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海上风电如何降本增效——看“海装造”应对“竞价”挑战

来源:中国能源报 作者:常潆木 2018/10/18 10:30
  “竞价”正成为风电产业的趋势。作为“蓝海”的海上风电,其补贴强度逐步退坡也成为必然。这对于刚刚步入规模化发展的中国海上风电来说,唯有技术创新,提升可靠性和发电量,降低运维成本,才能化“竞价”挑战为机遇。
  迎接“竞价”挑战
  “不出意外,今年我国海上风电装机量将实现第5年连续增长。”截至目前,我国海上风电装机总量接近300万千瓦,且增长势头仍然强劲。”业内人士说。
  历经“十二五”时期的探索,我国海上风电产业技术逐步成熟、制造能力快速发展,标准体系不断完善,各方面条件基本成熟。根据各省发布的海上风电规划,仅福建、广东两省规划总量就已超过8000万千瓦,项目开发也呈现出由近海到远海、由浅水到深水、由小规模示范到大规模集中开发的特点,我国海上风电开始步入规模化、商业化新阶段。
  伴随风电推行竞争性配置项目资源,地方实施细则相继出台,“竞价”时代正渐行渐近。当发展势头正猛的海上风电遭遇“竞价”政策,海上风电该如何“调转船头”?
  “与其被动应对,不如主动出击,中国海上风电应基于我国的资源条件,挖掘自身的降本空间。”业内人士表示,“‘竞价’将促使行业走向成熟理性,推动行业从价格竞争最终转向价值竞争。”
  机组是海上风电开发的基石,其效率和可靠性直接决定着项目的收益。作为机组提供者的整机商,首当其冲处于应对“竞价”挑战的前沿。
  应对“竞价”挑战,整机商只有两个选择:一是直接降低原材料和零部件成本;二是通过技术创新提升机组等效利用小时数。
  据了解,目前国内主流的整机商都在积极进行技术储备,进一步增强海上机组的稳定性和可靠性,降低运维成本,通过提升单位千瓦扫风面积寻求最优的海上风电解决方案。
  海上风机迈入“大时代”
  相对于陆上风电,“竞价”政策对于补贴强度较高的海上风电影响更为突出。
  根据测算,江苏等低风速海上区域年平均发电小时约为2700小时,EPC造价约为15000元/千瓦。因此,业内认为,发电小时数要突破3000小时、EPC要控制在1万元以下才能最终实现“平价”目标。
  在此背景下,单位千瓦扫风面积大的大容量机组被认为是应对“竞价”挑战,降低全生命周期度电成本的必然选择。
  业内人士解释说,由于海上施工条件恶劣,单台机组的基础施工和吊装费用远远大于陆上机组的施工费用,大容量机组虽然在单机基础施工及吊装上的投资较高,但由于数量少,在降低风电场总投资上具有明显优势。同时,还可减少可能的故障输入点数量,同时减少了机组间的尾流等影响,有利于提高发电效益。
  不久前闭幕的德国汉堡国际风能展上,全球首个10MW级海上风机正式发布,海上风电开始进入“10+”时代。在国内,近年来,一批主流整机商也致力于推动中国海上风电迈向“大时代”,海装H171-5MW等一系列大机组应运而生。
  “虽然,风资源条件不同、海域和海床条件不同,不能笼统认为机组越大越好,但就行业整体趋势而言,大机组无疑是发展方向。”业内人士说。
  中国海装副总经理汤文兵表示,大机组能“大”到什么程度取决于三个因素:首先,整机企业是否拥有技术沉淀,是否掌握了核心技术;其次,是否可以制造出符合相应要求的叶片;最后,要看大型机组的经济性。
  突破“3000小时”禁区
  江苏如东,是中国海上风电最早的试验田之一。如东海域的八仙角海上风电项目于2017年9月30日全部投产。项目总装机容量为30万千瓦,共安装海上风机70台,其中安装20台中国海装5MW机组,这是中国5MW自主海上风机的首次规模化应用,开启了中国海上风电的“大时代”。
  对于江苏沿海这样的低风速区域而言,年等效利用小时数达到3000小时曾被认为是不可能的,而技术创新颠覆了这一传统认知。
  最新运行数据显示,八仙角项目中国海装风机从2017年10月至2018年9月,平均可利用率达到99%,批量年等效满发利用小时数达3200小时,单台H171-5MW机组更是惊人的超过3800小时。
  风电技术专家告诉记者,对于年平均风速低于7.5m/s的长江口以北的海上风电场,单位千瓦扫风面积3.5平方米左右的机组,设计理论年满发小时数大约为2600小时。要达到3000小时的目标,需要单位千瓦扫风面积4.5平方米以上的机型才能有所保障。
  据介绍,H171-5MW机组风轮直径为171米,其扫风面积足以停下两架空客A380,相当于3个足球场的面积。该机组单位千瓦扫风面积高达4.59平方米,与现有主流海上风电机组相比,单位千瓦扫风面积增大30%以上,在6.7m/s风速下即可实现年等效利用小时数3000小时的目标。
  在如东以南900公里的福建兴化湾 ,坐落着目前全球单机容量最大、机型最多、工程地质条件最复杂的海上风电试验风场。8家中外整机厂商的风机在这里“同台竞技”。
  今年8月底,“海装造”H128-5MW风机率先顺利完成240h试运行考核,中国海装成为兴化湾试验风场首家通过240h预验收并签订预验收合格证书的单位。在240h试运行期间,H128-5MW还经历了超强台风“玛莉亚”的考验,赢得了业主方的认可。
  据了解,“海装造”5兆瓦海上机型正是沿着样机、小批、批量化各个阶段一步步扎实走下来,才获得了持续的技术优化和超高的可靠性。
  对此,中国海装董事长王满昌说:“我认为,国家能源局对现阶段海上风电开发确立的‘积极稳妥’基调是非常科学、中肯的。在大规模开发之前,各方应该沉下心来,合力做好基础性工作,真正打造一条坚强的产业链。开发企业应当抑制投资冲动,加大管理创新和人才培养力度;制造企业必须专注于技术创新,为市场提供安全可靠、经济友好的多元化产品选项。”
  决胜整体解决方案
  相较陆上风电,海上风电不仅是风电项目,也是海洋工程。除了风电技术,更需要借助先进的海洋工程技术。因此,必须加强海洋工程和风电产业的合作,促进海洋风电工程建设技术创新,从整个系统工程上帮助海上风电降低成本,更好应对“竞价”挑战。
  对于整机商而言,应对“竞价”挑战,比拼的不仅仅是机组,更是产业链集成能力和整体解决方案的优劣。目前,各大整机商都致力于打开产业链上的核心技术“黑匣子”以及完善优化整体解决方案。
  “如东八仙角20台‘海装造’风机的不俗表现正是得益于整体方案的有效性和可靠性。”中国海装相关人士说。
  据透露,中国海装提出的海上风电整体解决方案涵盖了从前期资源评估、项目开发、设备选型、风机布置,到设备一体化载荷仿真计算和建模、项目安装建设、一体化运维等。未来,更多的海上风电场将应用这套解决方案。
  而凭借中船重工产业链,中国海装具备近乎完整的风电机组零部件配套体系,可实现近90%的配套服务能力。H171-5MW机组采用的全球5MW中最轻的叶片正是来自中国海装旗下的双瑞叶片公司。
  业内专家表示,“十三五”中后期是我国海上风电发展的重要战略窗口期,无论是眼下的“竞价”政策,还是终极的“平价”目标,其着眼点不仅仅是成本的降低,更是全行业的技术进步。
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