中國海上風(fēng)電市場持續(xù)繁榮。根據(jù)中國可再生能源學(xué)會數(shù)據(jù)顯示，2022年中國海上風(fēng)電新增吊裝容量516萬千瓦，約占全球的54%。截至2022年年底，我國已累計建成近10個海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)園，海上風(fēng)電累計并網(wǎng)裝機量超3000萬千瓦，保持世界領(lǐng)先地位。

數(shù)據(jù)的繁榮，得益于中國新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展取得的非凡成就，是一代代風(fēng)電人踔厲奮發(fā)的成果。但我們也清醒認(rèn)識到海上風(fēng)電發(fā)展仍舊面臨著不小的挑戰(zhàn)。雖然機組大型化已成為海上風(fēng)電發(fā)展默認(rèn)的方向，但大型化的過程也伴隨著一系列的挑戰(zhàn)和風(fēng)險。

(資料圖)

從2011年至2021年，國內(nèi)新增海上風(fēng)電平均單機容量已從2.7MW提升至5.6MW，進入22年海風(fēng)招標(biāo)機型根據(jù)不同地區(qū)的風(fēng)資源要求提升為8-10MW以上。CWEA數(shù)據(jù)顯示，2022年我國下線的新型海風(fēng)機組的平均單機容量達11.5MW。

與此同時，我國海上風(fēng)電大型化機組實現(xiàn)突破，2022年11月，金風(fēng)科技與三峽集團聯(lián)合研發(fā)的GWH252-16MW海上風(fēng)電機組下線，單機容量和葉輪直徑上實現(xiàn)了世界級領(lǐng)先，入選“2022年度十大國之重器”，次月中國海裝H260-18MW機組下線，記錄再創(chuàng)新。

不禁疑問，對于國補退坡一年還尚未完全實現(xiàn)平價的海上風(fēng)電來說，大型化進程是否太快了？海上風(fēng)電機組運行環(huán)境復(fù)雜，機組更迭提速，壓縮研發(fā)的周期，現(xiàn)有技術(shù)儲備能否應(yīng)對當(dāng)前的飛速發(fā)展，又將如何保證可靠性？海上風(fēng)電的發(fā)展還有哪些制約？

大型化降本明顯，但受市場驅(qū)動進程過快

陸上低價的風(fēng)，終是吹到了海上。

金風(fēng)科技海上業(yè)務(wù)單元總經(jīng)理于晨光認(rèn)為，機組大型化的進程受到市場的驅(qū)動，超出預(yù)期的快速到來，總體上來看是有些快了，最近一兩年時間機組迭代的增幅就超過了原先將近10年的時間，質(zhì)量可靠性的保障至關(guān)重要。

國補退坡讓尚未完全成熟的海上風(fēng)電邁入平價時代，隨之面臨的上網(wǎng)電價下降50%和競爭更為激烈的海上市場。22年至今招標(biāo)數(shù)景氣，海風(fēng)進入裝機高增年，結(jié)合今年一季度財報表現(xiàn)，整機商與上游零部件呈現(xiàn)冰火兩重天。

這也意味著開發(fā)商的IRR要求沒有下降，降低度電成本的主要壓力就落在了整機廠商身上。

當(dāng)前，海上機組單位千瓦的售價已經(jīng)降了50%-60%。不可否認(rèn)，大型化和輕量化進程加速，規(guī)模效應(yīng)和零部件耗量下降為機組成本帶來下行空間，除此之外我們也看到，整機企業(yè)在無序的價格競爭中承受了很大的經(jīng)營壓力，畢竟技術(shù)降本不是一蹴而就的。

于晨光直言：“機組大型化可以有效降低機組和工程成本，但是單機容量并不應(yīng)該成為我們最關(guān)注的考評維度，客戶需要的是全生命周期度電成本最優(yōu)，而機組是否穩(wěn)定運行，直接關(guān)系發(fā)電收益及運維成本，所以對產(chǎn)品可靠性的重視要上升到更高的高度?！?/p>

實際上，由于中國海上風(fēng)電市場的特殊性，風(fēng)機容量的大型化必須配套超長葉片才能實現(xiàn)收益最優(yōu)，長柔葉片帶來的系統(tǒng)可靠性值得市場高度關(guān)注。據(jù)介紹，金風(fēng)科技在風(fēng)電機組長柔葉片設(shè)計開發(fā)、氣動載荷方面承擔(dān)了“大型風(fēng)電機組仿真及試驗系統(tǒng)開發(fā)與研制”等863計劃課題、“大功率風(fēng)電機組研制與示范”國家科技支撐計劃課題，項目均已完成驗收。

葉片材料是玻纖還是碳纖的選擇對成本的影響起到了很大的作用，特別對于超大型葉片，碳纖維材料輕量化在整體成本最優(yōu)進程中具有明顯的優(yōu)勢。

“碳纖維材料葉片單從葉片成本看沒有優(yōu)勢，但由于碳纖維材料葉片的輕量化帶來的整機載荷降低，與超大葉片采用玻纖葉片相比，碳纖葉片帶來的支撐結(jié)構(gòu)綜合成本反而下降?！币允袌瞿硻C型相關(guān)數(shù)據(jù)為例，采用碳纖維葉片相比玻纖葉片相比載荷下降15%，由此帶來的支撐結(jié)構(gòu)成本下降至少5%。海上超大型葉片材料的選擇導(dǎo)向也反映了是以客戶度電成本最優(yōu)還是單純考慮主機成本最優(yōu)。

在未來大兆瓦大葉輪的批量化應(yīng)用上，還有很長的路要走。

機組可靠性更應(yīng)重視，避免上演劣幣驅(qū)逐良幣

當(dāng)前行業(yè)似乎陷入一種惡性循環(huán)，一場劣幣驅(qū)逐良幣的戲碼可能正在上演。

海上風(fēng)電機組運行環(huán)境復(fù)雜、嚴(yán)酷，高運維、成本競價、平價上網(wǎng)競爭環(huán)境使得業(yè)主期望海上風(fēng)電設(shè)備有更高可靠性、更好發(fā)電性能；風(fēng)電設(shè)備制造商渴望產(chǎn)品少維修、終生免維護，也期望市場能夠理性，進入到度電成本最優(yōu)、更加重視可靠性等；電網(wǎng)希望不停機，同時輸出穩(wěn)定電量?？梢钥闯?，提高產(chǎn)品質(zhì)量可靠性成為行業(yè)的共同愿望和追求。

然而，現(xiàn)狀是風(fēng)機只一味的追求大，追求低價，追求推出更新一代的大兆瓦機組，機組更迭的速度愈快，留給設(shè)備研發(fā)的時間越短，長此以往將扼殺技術(shù)創(chuàng)新的空間。

“去年，金風(fēng)科技近千臺海上機組MTBF（無故障間隔小時數(shù)）行業(yè)領(lǐng)先，得到客戶的高度認(rèn)可?！庇诔抗飧嬖V「能見」：“首先，可靠性是設(shè)計出來的。”

所謂設(shè)計出的可靠性，要求在復(fù)雜的外部環(huán)境下首先要保證可靠性，不僅是自身產(chǎn)品路線的可靠性，還要拉動上下游的研發(fā)力量，包括但不限于從技術(shù)規(guī)格做出明確的高要求，選擇行業(yè)領(lǐng)先的合作伙伴，每年進行供應(yīng)商嚴(yán)格的評審等，保證在設(shè)計上可靠性達到最優(yōu)。

其次，測試驗證的可靠性?！巴ㄟ^完備的測試驗證工作，充分模擬機組現(xiàn)場運行狀態(tài)，在大型化機組創(chuàng)新設(shè)計中識別出真正的短板，確保下線產(chǎn)品可靠?！?/p>

不過，目前只有金風(fēng)科技等幾家屈指可數(shù)的頭部廠商愿意為機組的可靠性性能保證進行測試實驗的技術(shù)投入，很多的整機商還并沒有意識到測試實驗的重要性，尤其在需要長期較高投入又無法直觀看到經(jīng)濟價值的情況下。

最后，對產(chǎn)品開發(fā)過程進行平臺化和模塊化打造。于晨光介紹道：“目前行業(yè)主流機型開發(fā)路線中，越來越多采用平臺化設(shè)計。金風(fēng)新一代中速永磁產(chǎn)品開發(fā)過程中，沿用成熟技術(shù)平臺，中速永磁機組復(fù)用90%以上的直驅(qū)機組技術(shù)，高度復(fù)用成熟的系統(tǒng)與零部件，高度共享供應(yīng)鏈體系和備品備件，可以有效規(guī)避問題。”

用海沖突增加非技術(shù)成本支出

2022年，海南省發(fā)布海上風(fēng)電項目規(guī)劃建設(shè)1230萬千瓦，至此我國海上風(fēng)電開發(fā)從渤海重新延升至南海。2023年初大量海風(fēng)項目重新啟動核準(zhǔn)和招標(biāo)，這意味著此前制約海風(fēng)建設(shè)相關(guān)問題將逐步得到解決。

“除了制約海上風(fēng)電發(fā)展的技術(shù)層面的約束外，還有一方面是非技術(shù)層面的制約?！庇诔抗獗硎荆骸昂Ｉ巷L(fēng)電場占用海域面積較大，且與其他海域空間存在交叉，可能造成用海沖突?，F(xiàn)有海上風(fēng)電場的建設(shè)實踐表明，除技術(shù)難關(guān)外，各部門所轄海域的用海沖突也會阻礙海上風(fēng)電開發(fā)進度，增加非技術(shù)成本的支出?！?/p>

據(jù)了解，海上風(fēng)電開發(fā)企業(yè)在向自然資源部門進行用海申報時，按照各自項目的征地、拆遷、補償?shù)惹闆r以及經(jīng)濟性等原則，確定其機組布局、路由走向及登陸點等。雖然海上風(fēng)電場大致是按照集中連片的原則劃定的，但陸上集控中心、輸電海纜路由卻是分散的，造成海域資源和岸線資源的浪費，也影響了項目的審批進度。

他呼吁：“海上風(fēng)電的資源開發(fā)或許可以由政府統(tǒng)一進行規(guī)劃，漁業(yè)和軍事等部門應(yīng)統(tǒng)籌協(xié)同，解決各部門用海沖突的矛盾，提前避開軍事、航道、保護區(qū)等限制區(qū)域，盡量避免在項目執(zhí)行中對每個項目進行軍事影響評估?；蛘咄ㄟ^國土空間規(guī)劃加強對海上風(fēng)電開發(fā)活動的指導(dǎo)與約束，在規(guī)劃階段完善監(jiān)管力量，加強對海上風(fēng)電的監(jiān)督管理?！?/p>

（圖片來源：veer圖庫）

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