海上風電向大機組方向發(fā)展的同時,陸上風電也向大容量機組挺進。繼1兆瓦、1.5兆瓦、2兆瓦、2.5兆瓦之后,整機商紛紛布局更大容量陸上風電機組。在當前國內(nèi)累計裝機仍以1.5兆瓦機型占主體,新增裝機仍以2兆瓦機型為主流的格局下,陸上風電何時將進入到更大機組的時代?下一代主力機型會是3兆瓦機組嗎?
9月22日,由中國海裝自主研發(fā)的H140-3MW風電機組正式下線。在3兆瓦風機領(lǐng)域,中國海裝并非先行者,但憑借后發(fā)優(yōu)勢,該風電機組搭配的風輪直徑達140米,是目前國內(nèi)外直徑最大的3兆瓦陸上風電機組。其平臺化設(shè)計可同時滿足H136、H140和H146三款風電機組。風電機組性能關(guān)鍵指標之一,單位千瓦掃風面積遠超其他廠商同容量級別機組。
目前仍是2兆瓦天下
大功率機組從一個側(cè)面代表了風電整機企業(yè)的研發(fā)制造能力。實際上,早在多年前,作為戰(zhàn)略性布局,金風科技、華銳風電、東方電氣等整機商就已經(jīng)研發(fā)了3兆瓦風電機組,但國內(nèi)陸上風電市場并沒有隨之進入3兆瓦時代。
根據(jù)中國風能協(xié)會的數(shù)據(jù),2016年,我國新增裝機的風電機組平均功率1955千瓦,與2015年的1768千瓦相比,增長6.4%;累計裝機的風電機組平均功率為1608千瓦,同比增長2.9%。
目前,在我國風電累計裝機中,1.5兆瓦的風電機組仍占主導地位。截至2016年,1.5兆瓦的風電機組占總裝機容量的50.4%。但是,自2015年,在新增風電裝機中2兆瓦風電機組市場份額首次超過1.5兆瓦機組后,2兆瓦機組的占比正在迅速上升。
中國風能協(xié)會的數(shù)據(jù)顯示,2016年,國內(nèi)3兆瓦-3.9兆瓦機組的市場份額僅為2.6%。
有業(yè)內(nèi)人士認為,就目前情況而言,2兆瓦-2.5兆瓦機型仍然是陸上風電經(jīng)濟性最好的選擇。但是,隨著風電開發(fā)重點轉(zhuǎn)移,市場已在悄然發(fā)生變化。
"十三五"期間伴隨陸上風電市場加速向中東南部等用電負荷中心轉(zhuǎn)移,低風速、高切變、復雜地形、可使用土地面積受限等因素逐漸成為制約中東南部區(qū)域性風電發(fā)展的重要因素。從市場需求而言,"風電開發(fā)東南飛"這一變化迫切需要更大容量的陸上機組。
3兆瓦能否崛起
那么,在當前2兆瓦機組占據(jù)新增裝機主力的局面下,下一代主力機型會是2.5兆瓦、3兆瓦、還是更大容量的機組?
有業(yè)內(nèi)人士向記者講述了這樣一件往事:多年前,在1兆瓦和1.5兆瓦風機還占據(jù)主流的時候,國內(nèi)某整機商率先布局了2.5兆瓦級別的風電機組。但隨后市場并未直接進入2.5兆瓦時代,而是成為2.0兆瓦機組的天下。幸好,該企業(yè)及時調(diào)整市場策略,迅速推出2.0兆瓦機型,才得以扭轉(zhuǎn)了被動形勢。
顯然,哪一種機型最終能成為主力機型,除了市場需求的大趨勢外,與機組的技術(shù)成熟度、經(jīng)濟性和性價比密切相關(guān)。
據(jù)中國海裝研究院副院長、3兆瓦項目負責人張凱介紹,早在2015年 ,中國海裝便結(jié)合未來發(fā)展趨勢,率先布局,啟動了下一代陸上大功率風電機組預研項目,研發(fā)團隊在充分調(diào)研國內(nèi)2.5兆瓦-4兆瓦陸上風電市場以及供應(yīng)鏈情況后,最終確定了3兆瓦項目。
從中國海裝透露的信息來看,首先,對于技術(shù)的成熟度是有信心的。據(jù)介紹,3兆瓦風電機組平臺以超過4000臺2兆瓦雙饋風電機組的長期、穩(wěn)定運行經(jīng)驗為基礎(chǔ),借助國際知名風電整機設(shè)計公司的先進理念,充分吸收歐洲3兆瓦級陸上風電機組設(shè)計的成功經(jīng)驗,針對中國風資源特性定制化設(shè)計開發(fā)。其次,在供應(yīng)鏈上是有保障的。中國海裝最引以自豪的一大優(yōu)勢就是依托中船重工集團的全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢。張凱稱,3兆瓦風電機組更是集中了中船重工集團優(yōu)質(zhì)全供應(yīng)鏈資源,實現(xiàn)了跨平臺零部件通用化、系列化、模塊化設(shè)計,具備了完善的技術(shù)同源、產(chǎn)品同線的全產(chǎn)業(yè)鏈配套體系。
跨國巨頭維斯塔斯3兆瓦風電機組平臺自2010年研制生產(chǎn)出來,全球裝機已超過1100萬千瓦,但是直到去年,維斯塔斯才決定把3兆瓦平臺風電機組在中國實現(xiàn)本地化生產(chǎn),其考量的一個重要因素就是中國本土的供應(yīng)鏈能否保障其3兆瓦機組在中國實現(xiàn)本地化生產(chǎn),在中國生產(chǎn)的3兆瓦機組能不能保證其在經(jīng)濟性上的優(yōu)勢。
對于中國海裝3兆瓦風電機組的經(jīng)濟性問題,張凱雖然沒有透露其具體成本,但他表示,其價格在同級別的機組中是非常具有競爭力的。
除了技術(shù)成熟度和供應(yīng)鏈外,決定經(jīng)濟性的另一個重要因素是規(guī)?;L热?兆瓦機型能在未來占據(jù)主流,實現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn),對比2兆瓦和2.5兆瓦機組的經(jīng)濟性優(yōu)勢就會更加突出。
從目前各大整機商的產(chǎn)品線布局來看,3兆瓦陸上風電機組是各大廠商共同寄予厚望的下一代主力機型。有觀點認為,3兆瓦風電機組適應(yīng)了未來陸上風電市場的需要;也有觀點認為,整機商試圖通過產(chǎn)品布局引導陸上風電進入3兆瓦時代。
經(jīng)濟性和可靠性是關(guān)鍵
在3兆瓦陸上風電機組方面,中國海裝顯然是一個后來者。但從此次推出的3兆瓦機型來看,卻具有明顯的后發(fā)優(yōu)勢。3兆瓦機組上的"慢半拍"恰使其擁有更多的時間實現(xiàn)技術(shù)沉淀。
近七八年來,各大整機商陸續(xù)推出3兆瓦風電機組,但受制于當時的市場需求、供應(yīng)鏈和技術(shù)成熟度,葉輪直徑很少有突破130米的。相比之下,中國海裝3兆瓦機型具有140米的葉輪直徑,其單位千瓦的掃風面積更大,理論上單位千瓦的發(fā)電量也就更高,在低風速區(qū)域的性價比優(yōu)勢更為突出。
張凱透露,3兆瓦機組下線后將發(fā)往位于河北省張北縣的風電場進行樣機測試,經(jīng)歷各種嚴苛的考驗,不斷發(fā)現(xiàn)問題,解決問題,改進性能,直至實現(xiàn)商業(yè)化批量生產(chǎn)。目前該產(chǎn)品已接到來自內(nèi)蒙古、廣西等地的訂單。
低風速開發(fā)常常與復雜地形相伴,這需要風電機組具備超強的環(huán)境適應(yīng)能力。據(jù)稱,中國海裝3兆瓦風電機組能適應(yīng)海拔3000米及以下的常/低溫、平原/山區(qū)、沙塵/結(jié)冰等各類地理氣候環(huán)境,滿足最新電網(wǎng)規(guī)范要求的高/低電壓故障穿越能力,可實現(xiàn)單機及組群一次調(diào)頻等與智能電網(wǎng)相匹配的功能。
除了理論上的單位千瓦發(fā)電量外,風電機組實際發(fā)電量的高低還與機組的可靠性密切相關(guān)。張凱表示,3兆瓦風電機組延續(xù)了中國海裝獨到的傳動鏈技術(shù)方案,通過引入可靠性工程設(shè)計方法,便于后期維護。高可靠性和運維的便捷性正是其另一顯著優(yōu)勢。
理論上的單位千瓦發(fā)電量通過機組參數(shù)可以一目了然,而其宣稱的高可靠性尚需通過市場檢驗給出答案。