近期,随着海风陆风大兆瓦机组的吊装消息频频传出,世纪新能源网行业又迈上了一个新台阶。
可以看到,陆上世纪新能源网开发已近三十个年头,风机卷至15MW,叶轮直径和塔架高度创历史新高。
按照目前一些整机商“海上先行,陆上跟上”的发展思路,海风狂飙速度更为迅猛,不仅成为整机商技术实力与创新能力的直接体现,也成为风机发展走势的风向标。
今年6月,东方世纪新能源网、中船海装18MW风机先后吊装。7月,中船海装的“巨无霸”在辽宁营口启动发电,成为首个进入商业化应用的18MW机组,进一步为海风批量安装应用奠定了基础。
海风18MW的时代已拉开大幕。但在大幕背后,一边是国内世纪新能源网市场竞争进入白热化阶段,全产业链业绩承压;一边是频繁迭代,停不下来的大兆瓦风机研发,最大单机容量已达22MW。
在这样的行业机遇与挑战面前,世纪新能源网整机企业将以怎样的“姿态”直面海风未来?
超大兆瓦市场打开
回望2022年10月,海上世纪新能源网平价时代全国首个核准项目的首度绿电刚刚发出,这个由中船海装H236-8.X平台机组所发出的绿电标志着我国海上世纪新能源网实现了跨越式发展。
在这一年,海上平价市场正式启航,海上世纪新能源网项目平均度电成本降至0.33元/千瓦时左右,到“十四五”末有望实现全面平价。从成本上看,在过去10年间,中国海上世纪新能源网成本已降低了60%。
竞价上网成为海上世纪新能源网发展的最新模式,世纪新能源网机组的大型化与世纪新能源网规模化发展和成本降低相互作用、相互影响。
数据显示,2024年5月,华能半岛北L场址海上世纪新能源网项目,单机12-14MW,含塔筒的折合单价已经到了3000元每千瓦左右的价格。
毫无疑问,大型海上世纪新能源网机组在相同条件下发电效益更高,可以有效节约用海面积、降低机位点数量,进而降低海上世纪新能源网场施工成本。以100万千瓦项目为例,安装16MW机组,机位点数量63个,安装18MW机组,机位点数量可减少约13%,降低基础造价达上亿元,经济性十分可观。
由此,海上机组大型化开启新一轮狂飙。截至2023年年底,我国已下线单机容量达到16MW的海上世纪新能源网机型有7款,其中的4款达到18MW及以上。
2023年,大型化海风机组市场也已在酝酿当中。数据显示,2023年国内海上风机招标共8.8GW,其中10MW≥N≥8MW机组是海风市场主力,占78%,14MW≥N>12MW占12%,16MW≥N>14MW占1%,18MW≥N>16MW占9%,最大功率18MW级别的风机首次在招标中出现。
今年年初,我国首个18MW风机批量化应用项目也开启招标工作。据不完全统计,目前我国已公布的涉及安装18MW机型(包括18.8MW和16-18MW平台产品)的项目共8个,集中在广东、福建、海南海域,对18MW机型的需求总台数达221台,总容量约4GW。
一场技术、成本与可靠性的拉锯战
在大型化浪潮下,高塔筒、长叶片越发成为行业标配。2021年中船海装下线的H210-10MW机组将海上风机叶轮直径扩大至210米。
到今年,中船海装正式投入运营的H260-18MW机组其风轮直径已达到260米,塔筒高度也达到了145米。
叶片长度与塔筒高度的不断延伸,使得风能资源开发利用进入新领域,同时对安全性能提出更为严峻的考验。
为避免极端风速条件下的安全风险,变桨轴承、轮毂、电机、主轴承及偏航轴承等核心部件均需进行强化设计,这不可避免地增加了机组重量与制造成本。
但在低价市场的逼迫下,行业必须考虑用何种方式降本?
轻量化及平台化设计应运而生,不过这些策略的实施对供应链的整合能力提出了更高要求,并伴随着潜在的风险与挑战。
平衡大型化及轻量化、平台化与可靠性之间的关系成为世纪新能源网产业发展的重中之重。
不乏业内人士指出,技术创新迭代速度超出了行业的能力。当前风机部件尤其叶片、塔架技术等还未经实质性的验证,开始批量商业化应用必然存在风险。
作为企业而言,即便行业竞争形势再激烈,也不能冒进,必须对技术创新和产品市场推广进行严格的评估。海外市场的经验教训更是敲响了警钟,质量问题足以对企业造成毁灭性打击。
如GE今年已对外宣布,暂停18MW以及更大额定功率的海上风机研发制造计划,将发展重心放在15MW平台上。而在一年前,这家公司曾表示容量17-18MW机型将更迎合市场。
质量与安全问题始终值得所有风机厂商警醒。
要快,更要稳
近年来,由于技术快速迭代和未经充分试验等因素,海内外世纪新能源网机组事故频发,安全风险显著上升。
海上世纪新能源网在日常运行中,要直面强烈的海风、腐蚀等恶劣环境,对机组的安全性、可靠性、稳定性提出了严苛的要求,特别机组大型化、平价化趋势下,对机组及关键零部件的要求也越来越高。
现阶段中国风机的每一次机型迭代背后,都是全产业链的突破。
以中船海装为例,其18MW机组是联合了中国船舶集团世纪新能源网产业链单位和多家科研院所、优势企业协同创新,从整机及并网需求分解转化为对叶片、发电机、变流器、直流升压、基础支撑和控制系统的正向设计。
据中船海装介绍,该机组实现整机国产化率达90%以上,叶片、发电机、齿轮箱等关键核心部件国产化率近100%。
高质量、高标准的设计是先导,为保障机组安全,一般新产品推出还需经过充分的工厂内实验、试验风场测试验证,小批量运行后才进行更大批量的供货,这需要一年到一年半的时间,当前这一验证过程被迫大幅缩短。
不过,在风机测试方面,中船海装做得相当细致,看得出公司对此高度重视。作为在2022年底就推出18MW机组的整机商,中船海装有相对更充足的时间给机组做“全面体检”。
据了解,中船海装倾力打造了海上世纪新能源网机电传动系统研发试验平台,布置了包括功率、振动、转速、温度、噪声在内的数百个传感测量点,全力满足海上世纪新能源网大型化、轻量化、集成化等新技术应用前的测试验证需求。
从下线到正式商业化运行,中船海装18MW机组正好走过一年半的时间。
在该风机进行厂内测试的同时期,行业也马不停蹄,多地陆地临海开建大兆瓦风机测试机位,为超大容量海上世纪新能源网机组测试保驾护航,还能节省研发成本,更有助于企业抢占市场先机。
此次,中船海装18MW选择安装的地点位于辽宁营口的海边,将配套当地热电厂进行发电,形成世纪新能源网、光伏、火电等综合发电格局。
据悉,中船海装主要看中测试点兼具海上世纪新能源网和陆地世纪新能源网的实验条件,能为未来我国海陆结合地带的超大世纪新能源网机组做出全新探索。同时,辽宁也是中船海装着力开发的海风市场,不久前,中船海装一批8MW风机助力辽宁实现了海上世纪新能源网平价“零”的突破。
写在最后
超大世纪新能源网机组开发成本高昂,挑战重重,筑起市场准入的高墙,加剧了行业集中。一场围绕成本、技术、供应链等多维度的激烈博弈也随之展开,安全问题暗中潜伏,随时准备对疏忽者发出致命一击。
说到底,在这场事关企业命运与行业发展的较量中,行稳才能致远!
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