金風探海
- 2023-08-01
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- 來源:能源雜誌
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福建平潭縣由126個島嶼組成,這裡是中國大陸距離寶島台灣最近的區域,與新竹僅68海里相隔。
如今,這裏正在成為中國風電行業的最引人注目的地方。6月28日,在平潭外海,長達123米的風機恭弘=恭弘=叶 恭弘 恭弘片插入輪轂孔位,全球首台16兆瓦海上風電機組的吊裝正式完成。這是目前全球單機容量最大、恭弘=恭弘=叶 恭弘 恭弘輪直徑最大、單位兆瓦重量最輕的風電機組。
曾幾何時,中國在海上風電領域更像是一個追趕者。得益於技術進步和政策支持,歐洲海上風電發展更早、累計裝機規模更大。2015年,中國海上風電累計裝機僅佔全球裝機比重的8.9%。
事情正在慢慢發生變化。2015~2022年,我國海上風電累計裝機從162萬千瓦增至3250萬千瓦,累計裝機佔全球的比重也增至近50%。
全球首台16兆瓦海上風電機組的吊裝和併網發電也證明,中國海上風電不僅僅在規模上實現了反超,技術上也已經開始走在了世界的前列。
參與完成這台16MW機組研發的金風科技在伍德麥肯錫最新的全球風電整機企業市場份額排名中超越多年第一維斯塔斯,榮登榜首。
金風科技正在不斷展現其在規模與技術創新方面的全能實力。
2017年,金風科技提出“兩海戰略”,瞄準海外風電市場和海上風電市場。如今6年過去了,金風科技早已成為毫無爭議的風電王者。在海上風電領域,金風拿出了16兆瓦全球最大機組,震撼着整個行業。
2020年,國家能源局明確自2022年開始,中央財政不再對新建海上風電項目進行補貼,由此引發了2021年的海上風電搶裝熱潮。2022年,搶裝潮結束之後,中國海上風電市場迅速進入調整期。相比於2021年178%的同比增速,2022年的23%增速顯得有些暗淡無光。
不過在“3060”目標的框架之下,海上風電依然具備強大的潛力。在中央財政補貼明確取消之後,地方補貼等各類產業政策也在不斷完善。海上風電發展有望迅速迎來爆發期。
在這個黎明前的曙光階段,金風科技以16MW最大海上風電機組亮相,展現出其對於海上風電的龐大雄心,也讓其未來海上戰略逐漸浮出水面。
厚積薄發
“兩海戰略”推進的6年,為金風科技帶來的是寶貴的技術積累與創新經驗。
金風科技的入海之路可以追溯至2007年。一台1.5MW直驅永磁風機早在 2007年就於我國渤海灣投入運行,這也是亞洲第一台兆瓦級海上風電機組。
“開始推進兩海戰略之後,金風一直注重對海上風電技術的創新研發。”金風科技產品與解決方案中心總經理助理兼海上產品線總監樊彥斌告訴《能源》雜誌記者,“技術的迭代更新對於海上風電至關重要,金風也因此一直在海上風電領域處於技術最前沿。”
2017年6月,國內首個海上風電6MW機組在北方冰凍地區成功應用。同年10月,金風推出了新一代海上風電大兆瓦產品——金風6.X系列解決方案。
自此,金風科技就開啟了海上風電大兆瓦的領先之路。國內首台8MW海上風機、首台13.6MW海上風機,再到如今的全球最大16MW海上風機。金風科技在海上風電的技術創新實現多年積累后的井噴式發展。
“以前中國企業還可以跟在歐洲風電企業的後面,不斷學習、甚至可以說是模仿。”樊彥斌說,“但是現在金風讓中國海上風電走在了歐洲的前面。在大風機領域,我們已經進入了深水區。這更考驗企業的技術積累和創新能力。”
海上風電建設成本高昂,投資周期長。相較於陸上風電,海上風電更具技術難度,安裝、運維和維修難度更大,需要耗費大量人力和物力。
而且海上環境本就複雜多變,海上風電塔基建設不僅要考慮一般建築工程的因素,還要考慮海水侵蝕、腐蝕、震動等較為特殊的因素,因而導致數倍於傳統風電的建設成本。
正因為投資大、難度大、環境複雜,所以海上風電對於經驗、技術、投資回報的要求極高。這也是金風多年海上風電戰略推進中的重要積累。
7月18日5時45分,2023年第4號颱風——“泰利”穿過雷州半島,登陸廣西北海。這含義為“尖銳與鋒利”的強颱風瞬時風速最高達55米/秒,相當於16級暴風過境。中央氣象台發布颱風橙色預警,廣東所涉市縣也陸續發布颱風紅色預警,學校停課、工地停工、船隻停航,“抗台”戰役一觸即發。
就在颱風襲擊,海上風電機組本該停發的時間里,位於廣東湛江徐聞項目的金風科技6.45MW海上風電機組卻在狂風暴雨中搶發電量。
“這是金風多年技術積累推出的暴風增發策略。讓機組可以最大限度地利用颱風帶來的風資源,延伸可用資源邊界,同時保障機組安全。”樊彥斌說。
在國補退出之後,海上風電儘管還有部分地方補貼,但平價時代已經清晰可見。如何高效降本、提高海上風電運營水平,是下一階段海上風電競爭的主要戰場。對此,金風做好準備了么?
衝刺H5
江蘇鹽城緊鄰黃海,由於曾是黃河奪淮入海的入海口,因此雖然海岸線漫長,卻多為灘塗,少見良港。
地貌環境讓這裡是候鳥的棲息地,也讓這裏建設海上風電的自然條件更為便利。作為長三角地區首個千萬千瓦新能源發電城市,鹽城海上風電規模接近全省一半、全國五分之一,新能源發電裝機容量近1300萬千瓦。
在鹽城大豐海域離岸邊約67km處,32台金風科技6.45MW海上風電機組正徐徐轉動。鹽城國能大豐H5#風電場正源源不斷地將風能轉化為清潔的電能。
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“鹽城國能大豐H5#海上風電場是全國首個由地級市國企開發建設的海上風電場。”提起這一殊榮,鹽城國能大豐H5#風電場場長蔣曉松依然十分驕傲,“而且我們整個項目都足以對標央企標準。”
2021年是中國海上風電步入平價時代前的最後一年,中國海上風電迎來建設高峰期,為了保項目電價和交付,中國從北到南的海域呈現出一片吊裝的忙碌景象,江蘇也不例外。
“如果沒有金風對項目的全程參與,想要趕上補貼末班車並不容易。”
作為當年國內在建離岸最遠的海上風電項目之一,乘坐交通船到鹽城國能大豐H5#風電場現場就需要4~5個小時。再加之風電場場址地質條件較為複雜,受潮汐、波浪、熱帶氣旋影響嚴重,項目海上施工面臨條件差、難度大等挑戰。
“我們從項目最開始階段就深度參與了。”樊彥斌說,“這樣保證在項目推進、安裝,甚至直到最後的併網調試,都能夠在最短時間內最高效完成。”
以吊裝為例,為實現高效吊裝,金風科技通過創新的定製化吊裝技術,在充分發揮船機性能的同時,通過調整機組出廠方式以及增加機組配套吊索具資源投入、優化安裝工序等措施,大大提升了吊裝效率,有效保障項目整體進度,最快的一台機組,僅用時33.7小時就完成了吊裝。
吊裝完成后的併網調試更讓人驚艷。“11月16日吊裝完成,12月15日就完成全容量併網。”鹽城國能大豐H5#風電場場長蔣曉松至今提起還是頗為感慨,“是江蘇大豐區域2021年海上風電建設高峰期間,首個完成吊裝工作,首個完成併網調試上網的項目。”
都說“善戰者,無赫赫之功”,如此高效的工作究其原因是金風科技多年海上風電經驗積累和科研創新帶來突破。例如1個月的時間完成吊裝—調試,是因為金風科技在海上風電機組產品設計方面採用了一體化免調試技術,可以在工廠實現一體化免調試,大大減少了現場調試時間,一鍵啟機,接線併網。
H5#海上風電場的成功經驗對於金風科技來說不僅僅意味着在該項目上為業主搶出了寶貴的併網發電時間和國家補貼。更重要的是,在海上風電領域,高效、省時就意味着更低的成本,尤其在平價時代,這是海上風電的核心競爭力。
“H5項目成功的經驗是可以0成本不斷複製的。”樊彥斌告訴記者,“這會成為未來金風在海上風電領域的核心競爭力之一。”
掌控“大”節奏
從2011年至2021年,國內新增海上風電平均單機容量已從2.7MW提升至5.6MW,進入22年海風招標機型根據不同地區的風資源要求提升為8-10MW以上。CWEA數據显示,2022年我國下線的新型海風機組的平均單機容量達11.5MW。
大機組的優勢顯而易見,單位千瓦的造價更低,單位面積風場的潛在裝機規模也更大。考慮到海上風電昂貴的工程成本,大機組也必然會受到市場追捧。
海上風電機組的發展大型化趨勢不可逆。但大型化卻並非一味的越大越好。
相比於單純地增加單機容量,海上風電也關心全生命周期的度電成本、機組安全穩定。這關係到整個項目的收益,因此對海上風電產品的綜合性能要求更高。
儘管金風科技推出的16MW海上風電機組實現了全球最大單機容量,但這也是充分考慮了市場環境、項目需求和供應鏈水平的結果。
“我們的機組迭代基礎是不同海上風電項目的客觀條件與環境。基於這些事實數據和業主的投資規模、投資回報要求,綜合考量之後再進行進組設計。產生出若干機型備選。”樊彥斌說,“這還只是設計層面的考慮,之後我們更需要考慮整個產業鏈是否有相應配套的產品、成本價格水平多少,海工設備是否支持相應大機組的吊裝……等等。最終選出的是最適合整個項目的海上風電機組。”
風電行業發展至今,整機商已經不再是單純的設計與整合。越來越多的整機商開始參與供應鏈上下游環節,甚至直接投資上下游環節。機組大型化的趨勢,實際上考驗的不僅僅是整機商的設計水平,更是整機商對整個風電產業鏈的理解。
譬如前文提及的鹽城大豐H5#風電場項目,儘管採取的是比當時平均單機容量更大的6.45MW機組,但在金風科技的持續耕耘下,2022年,項目在全年風況較往年下降的情況下,實現年度發電量6億千瓦時,超額完成全年發電任務,投產第一年就創造了發電量超可研設計值的成績,並在2022年全年江蘇省海上風電生產運行指標對標評比中位列前三名。
2023年,項目成績繼續突飛猛進,上半年總發電量超3.16億千瓦時,平均可利用率達99.8%。
金風科技正在追求合理掌控海上風電大機組的發展趨勢。既保持着最前沿的潮流,又能夠為整個海上風電行業的發展提供助力。“16MW機組的研發實際上對中國的海上風電供應鏈都有着很大的推動,我們的供應商對於大機組的零部件研發也都有新的理解和突破。”
面對未來的海上風電市場,金風科技將會繼續貫徹“具體項目,具體方案”的策略,以差異化的競爭優勢迎接即將到來的海上風電發展熱潮。
“我們判斷,江蘇、山東等北方地區海域在現有條件下,主流機組選擇是8.5MW~10MW左右,而福建廣東地區會以16MW為主。”樊彥斌說,“對於海上風電來說,最合理的機組選擇不是越大越好,而是找到項目收益最大化、產業鏈最成熟的選擇。這也是金風一直以來貫徹的目標。”
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