福建平潭县由126个岛屿组成,这里是中国大陆距离宝岛台湾最近的区域,与新竹仅68海里相隔。

如今,这里正在成为中国风电行业的最引人注目的地方。6月28日,在平潭外海,长达123米的风机叶片插入轮毂孔位,全球首台16兆瓦海上风电机组的吊装正式完成。这是目前全球单机容量最大、叶轮直径最大、单位兆瓦重量最轻的风电机组。

曾几何时,中国在海上风电领域更像是一个追赶者。得益于技术进步和政策支持,欧洲海上风电发展更早、累计装机规模更大。2015年,中国海上风电累计装机仅占全球装机比重的8.9%。

事情正在慢慢发生变化。2015~2022年,我国海上风电累计装机从162万千瓦增至3250万千瓦,累计装机占全球的比重也增至近50%。

全球首台16兆瓦海上风电机组的吊装和并网发电也证明,中国海上风电不仅仅在规模上实现了反超,技术上也已经开始走在了世界的前列。

金风探海

参与完成这台16MW机组研发的金风科技在伍德麦肯锡最新的全球风电整机企业市场份额排名中超越多年第一维斯塔斯,荣登榜首。

金风科技正在不断展现其在规模与技术创新方面的全能实力。

2017年,金风科技提出“两海战略”,瞄准海外风电市场和海上风电市场。如今6年过去了,金风科技早已成为毫无争议的风电王者。在海上风电领域,金风拿出了16兆瓦全球最大机组,震撼着整个行业。

2020年,国家能源局明确自2022年开始,中央财政不再对新建海上风电项目进行补贴,由此引发了2021年的海上风电抢装热潮。2022年,抢装潮结束之后,中国海上风电市场迅速进入调整期。相比于2021年178%的同比增速,2022年的23%增速显得有些暗淡无光。

不过在“3060”目标的框架之下,海上风电依然具备强大的潜力。在中央财政补贴明确取消之后,地方补贴等各类产业政策也在不断完善。海上风电发展有望迅速迎来爆发期。

在这个黎明前的曙光阶段,金风科技以16MW最大海上风电机组亮相,展现出其对于海上风电的庞大雄心,也让其未来海上战略逐渐浮出水面。

厚积薄发

“两海战略”推进的6年,为金风科技带来的是宝贵的技术积累与创新经验。

金风科技的入海之路可以追溯至2007年。一台1.5MW直驱永磁风机早在 2007年就于我国渤海湾投入运行,这也是亚洲第一台兆瓦级海上风电机组。

“开始推进两海战略之后,金风一直注重对海上风电技术的创新研发。”金风科技产品与解决方案中心总经理助理兼海上产品线总监樊彦斌告诉《能源》杂志记者,“技术的迭代更新对于海上风电至关重要,金风也因此一直在海上风电领域处于技术最前沿。”

2017年6月,国内首个海上风电6MW机组在北方冰冻地区成功应用。同年10月,金风推出了新一代海上风电大兆瓦产品——金风6.X系列解决方案。

自此,金风科技就开启了海上风电大兆瓦的领先之路。国内首台8MW海上风机、首台13.6MW海上风机,再到如今的全球最大16MW海上风机。金风科技在海上风电的技术创新实现多年积累后的井喷式发展。

“以前中国企业还可以跟在欧洲风电企业的后面,不断学习、甚至可以说是模仿。”樊彦斌说,“但是现在金风让中国海上风电走在了欧洲的前面。在大风机领域,我们已经进入了深水区。这更考验企业的技术积累和创新能力。”

海上风电建设成本高昂,投资周期长。相较于陆上风电,海上风电更具技术难度,安装、运维和维修难度更大,需要耗费大量人力和物力。

而且海上环境本就复杂多变,海上风电塔基建设不仅要考虑一般建筑工程的因素,还要考虑海水侵蚀、腐蚀、震动等较为特殊的因素,因而导致数倍于传统风电的建设成本。

正因为投资大、难度大、环境复杂,所以海上风电对于经验、技术、投资回报的要求极高。这也是金风多年海上风电战略推进中的重要积累。

7月18日5时45分,2023年第4号台风——“泰利”穿过雷州半岛,登陆广西北海。这含义为“尖锐与锋利”的强台风瞬时风速最高达55米/秒,相当于16级暴风过境。中央气象台发布台风橙色预警,广东所涉市县也陆续发布台风红色预警,学校停课、工地停工、船只停航,“抗台”战役一触即发。

就在台风袭击,海上风电机组本该停发的时间里,位于广东湛江徐闻项目的金风科技6.45MW海上风电机组却在狂风暴雨中抢发电量。

“这是金风多年技术积累推出的暴风增发策略。让机组可以最大限度地利用台风带来的风资源,延伸可用资源边界,同时保障机组安全。”樊彦斌说。

在国补退出之后,海上风电尽管还有部分地方补贴,但平价时代已经清晰可见。如何高效降本、提高海上风电运营水平,是下一阶段海上风电竞争的主要战场。对此,金风做好准备了么?

冲刺H5

江苏盐城紧邻黄海,由于曾是黄河夺淮入海的入海口,因此虽然海岸线漫长,却多为滩涂,少见良港。

地貌环境让这里是候鸟的栖息地,也让这里建设海上风电的自然条件更为便利。作为长三角地区首个千万千瓦新能源发电城市,盐城海上风电规模接近全省一半、全国五分之一,新能源发电装机容量近1300万千瓦。

在盐城大丰海域离岸边约67km处,32台金风科技6.45MW海上风电机组正徐徐转动。盐城国能大丰H5#风电场正源源不断地将风能转化为清洁的电能。

金风探海

“盐城国能大丰H5#海上风电场是全国首个由地级市国企开发建设的海上风电场。”提起这一殊荣,盐城国能大丰H5#风电场场长蒋晓松依然十分骄傲,“而且我们整个项目都足以对标央企标准。”

2021年是中国海上风电步入平价时代前的最后一年,中国海上风电迎来建设高峰期,为了保项目电价和交付,中国从北到南的海域呈现出一片吊装的忙碌景象,江苏也不例外。

“如果没有金风对项目的全程参与,想要赶上补贴末班车并不容易。”

作为当年国内在建离岸最远的海上风电项目之一,乘坐交通船到盐城国能大丰H5#风电场现场就需要4~5个小时。再加之风电场场址地质条件较为复杂,受潮汐、波浪、热带气旋影响严重,项目海上施工面临条件差、难度大等挑战。

“我们从项目最开始阶段就深度参与了。”樊彦斌说,“这样保证在项目推进、安装,甚至直到最后的并网调试,都能够在最短时间内最高效完成。”

以吊装为例,为实现高效吊装,金风科技通过创新的定制化吊装技术,在充分发挥船机性能的同时,通过调整机组出厂方式以及增加机组配套吊索具资源投入、优化安装工序等措施,大大提升了吊装效率,有效保障项目整体进度,最快的一台机组,仅用时33.7小时就完成了吊装。

吊装完成后的并网调试更让人惊艳。“11月16日吊装完成,12月15日就完成全容量并网。”盐城国能大丰H5#风电场场长蒋晓松至今提起还是颇为感慨,“是江苏大丰区域2021年海上风电建设高峰期间,首个完成吊装工作,首个完成并网调试上网的项目。”

都说“善战者,无赫赫之功”,如此高效的工作究其原因是金风科技多年海上风电经验积累和科研创新带来突破。例如1个月的时间完成吊装—调试,是因为金风科技在海上风电机组产品设计方面采用了一体化免调试技术,可以在工厂实现一体化免调试,大大减少了现场调试时间,一键启机,接线并网。

H5#海上风电场的成功经验对于金风科技来说不仅仅意味着在该项目上为业主抢出了宝贵的并网发电时间和国家补贴。更重要的是,在海上风电领域,高效、省时就意味着更低的成本,尤其在平价时代,这是海上风电的核心竞争力。

“H5项目成功的经验是可以0成本不断复制的。”樊彦斌告诉记者,“这会成为未来金风在海上风电领域的核心竞争力之一。”

掌控“大”节奏

从2011年至2021年,国内新增海上风电平均单机容量已从2.7MW提升至5.6MW,进入22年海风招标机型根据不同地区的风资源要求提升为8-10MW以上。CWEA数据显示,2022年我国下线的新型海风机组的平均单机容量达11.5MW。

大机组的优势显而易见,单位千瓦的造价更低,单位面积风场的潜在装机规模也更大。考虑到海上风电昂贵的工程成本,大机组也必然会受到市场追捧。

海上风电机组的发展大型化趋势不可逆。但大型化却并非一味的越大越好。

相比于单纯地增加单机容量,海上风电也关心全生命周期的度电成本、机组安全稳定。这关系到整个项目的收益,因此对海上风电产品的综合性能要求更高。

尽管金风科技推出的16MW海上风电机组实现了全球最大单机容量,但这也是充分考虑了市场环境、项目需求和供应链水平的结果。

金风探海

“我们的机组迭代基础是不同海上风电项目的客观条件与环境。基于这些事实数据和业主的投资规模、投资回报要求,综合考量之后再进行进组设计。产生出若干机型备选。”樊彦斌说,“这还只是设计层面的考虑,之后我们更需要考虑整个产业链是否有相应配套的产品、成本价格水平多少,海工设备是否支持相应大机组的吊装……等等。最终选出的是最适合整个项目的海上风电机组。”

风电行业发展至今,整机商已经不再是单纯的设计与整合。越来越多的整机商开始参与供应链上下游环节,甚至直接投资上下游环节。机组大型化的趋势,实际上考验的不仅仅是整机商的设计水平,更是整机商对整个风电产业链的理解。

譬如前文提及的盐城大丰H5#风电场项目,尽管采取的是比当时平均单机容量更大的6.45MW机组,但在金风科技的持续耕耘下,2022年,项目在全年风况较往年下降的情况下,实现年度发电量6亿千瓦时,超额完成全年发电任务,投产第一年就创造了发电量超可研设计值的成绩,并在2022年全年江苏省海上风电生产运行指标对标评比中位列前三名。

2023年,项目成绩继续突飞猛进,上半年总发电量超3.16亿千瓦时,平均可利用率达99.8%。

金风科技正在追求合理掌控海上风电大机组的发展趋势。既保持着最前沿的潮流,又能够为整个海上风电行业的发展提供助力。“16MW机组的研发实际上对中国的海上风电供应链都有着很大的推动,我们的供应商对于大机组的零部件研发也都有新的理解和突破。”

面对未来的海上风电市场,金风科技将会继续贯彻“具体项目,具体方案”的策略,以差异化的竞争优势迎接即将到来的海上风电发展热潮。

“我们判断,江苏、山东等北方地区海域在现有条件下,主流机组选择是8.5MW~10MW左右,而福建广东地区会以16MW为主。”樊彦斌说,“对于海上风电来说,最合理的机组选择不是越大越好,而是找到项目收益最大化、产业链最成熟的选择。这也是金风一直以来贯彻的目标。”

 


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