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海上风电一味贪“大”深埋隐患

在大型化赛道上狂奔的风电行业当下弥漫着一种错位认知——以海上风电为例,喧嚣的舆论场上,似乎18MW甚至更大的风机已是主流成熟机型,实际上当前批量化商业运营的机组最大不过14兆瓦,风电行业高技术含量的市场化竞争,正在“降维”成功率数字上的简单比超。

2021年以前,中国海上风电市场的主流机型多是5-6MW机组。2021年海上风电平价后,海上风机主流机组快速跳跃至8-9MW。而后没在10-12MW过多停留,就直接跨越式地快速出现14、16、18、20MW机组,最近更是曝出了26兆瓦机组的消息。

然而,细数中国海上风电真正商业化应用的实例,截至目前,全国批量并网的14MW以上海上风机还不到20台(6月27日,批量化应用单机容量16兆瓦海上风电机组6台),8.5MW的海上风电机组仍是主力,超大型海上风机真正运行满一年且实现高可靠发电的风场屈指可数。

事实上,现有的机组已足以支撑当下海上风电项目平价需求。面对自然条件复杂多变的深远海,大型化虽然是风机技术进化的必然趋势,也是产业链降本的不二之选,但如果不能扎扎实实做好测试验证,一味求“大”求“新”,追求理论上更高的发电效率,忽视产品可靠性验证,一旦出现批量化事故,就会造成“一失万无”的结果,给整个行业带来毁灭性打击。

忽视可靠性,一味求“大”暗藏隐患

机组容量不断增大可以显著提升发电量,摊平项目成本,节约点位集约用海,一定是风电行业发展的主流方向,也是各整机商技术储备和竞争的主舞台。但是风机大兆瓦迭代过快,是否符合技术逻辑,是否能够真正实现降本目标,还有待商榷。

国内风机大兆瓦迭代如此迅猛,既得益于产业链的技术进步,也是市场倒逼“催熟”的结果。以2021年为例,当年实现并网的海上风场可享受带补贴8毛左右的电价。2022年海上风电平价之后,新增并网项目上网电价执行当地燃煤基准电价(4毛左右)。在新一轮海上风电竞配过程中,部分区域将电价作为项目竞配重要参考因素,一度出现了2毛多申报上网电价就中选的反常现象。为了能算得过来账,开发商只能把压力不断传导至整机环节,其结果是风机越做越大,价格却越来越便宜,整机商利润被大幅摊薄,最终会影响在测试验证、部件采购方面的投入,进一步埋下质量隐患。

值得注意的是,前几年海上风电抢装以及刚开始平价时,开发商更多考虑的是全力加快建设进度,在补贴窗口关闭前尽快并网拿到国补、省补,但现在很多开发商开始谨慎起来。因为测算下来,大兆瓦风机一旦出现故障,发电损失+维修成本将远超抢装带来的纸面收益。

海上风机在日常运行中,要直面强烈的海风、腐蚀等恶劣环境,对风机可靠性的要求极为严苛,出问题要付出的代价也更大。例如,陆上风机出了问题,使用一台吊车换个叶片/齿轮箱,只需要花费几十万元;在海上,同样是更换一次叶片/齿轮箱,相关费用动辄大几百万,甚至上千万元。与此同时,出海检修的作业窗口期约束很多,浪来了、风大了都不能换,能操作时还必须在短时间内尽快完成。

事实上,据业内人士介绍,现阶段开发的机组基本已能满足海上风电项目的平价要求,在开发更大功率的机型时,更应敬畏科学,一步一个脚印,踏踏实实把产品做好,而不是跳跃式发展。

全面强化测试验证,安全可靠才有未来

据了解,为确保机组安全可靠,正常情况下新机型推出后需经过充分的工厂内实验、试验风场测试验证,从原材料到零部件和系统,再到样机甚至整个风场,所有环节一层一层测试验证,小批量运行后才进行更大批量的供货,这需要一年到一年半的时间。但在当前大干快上的行业氛围中,测试验证的环节并没有得到应有的重视。

关于忽略测试验证的恶果,国外友商的殷鉴不远。差不多就在去年的这个时候,西门子歌美飒自曝批量风机质量问题,西门子能源首席执行官Christian Bruch坦言,出现质量问题的根本原因正是“新产品没有经过足够的运行测试,就过快地投入市场”。

与此同时,中国风电行业现在使用的安全设计标准是基于3、4兆瓦时代IEC标准制定的,这两年行业跳跃式发展推出的超大型风机,缺少适用的标准,整个产业链从某种意义上说都在摸着石头过河。

根据相关资料,目前市场推出的14-18MW海上风机轮毂高度可达150米,相当于一座50层大楼的高度;叶轮直径达240米,叶轮扫风面积约5万平方米,相当于7个标准足球场面积。机组更高更大更长,在极大提高风能开发潜力的同时,也带来一定风险。

90米叶片和120多米叶片,原材料已经有很大差异。6米×6米轮毂与2米×2米轮毂,机床加工精度要求更相去甚远。在风机快速迭代和急速降本过程中,新理论、新工艺、新材料、新部件不断涌现。从长远来看,风机持续创新,百花齐放,给风电行业带来了技术进步与价格优势。但是短期内的鱼龙混杂,也给行业发展带来不少干扰。

在大兆瓦风机跳跃式发展的过程中,部分整机商还需要调整技术路线,转型半直驱,甚至全集成,在行业批量应用和沉淀技术的时间不够长。在上述背景下,如果风机样机还没立起来,在没有充分测试验证的情况下就去参与投标,甚至交付,出问题是大概率事件。

风电作为中国新质生产力的代表,既要大发展,快发展,更要稳发展,只有高度重视测试验证,将成熟、可靠、高效的创新风机产品源源不断交付市场,中国风电才能真正实现可持续大发展。

来源:风芒能源

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