海上风电抢装潮引发弃风隐忧,投产潮结束后海上风电市场待迎春天
2020.12.16
为解决海上风电产业链难题,探索海上风电平价实现路径,12月4日至6日,“2020中国海上风电工程技术大会”在北京召开。会议以“如何在海上风电平价时代乘风破浪”为主题,邀请制造企业代表探讨海上风电工程技术创新思路,助力海上风电成功降本,走向平价。





网源不协调问题开始浮现


海上风电行业受2019年“5·24”风电电价新政影响,大批的海上风电项目建设提速,并集中计划在2021年底前并网,较原规划投产时间整体提前了2-3年。据介绍,目前来看,业主抢装并网时间与电网标准建设周期难以匹配,源网不协调问题已经开始浮现。


因此,会上专家提出,海上风电“抢装”并非长久之计,“平价上网”才是未来发展和努力的主要方向。南方电网有限公司董事、党组副书记毕亚雄在会上表示,广东省发改委在今年9月印发《广东省培育新能源战略性新兴产业集群行动计划(2021—2025年)》,提出争取2025年前海上风电项目实现平价上网。“海上风电未来降本的趋势非常明显。”


毕亚雄认为,以广东地区为例,海上风电夜大昼小的日特性和冬大夏小的季特性明显,出力的波动性、间歇性显著,同时也具有显著的反调峰特性,与广东负荷特性匹配性较差,将对电网的调节能力提出更高要求。


“同时,广东海上风电集中于粤东西两翼,与沿海核电、火电布局高度重合,因此海上风电的送出和消纳将面临较大挑战。大规模海上风电集中并网后,由于其转动惯量较常规同步发电机小,系统阻尼降低,广东电力系统安全稳定运行面临挑战。”毕亚雄说。


全产业链面临“降本难”


据了解,过去十年,驱动海上风电降本的主要因素包括机组成本、利用效率和运维成本三个方面。对于我国降本之路为何如此艰难的原因,会上专家表示,产业链上的每个企业都有自己说不出的痛。


明阳智慧能源集团股份有限公司总工程师贺小兵指出,当前海上风电风机处理效率和陆上风电相比还存在一定差距。“以明阳半直驱风机为例,现在陆上已经做到6MW级别,叶轮直径173米,扫风面积每千瓦6-7平方,但是由于我国海风资源较差,现在海上风电最大扫风面积才3平方左右。”


“对于主机商来说,要想实现降本平价,就要实现整体化的设计。”新疆金风科技股份有限公司专业总工程师宁巧珍指出,“在主机方面要实现的是载荷的降低。降载就是降重,如何在现有技术水平情况下大幅度降低载荷,从而降低成本是主机商面临的一个大课题。”


作为海上风电风机的大部件供应商,中车永济电机有限公司副总工程师段志强说出了供应商的“痛点”:“面对上游的原材料领域,稀有金属在不断涨价,供应商需要去挖掘哪些可以做降本设计,哪些用特殊材料代替;面对下游整机企业提出的必须降本的要求,部件商也只能做一些特殊的冷却技术,来降低整个电机的重量,配合整机降本。目前来说,整机企业有要求,行业也有要求,作为‘夹心饼干’,供应商在产业链中真的很难。”





降本需海上风电全产业链发力


会上专家提出,未来的平价时代是产业链共赢的时代,但是现在仍需要着眼于如何降本。只有这样,才能在未来实现共赢。


宁巧珍表示,首先要解决的是如何提升发电量。“目前欧洲风电利用小时数已经达到了4000小时,如果我国在中远海发展过程中能达到4000-4500小时,那么平价就有希望实现。”


贺小兵提出了定制化的理念。“针对中国沿海风资源的差异性、台风、安全性等问题,可以采用定制化风机提升海上风电的效率。这样,首先在效率上会有很大的进步;其次,就是能够实现成本的可持续下降。”


“另外,还应该在整机结构上有一定的创新技术。众所周知,作为制造行业,成本和材料的重量是成正比的,风电技术在今后的发展中可以考虑在保证安全的情况下,把风机的基础重量轻量化,这里有很大的空间来降本。”贺小兵表示。


远景能源有限公司魏辉提出,要将新技术、新材料和整机的集成优化统筹来考虑。叶片和整机的集成优化设计非常关键,过去配合得并不密切,但是未来可以是一体化的设计。还要把整个的塔筒、支撑结构都考虑进来做集成优化设计,这对降低度电成本的贡献非常大。


作为主机部件厂家,段志强表示,整个发电机部件成本的降低,需要上下游供应链之间的协同。“比如,发电机上面大的铸件、结构件等材料,就希望得到上游新材料、新工艺、新结构的支持。”





海上风电市场待迎春天!


近年来,受到电价补贴政策变化的影响,我国海上风电装机容量经历了快速跃升期。据全球风能理事会(GWEC)发布的数据,2019年,我国海上风电新增装机量已占据全球总量的40%,达到创纪录的2.4吉瓦,同比增长幅度近51%,排名已跃居世界第一。


零碳能源的“主心骨”


日前,来自新加坡的能源企业Enterprize Energy和Engie旗下的工程公司Tractebel Overdick签订了一份谅解备忘录,将联合在北海开发建设“一站式”海上平台,利用海上风电制氢和制氨。


公司首席执行官Ian Hatton表示:“作为未来可再生能源中的主流技术,海上风电不仅可以转化为可替代的副产品(氢气、氨气等),还可以将这种模式复制到全球各地的市场,广泛推动经济发展。”


在另一个以“海上风电场储能技术创新”为主题的英中海上风电系列研讨会上,英国伯明翰大学教授、储能研究中心主任丁玉龙表示:“对于零碳未来,可再生能源装机必不可少,而构建合理的海上风电转换、存储、输送和利用系统,将有效解决进一步开发海上可再生能源面临的技术瓶颈,推动高效的零碳能源系统发展。”


全球海上可再生能源资源丰富,在零碳目标的推进下,到2050年全球海上风电装机规模预计将达到521吉瓦。根据国际能源署(IEA)测算,到2042年,海上风电预计将成为欧洲地区第一大电源。


在全球多数市场中,风电配储项目的经济性都表现不佳,只有少数市场中存在可行的“风电储能”商业模式。彭博新能源财经分析称,如果风储项目仅用于单个应用场景,则经济效益偏低;若项目能投入多个应用场景,经济效益会大大改善。


丁玉龙则指出,如果能够将储能系统与供电、供热等应用相结合,可能将构建更加高效的能源系统。“整合海上风电、潮汐能或波浪能发电的液态空气平台可能是其中一种解决方案,液态空气也可以使用氢气、甲醇等其他燃料,基于这一平台,应用场景将包含储氢、储氨、LNG等,实现海上能源运输。”





海上风电运维前景广阔


海上风电项目相较陆上风电具有一定的先天优势:不占地、风速高、沙尘少、电量大和运行稳定等特点,同时能够减少机组的磨损,延长风力发电机组的使用寿命,适合大规模开发。


随着近几年全球海上风电的快速发展,海上风机的运维市场逐渐火热。11月22日,中国(南通)海上风电安装船与运维船技术高峰论坛上,中广核如东海上风力发电有限公司、上海振华重工(集团)股份有限公司、中国船舶第七〇四研究所等行业内七位专家分别就海上风电运维船功能需求特点、设计分类及安全智能解决方案等内容分享见解,探讨推动海上风电安装船与运维船发展及转型升级发展路径。


“随着海上风电将向更远、更深的海域发展,海上风电运维不再是简单的‘加加油’‘紧紧螺丝’,海上风电场运行维护已成为海上风电开发运营极为重要的一环。”江苏龙源振华海洋工程有限公司副总工程师冯小星表示。


瓦锡兰、嘉氏威马等欧洲高端技术企业代表也分享了他们的先进理念和设备。“深远海运维模式和装备能力提升将是下一阶段发展重点,整个产业也将朝着专业化、大型化、功能化、精细化发展,以实现运维效率的最大化。”


海上风电运维也将成为下一个海上经济的重要来源。


未来五年“机”不可失


不久前,400余家全球风能企业代表共同发布《北京风能宣言》,提出“十四五”期间风电每年新增要达到平均5000万千瓦,“十四五”期间新增2.5亿千瓦,到2060年要实现30亿千瓦装机容量的风电开发。


海上风电或将迎来发展新契机。作为我国重要清洁能源之一,海上风电具有单体规模大、年利用小时数高的特点,积极发展海上风电对降低碳排放具有显著作用,是实现我国碳中和目标的有效手段。


可再生能源发展已经进入了快车道。中国可再生能源学会风能专业委员会秘书长秦海岩表示,“3060”目标提出之后,所有的争议、疑虑、纠结都结束了,中国将进入一个全面碳约束时代。


截至2019年底,中国海上风电招标项目约2000万千瓦。从2020年至今约800万千瓦招标量,除去去年定标没有确认的200万千瓦,共有2600多万千瓦待建量。新疆金风科技股份有限公司上海风电设计研究院副院长宁巧珍预计,截至2021年底大概能完成2000万千瓦,有接近700万的资源会留到2022年以后。国家气候中心基于高时空分辨率风能资源数据库进行的研究显示,剔除技术性、政策性、经济性限制因素后,全国25-50米海域内100米高度的风能资源技术开发量为1.9亿千瓦。


国家能源局新能源和可再生能源司副司长任育之表示,“十四五”期间,要在“十三五”的基础之上,集中式与分散式、本地与外送、陆上与海上并举,推动风电规模化发展。


同时,应制订合理的资源使用政策,提高审批效率,坚决杜绝地方保护主义和产业基地重复建设。制订合理的设备、施工招投标制度,建立适合于海上风电高质量、高技术水平的建设运营模式。

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