技术破局塌陷区，华斯壮预应力构架式风塔开辟煤电融合新路径

国家能源局《关于推进煤炭与新能源融合发展的指导意见》（国能发煤炭〔2025〕89号）（以下简称“89号文件”）的出台，为煤炭行业绿色转型指明了方向，明确提出要以绿色低碳为方向，以科技创新为动力，依托煤炭矿区资源要素大力发展新能源，创新矿区绿色能源开发利用方式。青岛华斯壮能源科技有限公司自主研发的预应力构架式钢管风电塔架技术，正以科技创新为突破口，破解塌陷区地质难题，让煤矿塌陷区变身“绿色风场”，成为践行煤炭与新能源融合发展政策的生动实践。

• 政策引领：塌陷区成新能源开发重要场景

煤炭开采留下的塌陷区，曾是生态治理的痛点，这些区域面临地质不稳定、土地利用率低、生态修复难等多重挑战。89号文件针对性提出，要因地制宜加快清洁能源发展，利用采煤沉陷区等矿区空间资源大力发展新能源，推动构建传统能源与新能源协调发展新格局。

这一政策导向为塌陷区治理提供了新思路——将生态修复与能源开发相结合，变“包袱” 为“财富”。文件明确将煤炭与新能源融合发展纳入“十五五”相关能源规划，支持地方用好各类政策工具，鼓励企业探索适配矿区特点的新能源技术与模式。华斯壮的预应力构架式钢管风电塔架技术，正是在这一政策指导下，应运而生的塌陷区新能源风电开发核心装备技术。

• 技术革新：破解塌陷区风电开发多重难题

煤矿塌陷区地质条件复杂，给工程建设带来了不小的挑战。华斯壮联合同济大学研发的预应力构架式钢管风电塔架技术，通过结构创新实现了对塌陷区环境的精准适配。

钢制单管塔

四点式基础

过渡段

构架式塔架

预应力构架式钢管风电塔架结构组成

其四点式独立基础设计堪称核心突破，实际占地仅6—10平方米，较传统风机基础占地面积大幅缩减，可有效分散荷载，降低单点基础压力。通过扩大底部根开尺寸，提升塔架对不均匀沉降的适应能力，适应塌陷区可能存在的轻微沉降，避免因地质变形导致的结构损坏。塔架采用模块化空间桁架结构，经精细力学仿真优化，塔身自重较同等高度钢制单管塔或混塔大幅度减少，轻量化设计进一步降低了对塌陷区地基的承载能力要求。

在安全性能上，构架式钢管结构，刚度较大，能够使160米以上钢结构风电塔一阶自振频率高于机组额定转动频率（1P），避免结构与机组发生一阶共振，同时下部构架式结构避免低空高切变区整体涡激共振的问题。该技术通过施加预应力增强塔柱抗疲劳性能，同时降低法兰螺栓在拉压交变下预紧力退化并由此导致疲劳破坏的可能性。自重较轻地震响应较小、不存在非等强等刚度拼缝，共同构成了预应力构架式钢管风电塔架卓越的抗震性能，即使应用于八度区，也能保证塔架实现“大震不倒”的性能目标。

得益于钢结构安装良好的环境适应性，经实践检验，预应力构架式钢管风电塔架能够适应高寒地区冬季施工，最大限度保证项目进度。

预应力构架式钢管风电塔架设计寿命可超过25年，塔架底部架空设计几乎不影响地面通行和机械耕种，另可将箱变上塔节约额外用地，土地利用率提升90%以上，完美契合塌陷区 “生态优先、集约用地”的开发原则。

塔架底部机械耕种 箱变上塔节约用地 易于拆除、可复耕

• 实践赋能：经济效益与生态效益双提升

华斯壮的技术已在多个复杂场景验证成效，为塌陷区应用积累了宝贵经验。在山东金胶州风场，19台160米、170 米高的预应力构架式风塔已稳定运行近四年，其四点式基础和架空设计实现了风电开发与农田耕种的和谐共存。在湖南水乡的项目中，该技术实现了跨沟渠建设，开创了"风电+农业+生态"协同发展的新模式，为全国新能源开发提供了可复制、可推广的示范案例。在陕西黄土高原湿陷性地质项目中，该技术通过优化桩基设计，降低基础工程造价，验证了在类似塌陷区的复杂地质条件下的经济性与可靠性。在高寒地区项目中，该技术克服了低温环境（-33℃）对施工的不利影响，保障了项目按时完工并稳定运行，展现出良好的环境适应性。

金胶州风电场 湖南草尾风电场

华能陕西吴起风电场 黑龙江勃利风电场

针对塌陷区风电开发的全生命周期需求，该技术展现出多重优势。模块化预制生产使构件易运输，适应塌陷区可能存在的交通不便问题，减少运输成本；过渡段以下使用300T（什么单位，最好统一用文字）以内的汽车吊即可，过渡段使用500T（同上）的汽车吊，安装周期缩短至10天左右，大大地提升了安装效率，保证项目如期交付。在发电效率上，该技术可实现建设140—200米及以上的超高轮毂高度塔架，能捕获更高空域更稳定的风能，单机年发电量预计提高20%—30%，显著提升塌陷区风电项目的投资回报比。

• 融合发展：打造塌陷区治理新范式

华斯壮的技术实践，正是89号文件 “科技创新驱动、产业链协同互促” 要求的鲜活体现。该技术已入选国家自然资源部节地技术目录、国家能源局首台（套）重大技术装备名单、发改委绿色技术推广目录，成为国家推广的绿色技术典范。其在塌陷区的应用，构建了“生态修复+能源生产+土地利用”的多元融合模式，既通过风电开发获得经济效益，又通过植被恢复、低噪音设计（距离158米即达标准噪音范围）实现生态保护，形成可持续的治理闭环。

这种模式可带动塌陷区形成绿色产业集群。随着技术推广，塌陷区可打造“绿色风场+生态农业”复合产业模式，塔架底部空间保留耕种功能，实现土地立体利用；同时风电项目的建设运营能带动当地就业，为矿区转型注入新动能。

在89号文件的政策指引下，华斯壮的预应力构架式钢管风电塔架技术正让越来越多的煤矿塌陷区焕发新生。这项技术以科技创新响应政策号召，以精准适配破解场地难题，以多元价值实现融合发展，为煤炭与新能源融合提供了可复制、可推广的实践路径。未来，随着技术的持续迭代和更多项目的落地，煤矿塌陷区将成为绿色风电的重要阵地，为我国新型能源体系建设和“双碳”目标实现贡献重要力量。

(王实秋）