徐沛宇

業內公認,海上風機將呈現大型化的趨勢,爭議在于,5兆瓦以上的大風機將以怎樣的節奏量產投運。
中國海上風電投資速度正在前所未有的加快。全球風能理事會(GWEC)數據顯示,2018年,中國新增海上風電裝機1.8吉瓦,首次超過其他任何國家,排名全球首位。從總裝機量來看,中國排名全球第三位,僅次于英國和德國。
今年上半年,中國海上風電在建工程量已超過歷史總量。據中國可再生能源學會風能專業委員會統計,截止到2019年6月底,我國海上風電并網裝機403萬千瓦,其中上半年新增40萬千瓦,開工在建724萬千瓦。
中國建成和在建的海上風電項目所用機型幾乎都是5兆瓦以下的風機,歐洲則是6兆瓦以上機型占大多數。從全球來看,8兆瓦的風機即將投入商運,10兆瓦、12兆瓦的風機也已初見雛形。
中國在陸上風機的研發和制造方面后來居上,成為了世界的領頭羊。但在海上大風機領域,中國落后于歐洲,處于追趕者的角色。未來十年里,中國將迎來海上風電大規模建設的高潮。在這期間,大兆瓦的風機何時量產商運,成為業內關注的焦點。
海上風電的風險遠高于陸上風電,運維成本更高,可到達性較差。在風大浪大的環境下,海上風場可出海率較低,可維護的時間極其有限。因此,海上風電機組的安全可靠性必須更高。與此同時,隨著單臺風機容量的增大,單臺機組的成本更高,發生故障損失的發電量也更大,如何選擇性價比更高的機組是擺在運營商面前的難題。

圖1:中國近年來海上風電裝機情況
資料來源:《財經》記者根據公開信息整理 制圖:毅斌
海上風電正在吸引越來越多的央企加大投入。這些央企不僅直接投資電站,還加大了對海上風電技術研發的關注。今年5月,華能集團宣布投資1600億元,在江蘇打造基地型、規模化的千萬千瓦級海上風電產業基地,集研發、制造、運維為一體。華能集團副總經理王敏近日在江蘇鹽城參加中國新能源高峰論壇時表示,中國與歐洲海上風電技術差距正在逐步縮小,但在核心部件生產、大功率風機整機制造、海上風電安裝運維、并網技術研究等方面仍需加快步伐。華能在江蘇建立海上風電基地的目的在于通過科技引領降低造價,提高可靠性,增強中國海上風電技術在國際上的競爭力。
從制造業供應鏈來看,處于產業化發展初級階段的海上風電還存在諸多短板。業內呼吁,大兆瓦風機的商業化量產,一定要經過充分的可靠性實驗和安全保障,避免未來出現大的風險。
大型化是全球海上風電機組共同的發展趨勢,其中,歐洲的步伐走得最快。2018年,歐洲海上風電新增裝機平均功率為7兆瓦。全球風能理事會(GWEC)預測,到2020年,歐洲平均單機裝機功率將達到8兆瓦。五年后,進一步提高到10兆瓦。
中國海上風電新近安裝的機型以4兆瓦為主,6兆瓦以上的機組在逐漸增多,最大功率已突破7兆瓦。
維斯塔斯和西門子歌美颯是全球海上風電排名前兩位的整機商,兩家之和占到全球累計安裝機組70%以上市場份額。兩家公司都已制定10兆瓦風機的商業計劃。西門子歌美颯今年1月首次發布10兆瓦海上風機,該機型計劃在2022年商業化量產。維斯塔斯去年表示其10兆瓦風機已開始銷售,計劃在2021年進行商業安裝。
通用電氣(GE)的大風機計劃更加超前。去年3月該公司宣布,在未來三到五年內投資4億美元研發世界最大功率的海上風機,單機裝機容量達到12兆瓦,計劃于2021年開始出貨。值得注意的是,GE今年已發生了五次陸上風機倒塔事故。
中國海上風電行業也在準備迎接即將到來的10兆瓦風機。中國海裝研究院院長韓花麗近日表示,目前我國風電大機組研發的難題在于,如何平衡高成本和發電收益之間的矛盾。綜合考慮多方面因素,10兆瓦級海上風電機組將有望成為下一代海上風電的主力機型。
地方政府已出臺政策鼓勵大兆瓦風機的研制。江蘇、廣東和福建是發展海上風電的主要省份。在三地發布的海上風電競爭配置辦法里,江蘇將單機容量加分門檻設置在4兆瓦以上,廣東的門檻為5兆瓦以上,福建的門檻更是提高至8兆瓦。
據《財經》記者統計,東方電氣(600875.SH)、中國海裝、上海電氣(601727.SH)、明陽智能(601615.SH),以及華銳風電(601558.SH)等中國整機商已開始研發10兆瓦的風機。
對于中國海上大風機的整體進展,一位不愿具名的行業專家對《財經》記者評論說,中國10兆瓦大風機的研發進程不是太快,而是太慢,我們已經落后于歐洲了。有能力的企業應該加快研發大風機,而一些不講科學、沒有基礎的企業則不應該妄想顛覆行業。
不過,有業內人士認為,中國的大風機研發步伐不應該緊跟歐洲。遠景能源全球技術委員會主任、原西門子產品架構總工程師Kurt Andersen對《財經》記者說,相對于歐洲來說,中國的風電行業對海上氣候環境大數據早期獲取不夠重視。歐洲通常會在海上風電項目前期,做各種設備的測試,搜集當地風場大量的數據,來確定風場的相關設計,包括風機產品的機型。中國應該有更多的耐心來測試不同型號、不同功率的風機產品。

表1:全球海上風電近兩年裝機情況