徐沛宇

业内公认,海上风机将呈现大型化的趋势,争议在于,5兆瓦以上的大风机将以怎样的节奏量产投运。

中国海上风电投资速度正在前所未有的加快。全球风能理事会(GWEC)数据显示,2018年,中国新增海上风电装机1.8吉瓦,首次超过其他任何国家,排名全球首位。从总装机量来看,中国排名全球第三位,仅次于英国和德国。

今年上半年,中国海上风电在建工程量已超过历史总量。据中国可再生能源学会风能专业委员会统计,截止到2019年6月底,我国海上风电并网装机403万千瓦,其中上半年新增40万千瓦,开工在建724万千瓦。

中国建成和在建的海上风电项目所用机型几乎都是5兆瓦以下的风机,欧洲则是6兆瓦以上机型占大多数。从全球来看,8兆瓦的风机即将投入商运,10兆瓦、12兆瓦的风机也已初见雏形。

中国在陆上风机的研发和制造方面后来居上,成为了世界的领头羊。但在海上大风机领域,中国落后于欧洲,处于追赶者的角色。未来十年里,中国将迎来海上风电大规模建设的高潮。在这期间,大兆瓦的风机何时量产商运,成为业内关注的焦点。

海上风电的风险远高于陆上风电,运维成本更高,可到达性较差。在风大浪大的环境下,海上风场可出海率较低,可维护的时间极其有限。因此,海上风电机组的安全可靠性必须更高。与此同时,随着单台风机容量的增大,单台机组的成本更高,发生故障损失的发电量也更大,如何选择性价比更高的机组是摆在运营商面前的难题。

图1:中国近年来海上风电装机情况

资料来源:《财经》记者根据公开信息整理 制图:毅斌

海上风电正在吸引越来越多的央企加大投入。这些央企不仅直接投资电站,还加大了对海上风电技术研发的关注。今年5月,华能集团宣布投资1600亿元,在江苏打造基地型、规模化的千万千瓦级海上风电产业基地,集研发、制造、运维为一体。华能集团副总经理王敏近日在江苏盐城参加中国新能源高峰论坛时表示,中国与欧洲海上风电技术差距正在逐步缩小,但在核心部件生产、大功率风机整机制造、海上风电安装运维、并网技术研究等方面仍需加快步伐。华能在江苏建立海上风电基地的目的在于通过科技引领降低造价,提高可靠性,增强中国海上风电技术在国际上的竞争力。

从制造业供应链来看,处于产业化发展初级阶段的海上风电还存在诸多短板。业内呼吁,大兆瓦风机的商业化量产,一定要经过充分的可靠性实验和安全保障,避免未来出现大的风险。

大风机已成趋势

大型化是全球海上风电机组共同的发展趋势,其中,欧洲的步伐走得最快。2018年,欧洲海上风电新增装机平均功率为7兆瓦。全球风能理事会(GWEC)预测,到2020年,欧洲平均单机装机功率将达到8兆瓦。五年后,进一步提高到10兆瓦。

中国海上风电新近安装的机型以4兆瓦为主,6兆瓦以上的机组在逐渐增多,最大功率已突破7兆瓦。

维斯塔斯和西门子歌美飒是全球海上风电排名前两位的整机商,两家之和占到全球累计安装机组70%以上市场份额。两家公司都已制定10兆瓦风机的商业计划。西门子歌美飒今年1月首次发布10兆瓦海上风机,该机型计划在2022年商业化量产。维斯塔斯去年表示其10兆瓦风机已开始销售,计划在2021年进行商业安装。

通用电气(GE)的大风机计划更加超前。去年3月该公司宣布,在未来三到五年内投资4亿美元研发世界最大功率的海上风机,单机装机容量达到12兆瓦,计划于2021年开始出货。值得注意的是,GE今年已发生了五次陆上风机倒塔事故。

中国海上风电行业也在准备迎接即将到来的10兆瓦风机。中国海装研究院院长韩花丽近日表示,目前我国风电大机组研发的难题在于,如何平衡高成本和发电收益之间的矛盾。综合考虑多方面因素,10兆瓦级海上风电机组将有望成为下一代海上风电的主力机型。

地方政府已出台政策鼓励大兆瓦风机的研制。江苏、广东和福建是发展海上风电的主要省份。在三地发布的海上风电竞争配置办法里,江苏将单机容量加分门槛设置在4兆瓦以上,广东的门槛为5兆瓦以上,福建的门槛更是提高至8兆瓦。

据《财经》记者统计,东方电气(600875.SH)、中国海装、上海电气(601727.SH)、明阳智能(601615.SH),以及华锐风电(601558.SH)等中国整机商已开始研发10兆瓦的风机。

对于中国海上大风机的整体进展,一位不愿具名的行业专家对《财经》记者评论说,中国10兆瓦大风机的研发进程不是太快,而是太慢,我们已经落后于欧洲了。有能力的企业应该加快研发大风机,而一些不讲科学、没有基础的企业则不应该妄想颠覆行业。

不过,有业内人士认为,中国的大风机研发步伐不应该紧跟欧洲。远景能源全球技术委员会主任、原西门子产品架构总工程师Kurt Andersen对《财经》记者说,相对于欧洲来说,中国的风电行业对海上气候环境大数据早期获取不够重视。欧洲通常会在海上风电项目前期,做各种设备的测试,搜集当地风场大量的数据,来确定风场的相关设计,包括风机产品的机型。中国应该有更多的耐心来测试不同型号、不同功率的风机产品。

表1:全球海上风电近两年装机情况