职工作,做好团队建设工作,助力青年工程科技人才的培养,以自身敢于担当、勇于拼搏的言行,努力起到表率作用,营造奋斗有我、不断进取的氛围,通过这种方式直接或间接地影响、带动身边的年轻人。

“我感恩生活在一个好时代,能够见证并参与到中华民族伟大复兴的征程中,倍感荣耀,也深感责任重大。”李炜说,《“十四五”可再生能源发展规划》提出,“十四五”时期可再生能源要实现高质量跃升发展,海上风电发展未来可期。未来,他将坚守报效国家的初心,围绕国家海洋强国和“双碳”目标战略需求,以一名青年科技工作者的使命担当,继续为我国的新能源领域的发展,为海上风电领域的技术进步和工程建设贡献力量。

满怀“深耕海洋、筑梦蔚蓝”的信念,李炜在他深爱着的新能源海上风电领域的科研与工程一线追风赶海,劈波斩浪。

[ 本文刊于《中华儿女》杂志2024年第8期 ]