上游原材料涨价,风机却降价!两头挤压下的风机厂家如何降本突围?

2021-06-01

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风机大型化、国产化是必由之路

截止目前,国内已投运陆上风电机组单机容量最大已达6.25MW,海上10MW风电机组也已并网运行,国外12MW海上风电机组试运行情况良好,且已开始研发15MW机组,挪威一家开发商已有安装单机20MW海上风机的计划。

无疑,大风机已成为行业发展必然趋势,同样也是国内风电产业降本的重要手段。中国海装总经理助理、研究院院长张凯表示,“十四五”期间,国内风电产业开发重心回归“三北”,以大基地、大规模开发为主,陆上大风机可以更好利用 “三北”优异的风能资源,获取更高的发电收益,在平价时代下,大风机更具竞争力。

陆上大风机始于2019年的国家电投乌兰察布600万千瓦风电大基地项目招标,国内国外共有15余家风机厂家参与投标,共有33个投标机型,其中风机单机最小容量3.4MW,最大容量为5.17MW,最终确定以中国海装等国内5家风电厂家中标,中标机型平均单机容量达4.2MW。

数据显示,2017年,国内年度吊装平均单机不到2MW;2018年,年度吊装平均单机为2MW-2.3MW;2019年,年度吊装平均单机容量仅为2.5MW-2.8WM;2020年,单机容量将达到3MW以上。

张凯认为,到“十四五”末,随着风电产业发展和关键技术的突破,我国陆上风电机组单机容量可能做到10MW,海上风电单机容量将做到15MW。

中国海装现拥有5MW、6.XMW 等成熟平台,并又推出了8MW、10MW风电机型,H210-10MW海上风电机组配套叶片已经成功下线,已送至阳江实验基地进行测试,机组预计今年6月份左右下线,张凯介绍到。

国产化方面,风电产业发展三十余年,在风机设备国产化道路上已经取得了辉煌成绩,当前,国内陆上风电机组已经可以实现100%国产化,这也是陆上风电机组成本可以下降如此之快的重要原因之一。

但在海上风电机组大型化过程中,一些关键零部件仍受制于国外,比如说大功率轴承,现在基本是从国外进口,价格昂贵且产量有限,非常被动。

张凯指出,下一阶段,企业需重点突破风机核心部件的国产化,让风机大型化、国产化不在卡脖子,国家层面也非常重视,2019年,国家科技去对于轴承类的支持项目就有数十项。目前,中国海装与华能集团、华电集团积极合作,在福建、江苏等促进海域100%国产化大机组海上风电项目落地,推动行业海上大风机国产化进程。

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着眼重大风电技术创新

挑战远不止于此平价,国家发改委文件《关于2021年新能源上网电价政策有关事项的通知(征求意见稿)》对2021年各省(区、市)新建光伏发电、风电项目指导价做的明确规定。

其中,新疆、宁夏、内蒙古等风电均低于0.3元/度,且各省(区、市)风电指导电价均低于燃煤基准价,这意味着,“十四五”期间风电产业将出现更低的上网电价,降本压力更加艰巨。

张凯表示,“十四五”期间是国内风电产业降本的关键阶段,整机商作为产业链的中间力量,在协同全产业链团结一致,通力降本的同时,还需在重大风电技术创新取得进一步突破。

风电产业发展迅速,技术迭代非常快,但大多都属于典型的“微创新”。张凯表示,风电厂家针对某一类风资源,在原有产品的基础上优化改进,增加叶片长度、塔筒高度,推出一款更适用的风电机型,不能否认类似优化创新带来的效益,但“十四五”期间,风电产业更需要一些颠覆性的创新技术来推动风电产业快速发展。

比如微风发电机组,利用很小的风,发更多的电,再比如双风轮技术,一台风机两个风轮、混塔技术等等,国家科技部正在持续推动一些新的技术,新的理念,旨在驱动行业取得一些重大的技术创新,虽说这些创新的结果暂时无法确定,但这种新技术、新理念一定是推动行业降本增效的核心手段。

张凯认为,“十四五”期间,风电技术创新形式不仅只局限于发电侧,在原材料、传动链、轴承方向等方面都将有所突破,随着风电叶片越做越长,碳纤维优势更明显,但其价格昂贵,在碳纤维等原材料上的创新非常重要。

漂浮式海上风电技术将是“十四五”期间的重点创新方向,随着海上风电技术的发展,深远海已成为新的市场蓝海。

张凯介绍到,中国海装申报的“海上浮式风电装备研制”项目获得工信部立项,这是风电领域国家拨款规模最大的科研项目。目前,已经在示范工程、浮体设计、一体化仿真等方面取得突破。

项目选取了最具代表性的广东徐闻地区作为漂浮式样机示范点,该海域水深65米,是典型的半深水海域,目前漂浮式风机正在制造当中,预计今年下半年示范。

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加快风电智能化、数字化转型

风电是多学科的融合技术,随着“十四五”大规模风电项目并网,对风电机组的智能化、数字化要求会越来越高,整机商需从风资源、机组、风场等多方面进行数据融合,全面提升风电全生命周期综合实力。

张凯表示,“智能化、数字化是风电降本增效最本质的手段,我国风电数字化属于刚刚起步阶段,在设计、制造、运维管理等方面应用不足,但已取得相应成绩。”

智能制造方面,数字化技术已经展现出巨大潜力。拿拧螺栓工序来说,以往需要多名熟练工使用液压扳手同时操作,耗时2小时以上。如今,通过“偏航轴承拧螺栓智能系统”的机器人,同样的工作量只需要40分钟,且完成的质量更高激光自动识别、系统智能校准位置、机械臂控制力度,而整个过程都被记录下来形成大数据,为以后的智能化生产提供参考。

智能运维上,中国海装LiGa 智慧运维平台具备大数据平台、智能排程系统和调度管理系统,结合风电场所有运行数据,依托大数据、人工智能及智慧运维对风电场进行智慧化运营维护。

该平台现已完成上千台风电机组的数据接入,完成风电机组所有大部件智能故障诊断与预测模型的开发应用与实时反馈。中国海装还在平台上逐步优化机组二级、三级零部件的模型,以实现风电机组的主动性及预防性维护。

据测算,利用LiGa平台,结合现场运维人员操作,单台机组的年利用小时数可提高50小时,关键零部件计划外维护次数减少70%以上,风电整机平均使用寿命预测值至少提高2年。

张凯认为,“十四五”期间,企业应加快数字化进程,做好数字化转型的准备。随着风电智能化、数字化技术成熟,风电成本会进步一下降。

风电长跑赛道上充满泥泞,中国海装强持续开展科技创新活动,加大科技研发投入,加强产业链协同创新合作,保持企业创新活力,推动风机大型化、国产化、数值化技术进步,在风电赛道上披荆斩棘,引领前行。