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一個葉片就有30多層樓高 海上風(fēng)機大型化時代來了!

2021-08-24 來源:中國能源報作者:李麗旻 瀏覽數(shù):637

海上風(fēng)電補貼退坡在即,投資成本仍相對高企的海上風(fēng)電行業(yè)也走到了關(guān)鍵時期。如何降低度電成本、提高競爭力?目前的行業(yè)共識是,海上風(fēng)機大型化是降低海上風(fēng)電度電成本的重要一環(huán)。

  海上風(fēng)機大型化不僅能夠攤薄風(fēng)機制造、建設(shè)安裝以及后期維護成本,而且采用了更加先進的設(shè)備,發(fā)電效率也將有所提高。但更高的單機功率意味著更高的塔筒高度、更高的輪轂高度以及更長的葉片,大型化風(fēng)機也不得不面臨著更高的運輸成本以及吊裝難度。大功率海上風(fēng)機需要更大的海上風(fēng)電安裝船,而海上施工難度本就很高,還要面對復(fù)雜的海洋環(huán)境。
  
  海上風(fēng)電補貼退坡在即,投資成本仍相對高企的海上風(fēng)電行業(yè)也走到了關(guān)鍵時期。如何降低度電成本、提高競爭力?目前的行業(yè)共識是,海上風(fēng)機大型化是降低海上風(fēng)電度電成本的重要一環(huán)。
  
  截至目前,全球海上風(fēng)機最大單機功率仍為15兆瓦,在海上風(fēng)電基本實現(xiàn)平價的歐洲市場,瑞典公布了最新100萬千瓦海上風(fēng)電場的建設(shè)計劃,其中一個方案顯示,將應(yīng)用單機功率達20兆瓦或以上的海上風(fēng)電機型,最高風(fēng)機高度不超過340米,引發(fā)業(yè)內(nèi)猜想,海上風(fēng)機大型化時代已經(jīng)來臨?
  
  (文丨中國能源報記者 李麗旻)
  
  單機功率連年上漲
  
  “海上風(fēng)機大型化的好處一是在于能夠攤薄風(fēng)機制造、建設(shè)安裝以及后期維護成本,二是更高容量的海上風(fēng)機往往使用更加先進的設(shè)備,發(fā)電效率也將有所提高。”某新能源行業(yè)協(xié)會專家告訴記者。
  
  行業(yè)研究機構(gòu)睿咨得能源在其報告中分析指出,盡管更大容量的海上風(fēng)機制造成本相對更高,但使用更高容量海上風(fēng)電機組的話,基座以及海纜等其他配套設(shè)備數(shù)量也將有所下降,從長遠(yuǎn)來看,大型化風(fēng)機將有利于降低海上風(fēng)電場總體投資成本。
  
  多重優(yōu)勢加持下,近年來,全球海上風(fēng)機平均單機功率已出現(xiàn)了顯著上漲。據(jù)國際可再生能源署發(fā)布的數(shù)據(jù),在2000年至2019年期間,全球海上風(fēng)機平均單機功率已從1.6兆瓦提升至6.5兆瓦。
  
  據(jù)中國風(fēng)能協(xié)會發(fā)布的數(shù)據(jù),2019年我國海上風(fēng)電發(fā)展已明顯提速,截至2019年底,我國所有吊裝的海上風(fēng)電機組中,單機容量為4兆瓦的機組累計裝機為293萬千瓦,在總裝機量中占比達到41.7%,同時,4.0-4.9兆瓦機組占比為55.5%,5兆瓦機組占比為17%。在2020年、2021年兩年間,6-8兆瓦風(fēng)機也陸續(xù)下線,我國新增海上風(fēng)機功率正逐年上漲。
  
  主流企業(yè)一致青睞大風(fēng)機
  
  記者了解到,國內(nèi)外主流風(fēng)機制造商均已發(fā)布了大型化海上風(fēng)機布局規(guī)劃。2020年5月,風(fēng)機制造巨頭西門子歌美颯發(fā)布了15兆瓦風(fēng)機,總計高度將達到220米左右,據(jù)該公司稱,15兆瓦機型預(yù)計將在2024年前后實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。今年2月,全球風(fēng)機巨頭維斯塔斯推出V236-15.0兆瓦海上風(fēng)機,葉片長達115.5米,也是目前全球最大的單機葉輪掃風(fēng)面積的機型。另外,由風(fēng)機制造商GE生產(chǎn)的12兆瓦風(fēng)機也已正式投入了使用。
  
  在國內(nèi),10兆瓦及以上容量機型的研發(fā)也如火如荼。2019年,整機制造商東方電氣宣布研發(fā)完成10兆瓦海上風(fēng)機,并于今年在福建正式并網(wǎng)發(fā)電,創(chuàng)下我國目前單機容量最大、葉輪直徑最長的紀(jì)錄。與此同時,金風(fēng)科技、上海電氣等整機制造企業(yè)也在大容量海上風(fēng)機領(lǐng)域有所布局。
  
  大型化潮流勢不可擋,但在業(yè)內(nèi)看來,將“10兆瓦+”風(fēng)機投入大規(guī)模使用,卻不是一蹴而就的事情。
  
  “從目前情況來看,不論是10兆瓦還是15兆瓦風(fēng)機,都還沒有進入批量化生產(chǎn)階段,即使是最早開發(fā)海上風(fēng)電的歐洲,也沒有實現(xiàn)大功率風(fēng)機的大面積應(yīng)用,而20兆瓦風(fēng)機很可能只是處于概念階段。”上述行業(yè)專家告訴記者,“企業(yè)針對大兆瓦機組的布局肯定都是提前布局,但實際應(yīng)用肯定還存在一定的滯后。”
  
  配套產(chǎn)業(yè)尚未跟上
  
  “更高的單機功率意味著風(fēng)機將有更高的塔筒高度、更高的輪轂高度以及更長的葉片,大型化風(fēng)機也不得不面臨著更高的運輸成本以及吊裝難度。”上述業(yè)內(nèi)專家指出,“大功率海上風(fēng)機需要更大的海上風(fēng)電安裝船,而海上施工難度本就很高,還要面對復(fù)雜的海洋環(huán)境,這些因素都將成為大兆瓦海上風(fēng)機應(yīng)用遭遇的‘短板’。”
  
  此前,多家行業(yè)研究機構(gòu)統(tǒng)計稱,全球海上風(fēng)電安裝船尚不足以滿足各國海上風(fēng)電裝機需求,能夠滿足15兆瓦或以上機型運輸及吊裝需求的海上風(fēng)電安裝船更是緊缺。在去年我國海上風(fēng)電“搶裝潮”期間,海上風(fēng)電安裝船價格一度暴漲至千萬元量級,甚至推高了海上風(fēng)電項目成本。
  
  “大兆瓦海上風(fēng)電機組的大規(guī)模應(yīng)用需要海上施工、海上船舶等行業(yè)的支持,從目前情況來看,高質(zhì)量的海上風(fēng)電安裝船數(shù)量是否能夠滿足國內(nèi)很可能還是未知數(shù)。”上述專家稱,“海上風(fēng)電尚屬新興行業(yè),要實現(xiàn)海上風(fēng)電全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展,首先還是需要海上風(fēng)電行業(yè)本身進入高速發(fā)展通道,實現(xiàn)度電成本的下降,讓上下游各行業(yè)看到海上風(fēng)電有足夠大的市場空間和發(fā)展速度,有前景才會有投入。”

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