轟轟烈烈的海上搶裝潮結(jié)束，我國海上風(fēng)電在2021年取得了耀眼的成績，新增裝機量約10.8GW，一躍成為全球最大海上風(fēng)電場。
進入1月份，400MW規(guī)模海上風(fēng)電機組開啟招標，1300MW規(guī)模海上風(fēng)機中標信息公示，江蘇、上海相繼公布近3000MW海上風(fēng)電競配結(jié)果……如此這般熱鬧的海上風(fēng)電市場，還在延續(xù)著2021年的輝煌。
但是，我們也不得不注意到2022年海上風(fēng)電的國補取消，而現(xiàn)階段海上風(fēng)電實現(xiàn)平價上網(wǎng)略有距離。
盡管海上風(fēng)電在2021年完成了遠超預(yù)期的規(guī)模，我國海上風(fēng)電依舊面臨著大而不強的局面。
成為海上風(fēng)電強國，我們還將面臨哪些挑戰(zhàn)，又將如何攻堅克難?
一味追求大型化并不是一件好事
國補取消不可逆轉(zhuǎn)，對風(fēng)電行業(yè)來說，最需要做的還得是補短板鍛長項。
在這幾年的追趕中，海上風(fēng)電得到迅速發(fā)展，我們已經(jīng)從近海走向深遠海，機組也不斷朝著10MW以上發(fā)展著。
大容量機組意味著降本，也是業(yè)內(nèi)普遍所追求的一種趨勢。
在“單位千瓦成本一定，追求發(fā)電量最高”的前提下，海上風(fēng)電機組大功率所帶來高發(fā)電量，可以使運輸、吊裝、線路等費用大大降低。從2021年風(fēng)能展上，各個整機商公布的機型來看，金風(fēng)科技、明陽智能、電氣風(fēng)電、運達風(fēng)電、東方電氣和中國海裝均推出了10MW以上的風(fēng)電機組。
中國海裝學(xué)科帶頭人董曄弘在接受「能見」采訪時表示：“海上風(fēng)電增效降本的一個重要途徑就是風(fēng)電機組大型化，而到底多大的機組比較合適，目前整個行業(yè)都還在研討中，但是大型化這是必然趨勢?！?/p>
董曄弘進一步分析：“目前來看，10-16MW規(guī)模的機組技術(shù)成熟還需要2-3年，但未來有了更成熟的技術(shù)依托，20MW機組發(fā)展則會更快。”
“大容量機組是帶動全生命周期度電成本降低和技術(shù)先進性的趨勢。”金風(fēng)科技總工程師翟恩地對「能見」說：“從招標公告上就可以看出，機組大型化已經(jīng)不只是海上風(fēng)電的趨勢，陸上風(fēng)電亦是。”
根據(jù)1月發(fā)布的海上風(fēng)電項目風(fēng)機采購信息：浙江臺州一號海上風(fēng)電場單機要求7-9MW;山東昌邑萊州灣一期單機容量在6MW以上;陽江青洲一、青洲二海上風(fēng)電項目均采用明陽MySE11-230半直驅(qū)抗臺風(fēng)型風(fēng)電機組;三峽平潭外海海上風(fēng)電項目要求單機容量8MW。
翟恩地進一步補充：“具體項目需要多少容量匹配，這取決于當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)資源。像福建、廣州等風(fēng)資源較好的區(qū)域，會優(yōu)先選擇大容量機組。但是對于一些風(fēng)資源相對一般，比如7m/s平均風(fēng)速或者更低的地區(qū)，會受限于一些條件的制約。”
從目前所了解的信息結(jié)合我國海域劃分來看，江蘇以北的地區(qū)搭配10MW以下的占比較大，江蘇以南10MW以上更適配。
全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)突破推動平價
“2022年是我們行業(yè)從建設(shè)高峰邁入技術(shù)沉淀的休整期。”翟恩地表示，海上風(fēng)電是必須要進入平價的，但更多的需要通過技術(shù)創(chuàng)新來走入平價，技術(shù)才是拉動海上風(fēng)電規(guī)模化發(fā)展的基石，靠國家補貼是走不長的。
董曄弘認為：“每一輪搶裝潮之后，會有一個低谷期，在這個低谷期更應(yīng)該做的是修煉內(nèi)功。因此，我們在這一階段更應(yīng)做的是全方位技術(shù)突破，來達到降本的目的?！?/p>
海上風(fēng)電的成本構(gòu)成與陸上風(fēng)電最大的不同之處在于海工工程，這一工程更為復(fù)雜。
數(shù)據(jù)顯示，在海上風(fēng)電成本構(gòu)成中，風(fēng)機葉片、傳動系統(tǒng)以及塔筒分別占比為6%、18%、8%，安裝成本為20%，海上電力設(shè)施以及海上風(fēng)電基座等成本占比25%，其余還包括前期勘察、工程維護管理、保險等費用。
“海上工程施工的成本不亞于機組本身的成本?！倍瓡虾胫毖裕皬募夹g(shù)上應(yīng)對降本，一方面大力加強海上施工能力建設(shè)，另一方推動開發(fā)新的施工工藝，使得風(fēng)電+海工相融合?！?/p>
翟恩地認為：“海上風(fēng)電的平價應(yīng)從三個方面突破，一是通過技術(shù)創(chuàng)新實現(xiàn)統(tǒng)一規(guī)劃、集中連片的規(guī)?；_發(fā)態(tài)勢;二是海工工程的降本是非常重要的領(lǐng)域，建設(shè)高峰期之后海工工程的價格也應(yīng)回歸合理;三是隨著自動化、數(shù)字化和人工智能的發(fā)展，海上風(fēng)電的運維也會走向智能化?！?/p>
“海上風(fēng)電場運維成本占風(fēng)電場全生命周期的度電成本的20-30%，要實現(xiàn)降本就需要引入更智能化的技術(shù)手段來改變傳統(tǒng)運維模式，比如高端運維裝備，包括船舶、運維工裝;智能化的機組故障及預(yù)警監(jiān)測及識別;人工智能在運維策略領(lǐng)域的應(yīng)用等技術(shù)?！倍瓡虾虢忉屨f。
此外，翟恩地還建議：“海上風(fēng)電未來發(fā)展還可以推進‘源網(wǎng)荷儲’，在沿海用能大戶中，集中式平價上網(wǎng)略有困難的，可以考慮海上分散式，通過用能協(xié)商促進海上風(fēng)電消納?！?/p>
海上風(fēng)電實現(xiàn)平價的幾大關(guān)鍵因素，裝備、建安、運維等海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈的核心，在技術(shù)突破上均存在著加速推進的問題。
將風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)捏在手中
2020年12月30日，中國工程院院士、中國華能集團董事長舒印彪在“海上風(fēng)電支撐我國能源轉(zhuǎn)型發(fā)展戰(zhàn)略研究”結(jié)題評審會上指出，應(yīng)從兩個方面認識海上風(fēng)電的重要定位：戰(zhàn)略意義上，海上風(fēng)電在實現(xiàn)我國“碳達峰、碳中和”目標具有重要地位;科技意義上，風(fēng)電各產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)是國際必爭的制高點。
從資源稟賦來看，我國海上風(fēng)能資源豐富，共擁有長度約1.8萬公里的大陸海岸線，近海風(fēng)能資源儲量較大，適合大規(guī)模開發(fā)建設(shè)海上風(fēng)電場，海上風(fēng)速高風(fēng)機單機容量大，年運行小時數(shù)最高，可達4000小時以上。
同時，該研究項目對我國海上風(fēng)能資源、開發(fā)條件、近海風(fēng)電裝機容量進行了初步評估，根據(jù)評估結(jié)果，僅考慮0—50米海深、平均風(fēng)功率密度大于300瓦/平方米區(qū)域的開發(fā)面積，按照平均裝機密度8兆瓦/平方千米計算，我國海上風(fēng)電裝機容量可達到3009GW。
在“雙碳”背景下，海上風(fēng)能清潔低碳，資源儲量大，適合大規(guī)模開發(fā)，有望成為沿海地區(qū)未來主力電源之一，可以有效提高我國的能源供給安全系數(shù)，在改善能源結(jié)構(gòu)的同時保障能源供應(yīng)安全。
那如何理解風(fēng)電各產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)是國際必爭的制高點?
“部件和系統(tǒng)集成同樣重要?！倍瓡虾胝J為，海上風(fēng)電大型化趨勢越來越明顯，那么可靠性、智能化的需求會越來越高。在這樣的需求下，部件的關(guān)鍵技術(shù)處于重要位置，設(shè)計、制造和匹配能力決定了機組開發(fā)的能力。而機型大型化的趨勢一定程度上由葉片發(fā)展水平?jīng)Q定，葉片越大質(zhì)量越重，同時也越難制造，新工藝的應(yīng)用就需要得到創(chuàng)新發(fā)展。
另一方面，從系統(tǒng)性能匹配層面，作出合理優(yōu)選。作為整機商需要去判斷，當(dāng)前技術(shù)發(fā)展能夠做到哪種程度?應(yīng)該做到哪種程度?做到什么樣的程度才能夠應(yīng)對當(dāng)前的平價趨勢。
其實簡單來說就是關(guān)鍵部件國產(chǎn)化。董曄弘介紹：“目前國內(nèi)已成熟的機型除主軸承外，實現(xiàn)國產(chǎn)化是完全沒問題的?！?/p>
作為核心部件的軸承，國內(nèi)高端精密軸承研究起步較晚，主軸軸承的設(shè)計與制造等方面距離國外頂尖水平仍有較大差距?！罢l能把這些部件關(guān)節(jié)打通，誰就能在下一個階段的市場競爭中占據(jù)有利地位?！倍瓡虾胝f道。
目前我國海上風(fēng)電規(guī)模全球第一，但規(guī)模不一定代表實力，真正代表實力的是綜合競爭力。
翟恩地表示：“中國的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)，從全球來說，規(guī)模化、健全度都是領(lǐng)先的，但為什么還不能夠稱之為風(fēng)電強國，原因在于海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)所面臨的葉片、軸承、傳動鏈以及設(shè)計軟件都屬于‘卡脖子’范疇。”
此外，翟恩地還談到：“未來的海上風(fēng)電發(fā)展一定會走向深遠海，漂浮式海上風(fēng)電一定是兵家必爭之地。漂浮式海上風(fēng)電技術(shù)要要遠遠復(fù)雜于現(xiàn)在固定式海上風(fēng)電，更遠遠復(fù)雜于陸上風(fēng)電，這一定是整機商的技術(shù)的核心要素，誰在這方面能夠勝出，誰就占據(jù)了未來技術(shù)制高點?！?/p>
縱觀我國能源革命發(fā)展歷程，其實也在反映著核心技術(shù)從無到有，從落后到追趕，從追趕到并跑乃至超越的過程。在綠色能源的舞臺上，水電、核電、特高壓都已成為“國家名片”。
“未來風(fēng)電也將成為一張新的名片?！钡远鞯仄谠S。
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