随着新能源时代来临,风电行业也越来越受到重视。今年(2023年)开年以来,风电行业总体景气度不错,开局即决战,起步即冲刺。
据最新数据显示,今年1至2月,59个风电项目的中标情况显示,已开标项目总规模达12282MW,涉及12家整机商。由此可见风电行业的规模之大,整体竞争激烈之强。
而针对行业的走向,行业人士认为,一方面,风电行业正加速迈入大型化时代,大兆瓦风机、超长叶片渐成主流;另一方面,风电行业还将加速向智能化、自动化、数字化转型。
全球最长陆上风电叶片下线
说到风电行业,陆上风电是重要的一环,而叶片是却是陆上风电机组最重要的大部件之一,在机组大型化不断加速的今天,其重要性进一步凸显。
近日,三一重能在湖南韶山举办了“数字元平台工厂开放日活动”。期间,发布了自主研发的智能制造数字元平台,这是行业首创的、改变叶片传统生产方式的数智化软件平台。
另一个好消息是,三一重能104米陆上风电叶片也正式下线,刷新全球最长陆上风电叶片纪录,标志着中国陆上风电叶片正式进入“100m+时代”。
据悉,本次下线的SY1040A叶片已经获得鉴衡认证颁发的认证证书,将匹配三一重能8.5-11MW风机平台。
就这个令人振奋的消息,中国可再生能源学会风能专委会秘书长秦海岩表示,三一重能的超级工厂、104米陆上风电叶片确实震撼,如今三一重能的超级工厂、智能制造值得全球风电行业学习。
另外,中国农机协会风力机械分会会长柳地说:“今天我们看到了一个生态节能、低碳环保、科技智能的叶片‘超级工厂’,充分展示出三一重能积极推动数字化转型升级战略取得的丰硕成果。”
据了解,三一重能韶山风电叶片“超级工厂”目前拥有模具11套,规划年产风电叶片3000支,叶片长度覆盖84-112米,产品交付可覆盖湖南、湖北、云南、贵州、广西、甘肃等省份区域风场。
陆上风机大型化背后原因
其实,三一重能104米陆上风电叶片正式下线,也并非偶然,因为当下路上风机大型化,已经成为趋势。
据最新数据显示,其中陆上风机平均单机容量已经从2020年的3.5MW扩大到2022年的5.5MW,平均叶轮直径由2020年的147米增加到2022年的188米。
实际上,过去一年多里,国内陆上风电项目风机招标对单机容量的要求一再提高,主流风电整机厂商也陆续推出超大型陆上风电机组,陆上风电机组大型化进程再提速。
综合国内新增陆上风电项目风机公开招标信息,2021年以来,部分新增陆上风电项目开始要求中标单机容量达4兆瓦及以上,中标风电机组中4兆瓦-5兆瓦的机型成为主流。统计显示,2021年,新增陆上风电项目的平均单机容量已超过了3兆瓦,较2020年大幅提升。
截至2022年,新增陆上风电项目机组单机容量再一步提高,部分陆上风电项目已明确要求中标风机单机容量需超过5兆瓦。
2022年11月,内蒙古苏尼特左旗发改委更是发布消息称,总装机容量50万千瓦的深能苏尼特左旗风电项目,计划安装35台7.15兆瓦和38台6.7兆瓦的超大容量机组,其中,7.15兆瓦机组刷新了我国陆地批量投入使用的最大容量风机机组纪录。
此外,过去1年多以来,国内主流风电整机厂商纷纷制造出了超大型陆上风电机型,从研发情况来看,7兆瓦及以上陆上机型也大多进入测试验证阶段。
资本是逐利的,风机大型化背后也必然有着其背后的利润原因。专家表示,风机大型化一直都是风电降本的主要路径之一,风机大型化不仅带来了原材料单位成本的下降,同时也降低了风电场所需的风机数量,降低土地使用、施工桩基等方面成本。
而风机成本下降的主要体现,正是一路走低的风电机组投标价格。2021年,陆上风机投标价格随着平价时代正式进入下行通道,公开信息显示,陆上风机平均投标价格从2021年初的3000元/千瓦,下降至2022年底的1500元/千瓦左右,降幅接近一半。
数字化是未来趋势
众所周知,机械装备越往两极化(大或者小)发展越难,小的方向如纳米技术,大的方面就如风电巨型叶片。越难制造的东西用人工来制造出错率越大,而风电叶片成型阶段更是不可逆的,中间一旦出现质量问题,可能导致整个叶片报废,所以数字化和智能化才是风电未来趋势。
对此,有业内专家称,风电行业进入高质量发展时代,装备制造的提质、增效、升级、创新成为关键点,智能工厂和数字化会带来风电装备迈向高端制造的一次革新。
具体看,智能工厂和数字化在风电制造业带来的好处主要体现在“两降”和“两升”四个方面。“两降”是人员和成本的下降,而“两升”主要指的是产品质量和生产效率的提升。
专业人员表示,在智能化和数字化帮助下,实际生产过程中即使人员减少35%,但生产一台风机平均时长可由3.5小时缩短为2小时左右,同时产品不良率由0.26%下降至0.14%。因此从结果上刊,智能化和数字化不仅直接降低单台风机生产成本,而且还间接降低后续使用中的维修成本,达到了降本增效、精益管理的目标。
从“制造”到“智造”才是风电行业发展的必经之路。发展智能装备制造是提升产业核心竞争力的必然要求,也是加快供给侧结构性改革,支撑中国成为世界制造强国的重要举措。
消纳问题不可忽视
全球最长陆上风电叶片下线、风电装机量再创新高、国家出台支持政策等利好消息不断传来,我国在风电领域也取得了不菲的成绩,但在高兴的同时一个问题却不能忽视,那就是风电消纳问题。
据统计显示,截至2015年年底,全国风电并网装机达到1.29亿千瓦;而在2005年年底,全国风电并网装机仅为126万千瓦。10年间,全国风电并网装机增加了100多倍,风电发展速度过快、电网建设跟不上等是导致我国风电消纳问题的最重要原因。此外,风电具有波动性、随意性、不稳定性等缺陷。
另外,国家可再生能源产业技术创新战略联盟理事长张平表示,造成风电消纳问题的原因是:我国风资源集中、规模大,远离负荷中心;风电建设速度超出本地区电力消纳能力的增长速度,风电并网规模超出电网外送能力;电源结构失衡,系统调峰能力不足,影响风电消纳等。
因此对于风电消纳问题,有专家指出风电消纳已经成为制约我国风电健康持续发展的最大绊脚石,关乎风电发展的生死存亡。
对于风电消纳的问题如何破局,业内人士表示,第一,应该风电发展集中与分散并重。在“三北”地区等风资源丰富地区建设集中式风电项目,打造大的风电基地,实现跨区域并网输送;在中东部和南部等风资源贫瘠地区可发展分布式风电项目,实现低压并网就地消纳。
第二,电力消纳方式应趋于多元化,不仅积极推进就地消纳、加快外输能力建设,扩大风电消纳空间;而且当地政府鼓励通过深化电力体制改革,积极推进新能源企业参与市场化交易;支持新能源企业就地就近发展电力制氢等战略性新兴产业,进一步拓宽新能源消纳路径。
第三,需要加快电网建设。国家应构建东部、西部同步电网,形成全国一张网。同时,加快特高压电网建设,促进风电消纳严重地区,尤其是“三北”地区风电在全国范围内消纳,如建设400万千瓦快送电网建设。
最后,国家应加快制定包括科学规划、合理定价、电网建设、交易制度建立等在内的一揽子政策,引入市场交易机制促进风电消纳。同时,以互联网发展为契机,通过建设智能电网等手段,动态优化能源的需求和供应,实现“横向多源互补,纵向源—网—荷—储协调优化”,解决风电消纳问题。
由此可见,解决风电消纳问题不会也不可能一蹴而就,不过在顶层的设计布局下,我国风电必定会立于世界之巅。