我國海上風電步入“大兆瓦”時代 培育完備的海上風電供應鏈體系迫在眉睫

8月21日，具有完全自主知識產權、國內首臺10兆瓦海上永磁直驅風力發(fā)電機在東方 電氣研制成功，并將發(fā)往福建安裝在興化灣風場。海上風機單機容量從5兆瓦、7兆瓦、8兆瓦再到10兆瓦的不斷遞增，恰似我國海上風電建設成本不斷下降的縮影。

“我國與歐洲海上風電技術差距正在逐步縮小，海上風電機組單機容量正在逐步提高，大兆瓦機組是海上風電的必然趨勢。”中國可再生能源學會風能專業(yè)委員會秘書長秦海巖介紹說，大兆瓦機組可以大幅提高發(fā)電量，節(jié)約運維成本。目前，單機容量12兆瓦、15兆瓦的海上風機研究制造已提上日程，我國海上風電步入大功率、大兆瓦機組的新時代。

大兆瓦海上風機是大勢所趨

據中國可再生能源學會數據顯示，2017年之前，全球海上風電市場平均商用風機容量低于5兆瓦，2018年，全球海上風電機組平均容量超過了7兆瓦，預計2020年達到8兆瓦，2023年達到10兆瓦。

在近兩年開發(fā)的海上風電項目中，歐洲海上風電6兆瓦以上機組已經占據了主流，6兆瓦以上的機型占到80%，我國海上風電機組以4兆瓦為主，6兆瓦以上機組在逐漸增多。而今年，國內已安裝的最大功率海上風電機型已突破7兆瓦，已達到全球海上風機平均容量水平。

今年1月25日，明陽智能全球首臺MySE7.25兆瓦超大型海上抗臺風風電機組在廣東揭陽惠來啟動吊裝，這對于我國超大型海上抗臺風機自主研發(fā)和繼續(xù)引領全球海上風電技術創(chuàng)新具有里程碑意義。針對平價/競價上網要求，增加單機容量，總體建設成本將得以有效降低。以300兆瓦海上風電項目為例，安裝5.5兆瓦機組需要55臺，而換成7.25兆瓦則只需要41臺，節(jié)省14個機位點。近年來，明陽智能一直加大海上大功率風機產品的研發(fā)和生產，海上風機產品涵蓋3/5.5/7兆瓦平臺，并啟動了8兆瓦~10兆瓦及更大容量水平產品的預研。

大兆瓦風機商業(yè)化運營對于降低海上風電度電成本意義重大。隨著風機單機容量的提升，過去6年，海上風機度電成本下降了一半。風機功率提升、葉片直徑擴大后，年發(fā)電量也隨之增加。除了發(fā)電量的提升，大功率風機還可以有效降低成本，在同樣的裝機規(guī)模下，單機功率越大，所需安裝的風機臺數越少，帶來的是成本的降低。比如，海上風電運維占到整個項目生命周期成本的25%至30%，風電場風機臺數越少運維成本越低。

以上海電氣為例

繼去年12月在福建莆田制造基地發(fā)布7兆瓦海上風電機組后，今年8月初，國內首臺8兆瓦海上風機在上海電氣風電集團汕頭制造基地下線。8兆瓦機型單機容量大，用海面積少，整場安裝周期短，維護成本更低。

供應鏈配套體系需同步跟上

目前，我國海上風電剛剛步入初期發(fā)展階段，在平價上網的壓力下，面臨著成本高、建設難度大、發(fā)展經驗不足等挑戰(zhàn)和風險。而且，越來越多的風電場進入到遠海區(qū)、深水區(qū)，技術難度逐漸加大，成本相應增加。采用大容量、大兆瓦風電機組是海上風電場集中連片大規(guī)模開發(fā)所需，它將有效降低風電場度電成本，提高海上風電場規(guī)模開發(fā)利用的整體經濟性，創(chuàng)造更多價值。

但不容回避的問題是

在大功率海上風機規(guī)模應用之前，與之相匹配的齒輪箱、發(fā)電機、主軸承、變流器、鑄件等核心部件和供應鏈體系是否跟得上;適合大功率海上風電機組的安裝技術、運維技術是否成熟;大功率海上風機應用于我國海況并無先例，其安全性能否得到保障。

事實上，供應鏈一直是我國海上風電規(guī)模化發(fā)展的掣肘，從開發(fā)、采購、運輸、安裝、運行一直到拆除，海上風場壽命期每個環(huán)節(jié)的零部件供應商、施工安裝方和服務機構都或多或少地存在短缺和不足，加快培育完備的供應鏈體系已迫在眉睫。

“我國海上風電剛剛步入產業(yè)化發(fā)展的初期階段。大功率海上風機所需的軸承、主軸、大型鑄鍛件、大型葉片等需要補齊的短板還很多，適用于海上的大型風電設備無論技術還是產能尚需提高。”秦海巖說，現在適用于海上風電的大兆瓦級風電機組一定要進行充分的研發(fā)驗證，否則會帶來很大風險。

國家能源局發(fā)布的《風電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》指出，要突破10兆瓦級大容量海上風電機組及關鍵部件的設計制造技術。掌握風電機組的降載優(yōu)化、智能診斷、故障自恢復技術，掌握基于物聯網、云計算和大數據分析的風電場智能化運維技術，掌握風電場多機組、風電場群的協同控制技術。突破近海風電場設計和建設成套關鍵技術，掌握海上風電機組基礎一體化設計技術并開展應用示范。

此次國內首臺10兆瓦海上永磁直驅風力發(fā)電機的研制成功，一舉攻破了10兆瓦大型海上風電研制關鍵瓶頸，實現了我國大兆瓦級風力發(fā)電機自主品牌的歷史性突破，這也為大功率海上風電機組的規(guī)模應用開了個好頭。