近期，隨著海風(fēng)陸風(fēng)大兆瓦機(jī)組的吊裝消息頻頻傳出，風(fēng)電行業(yè)又邁上了一個(gè)新臺階。

可以看到，陸上風(fēng)電開發(fā)已近三十個(gè)年頭，風(fēng)機(jī)卷至15MW，葉輪直徑和塔架高度創(chuàng)歷史新高。

按照目前一些整機(jī)商“海上先行，陸上跟上”的發(fā)展思路，海風(fēng)狂飆速度更為迅猛，不僅成為整機(jī)商技術(shù)實(shí)力與創(chuàng)新能力的直接體現(xiàn)，也成為風(fēng)機(jī)發(fā)展走勢的風(fēng)向標(biāo)。

今年6月，東方風(fēng)電、中船海裝18MW風(fēng)機(jī)先后吊裝。7月，中船海裝的“巨無霸”在遼寧營口啟動發(fā)電，成為首個(gè)進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用的18MW機(jī)組，進(jìn)一步為海風(fēng)批量安裝應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

海風(fēng)18MW的時(shí)代已拉開大幕。但在大幕背后，一邊是國內(nèi)風(fēng)電市場競爭進(jìn)入白熱化階段，全產(chǎn)業(yè)鏈業(yè)績承壓；一邊是頻繁迭代，停不下來的大兆瓦風(fēng)機(jī)研發(fā)，最大單機(jī)容量已達(dá)22MW。

在這樣的行業(yè)機(jī)遇與挑戰(zhàn)面前，風(fēng)電整機(jī)企業(yè)將以怎樣的“姿態(tài)”直面海風(fēng)未來？

超大兆瓦市場打開

回望2022年10月，海上風(fēng)電平價(jià)時(shí)代全國首個(gè)核準(zhǔn)項(xiàng)目的首度綠電剛剛發(fā)出，這個(gè)由中船海裝H236-8.X平臺機(jī)組所發(fā)出的綠電標(biāo)志著我國海上風(fēng)電實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展。

在這一年，海上平價(jià)市場正式啟航，海上風(fēng)電項(xiàng)目平均度電成本降至0.33元/千瓦時(shí)左右，到“十四五”末有望實(shí)現(xiàn)全面平價(jià)。從成本上看，在過去10年間，中國海上風(fēng)電成本已降低了60%。

競價(jià)上網(wǎng)成為海上風(fēng)電發(fā)展的最新模式，風(fēng)電機(jī)組的大型化與風(fēng)電規(guī)模化發(fā)展和成本降低相互作用、相互影響。

數(shù)據(jù)顯示，2024年5月，華能半島北L場址海上風(fēng)電項(xiàng)目，單機(jī)12-14MW，含塔筒的折合單價(jià)已經(jīng)到了3000元每千瓦左右的價(jià)格。

毫無疑問，大型海上風(fēng)電機(jī)組在相同條件下發(fā)電效益更高，可以有效節(jié)約用海面積、降低機(jī)位點(diǎn)數(shù)量，進(jìn)而降低海上風(fēng)電場施工成本。以100萬千瓦項(xiàng)目為例，安裝16MW機(jī)組，機(jī)位點(diǎn)數(shù)量63個(gè)，安裝18MW機(jī)組，機(jī)位點(diǎn)數(shù)量可減少約13%，降低基礎(chǔ)造價(jià)達(dá)上億元，經(jīng)濟(jì)性十分可觀。

由此，海上機(jī)組大型化開啟新一輪狂飆。截至2023年年底，我國已下線單機(jī)容量達(dá)到16MW的海上風(fēng)電機(jī)型有7款，其中的4款達(dá)到18MW及以上。

2023年，大型化海風(fēng)機(jī)組市場也已在醞釀當(dāng)中。數(shù)據(jù)顯示，2023年國內(nèi)海上風(fēng)機(jī)招標(biāo)共8.8GW，其中10MW≥N≥8MW機(jī)組是海風(fēng)市場主力，占78%，14MW≥N>12MW占12%，16MW≥N>14MW占1%，18MW≥N>16MW占9%，最大功率18MW級別的風(fēng)機(jī)首次在招標(biāo)中出現(xiàn)。

今年年初，我國首個(gè)18MW風(fēng)機(jī)批量化應(yīng)用項(xiàng)目也開啟招標(biāo)工作。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國已公布的涉及安裝18MW機(jī)型（包括18.8MW和16-18MW平臺產(chǎn)品）的項(xiàng)目共8個(gè)，集中在廣東、福建、海南海域，對18MW機(jī)型的需求總臺數(shù)達(dá)221臺，總?cè)萘考s4GW。

一場技術(shù)、成本與可靠性的拉鋸戰(zhàn)

在大型化浪潮下，高塔筒、長葉片越發(fā)成為行業(yè)標(biāo)配。2021年中船海裝下線的H210-10MW機(jī)組將海上風(fēng)機(jī)葉輪直徑擴(kuò)大至210米。

到今年，中船海裝正式投入運(yùn)營的H260-18MW機(jī)組其風(fēng)輪直徑已達(dá)到260米，塔筒高度也達(dá)到了145米。

葉片長度與塔筒高度的不斷延伸，使得風(fēng)能資源開發(fā)利用進(jìn)入新領(lǐng)域，同時(shí)對安全性能提出更為嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

為避免極端風(fēng)速條件下的安全風(fēng)險(xiǎn)，變槳軸承、輪轂、電機(jī)、主軸承及偏航軸承等核心部件均需進(jìn)行強(qiáng)化設(shè)計(jì)，這不可避免地增加了機(jī)組重量與制造成本。

但在低價(jià)市場的逼迫下，行業(yè)必須考慮用何種方式降本？

輕量化及平臺化設(shè)計(jì)應(yīng)運(yùn)而生，不過這些策略的實(shí)施對供應(yīng)鏈的整合能力提出了更高要求，并伴隨著潛在的風(fēng)險(xiǎn)與挑戰(zhàn)。

平衡大型化及輕量化、平臺化與可靠性之間的關(guān)系成為風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重中之重。

不乏業(yè)內(nèi)人士指出，技術(shù)創(chuàng)新迭代速度超出了行業(yè)的能力。當(dāng)前風(fēng)機(jī)部件尤其葉片、塔架技術(shù)等還未經(jīng)實(shí)質(zhì)性的驗(yàn)證，開始批量商業(yè)化應(yīng)用必然存在風(fēng)險(xiǎn)。

作為企業(yè)而言，即便行業(yè)競爭形勢再激烈，也不能冒進(jìn)，必須對技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品市場推廣進(jìn)行嚴(yán)格的評估。海外市場的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)更是敲響了警鐘，質(zhì)量問題足以對企業(yè)造成毀滅性打擊。

如GE今年已對外宣布，暫停18MW以及更大額定功率的海上風(fēng)機(jī)研發(fā)制造計(jì)劃，將發(fā)展重心放在15MW平臺上。而在一年前，這家公司曾表示容量17-18MW機(jī)型將更迎合市場。

質(zhì)量與安全問題始終值得所有風(fēng)機(jī)廠商警醒。

要快，更要穩(wěn)

近年來，由于技術(shù)快速迭代和未經(jīng)充分試驗(yàn)等因素，海內(nèi)外風(fēng)電機(jī)組事故頻發(fā)，安全風(fēng)險(xiǎn)顯著上升。

海上風(fēng)電在日常運(yùn)行中，要直面強(qiáng)烈的海風(fēng)、腐蝕等惡劣環(huán)境，對機(jī)組的安全性、可靠性、穩(wěn)定性提出了嚴(yán)苛的要求，特別機(jī)組大型化、平價(jià)化趨勢下，對機(jī)組及關(guān)鍵零部件的要求也越來越高。

現(xiàn)階段中國風(fēng)機(jī)的每一次機(jī)型迭代背后，都是全產(chǎn)業(yè)鏈的突破。

以中船海裝為例，其18MW機(jī)組是聯(lián)合了中國船舶集團(tuán)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈單位和多家科研院所、優(yōu)勢企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新，從整機(jī)及并網(wǎng)需求分解轉(zhuǎn)化為對葉片、發(fā)電機(jī)、變流器、直流升壓、基礎(chǔ)支撐和控制系統(tǒng)的正向設(shè)計(jì)。

據(jù)中船海裝介紹，該機(jī)組實(shí)現(xiàn)整機(jī)國產(chǎn)化率達(dá)90%以上，葉片、發(fā)電機(jī)、齒輪箱等關(guān)鍵核心部件國產(chǎn)化率近100%。

高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)是先導(dǎo)，為保障機(jī)組安全，一般新產(chǎn)品推出還需經(jīng)過充分的工廠內(nèi)實(shí)驗(yàn)、試驗(yàn)風(fēng)場測試驗(yàn)證，小批量運(yùn)行后才進(jìn)行更大批量的供貨，這需要一年到一年半的時(shí)間，當(dāng)前這一驗(yàn)證過程被迫大幅縮短。

不過，在風(fēng)機(jī)測試方面，中船海裝做得相當(dāng)細(xì)致，看得出公司對此高度重視。作為在2022年底就推出18MW機(jī)組的整機(jī)商，中船海裝有相對更充足的時(shí)間給機(jī)組做“全面體檢”。

據(jù)了解，中船海裝傾力打造了海上風(fēng)電機(jī)電傳動系統(tǒng)研發(fā)試驗(yàn)平臺，布置了包括功率、振動、轉(zhuǎn)速、溫度、噪聲在內(nèi)的數(shù)百個(gè)傳感測量點(diǎn)，全力滿足海上風(fēng)電大型化、輕量化、集成化等新技術(shù)應(yīng)用前的測試驗(yàn)證需求。

從下線到正式商業(yè)化運(yùn)行，中船海裝18MW機(jī)組正好走過一年半的時(shí)間。

在該風(fēng)機(jī)進(jìn)行廠內(nèi)測試的同時(shí)期，行業(yè)也馬不停蹄，多地陸地臨海開建大兆瓦風(fēng)機(jī)測試機(jī)位，為超大容量海上風(fēng)電機(jī)組測試保駕護(hù)航，還能節(jié)省研發(fā)成本，更有助于企業(yè)搶占市場先機(jī)。

此次，中船海裝18MW選擇安裝的地點(diǎn)位于遼寧營口的海邊，將配套當(dāng)?shù)責(zé)犭姀S進(jìn)行發(fā)電，形成風(fēng)電、光伏、火電等綜合發(fā)電格局。

據(jù)悉，中船海裝主要看中測試點(diǎn)兼具海上風(fēng)電和陸地風(fēng)電的實(shí)驗(yàn)條件，能為未來我國海陸結(jié)合地帶的超大風(fēng)電機(jī)組做出全新探索。同時(shí)，遼寧也是中船海裝著力開發(fā)的海風(fēng)市場，不久前，中船海裝一批8MW風(fēng)機(jī)助力遼寧實(shí)現(xiàn)了海上風(fēng)電平價(jià)“零”的突破。

寫在最后

超大風(fēng)電機(jī)組開發(fā)成本高昂，挑戰(zhàn)重重，筑起市場準(zhǔn)入的高墻，加劇了行業(yè)集中。一場圍繞成本、技術(shù)、供應(yīng)鏈等多維度的激烈博弈也隨之展開，安全問題暗中潛伏，隨時(shí)準(zhǔn)備對疏忽者發(fā)出致命一擊。

說到底，在這場事關(guān)企業(yè)命運(yùn)與行業(yè)發(fā)展的較量中，行穩(wěn)才能致遠(yuǎn)！