海上風(fēng)機(jī)大型化不僅能夠攤薄風(fēng)機(jī)制造、建設(shè)安裝以及后期維護(hù)成本，而且采用了更加先進(jìn)的設(shè)備，發(fā)電效率也將有所提高。但更高的單機(jī)功率意味著更高的塔筒高度、更高的輪轂高度以及更長的葉片，大型化風(fēng)機(jī)也不得不面臨著更高的運(yùn)輸成本以及吊裝難度。大功率海上風(fēng)機(jī)需要更大的海上風(fēng)電安裝船，而海上施工難度本就很高，還要面對(duì)復(fù)雜的海洋環(huán)境。
海上風(fēng)電補(bǔ)貼退坡在即，投資成本仍相對(duì)高企的海上風(fēng)電行業(yè)也走到了關(guān)鍵時(shí)期。如何降低度電成本、提高競爭力？目前的行業(yè)共識(shí)是，海上風(fēng)機(jī)大型化是降低海上風(fēng)電度電成本的重要一環(huán)。
截至目前，全球海上風(fēng)機(jī)最大單機(jī)功率仍為15兆瓦，在海上風(fēng)電基本實(shí)現(xiàn)平價(jià)的歐洲市場，瑞典公布了最新100萬千瓦海上風(fēng)電場的建設(shè)計(jì)劃，其中一個(gè)方案顯示，將應(yīng)用單機(jī)功率達(dá)20兆瓦或以上的海上風(fēng)電機(jī)型，最高風(fēng)機(jī)高度不超過340米，引發(fā)業(yè)內(nèi)猜想，海上風(fēng)機(jī)大型化時(shí)代已經(jīng)來臨？
（文丨中國能源報(bào)記者 李麗旻）
單機(jī)功率連年上漲
“海上風(fēng)機(jī)大型化的好處一是在于能夠攤薄風(fēng)機(jī)制造、建設(shè)安裝以及后期維護(hù)成本，二是更高容量的海上風(fēng)機(jī)往往使用更加先進(jìn)的設(shè)備，發(fā)電效率也將有所提高。”某新能源行業(yè)協(xié)會(huì)專家告訴記者。
行業(yè)研究機(jī)構(gòu)睿咨得能源在其報(bào)告中分析指出，盡管更大容量的海上風(fēng)機(jī)制造成本相對(duì)更高，但使用更高容量海上風(fēng)電機(jī)組的話，基座以及海纜等其他配套設(shè)備數(shù)量也將有所下降，從長遠(yuǎn)來看，大型化風(fēng)機(jī)將有利于降低海上風(fēng)電場總體投資成本。
多重優(yōu)勢加持下，近年來，全球海上風(fēng)機(jī)平均單機(jī)功率已出現(xiàn)了顯著上漲。據(jù)國際可再生能源署發(fā)布的數(shù)據(jù)，在2000年至2019年期間，全球海上風(fēng)機(jī)平均單機(jī)功率已從1.6兆瓦提升至6.5兆瓦。
據(jù)中國風(fēng)能協(xié)會(huì)發(fā)布的數(shù)據(jù)，2019年我國海上風(fēng)電發(fā)展已明顯提速，截至2019年底，我國所有吊裝的海上風(fēng)電機(jī)組中，單機(jī)容量為4兆瓦的機(jī)組累計(jì)裝機(jī)為293萬千瓦，在總裝機(jī)量中占比達(dá)到41.7%，同時(shí)，4.0-4.9兆瓦機(jī)組占比為55.5%，5兆瓦機(jī)組占比為17%。在2020年、2021年兩年間，6-8兆瓦風(fēng)機(jī)也陸續(xù)下線，我國新增海上風(fēng)機(jī)功率正逐年上漲。
主流企業(yè)一致青睞大風(fēng)機(jī)
記者了解到，國內(nèi)外主流風(fēng)機(jī)制造商均已發(fā)布了大型化海上風(fēng)機(jī)布局規(guī)劃。2020年5月，風(fēng)機(jī)制造巨頭西門子歌美颯發(fā)布了15兆瓦風(fēng)機(jī)，總計(jì)高度將達(dá)到220米左右，據(jù)該公司稱，15兆瓦機(jī)型預(yù)計(jì)將在2024年前后實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。今年2月，全球風(fēng)機(jī)巨頭維斯塔斯推出V236-15.0兆瓦海上風(fēng)機(jī)，葉片長達(dá)115.5米，也是目前全球最大的單機(jī)葉輪掃風(fēng)面積的機(jī)型。另外，由風(fēng)機(jī)制造商GE生產(chǎn)的12兆瓦風(fēng)機(jī)也已正式投入了使用。
在國內(nèi)，10兆瓦及以上容量機(jī)型的研發(fā)也如火如荼。2019年，整機(jī)制造商?hào)|方電氣宣布研發(fā)完成10兆瓦海上風(fēng)機(jī)，并于今年在福建正式并網(wǎng)發(fā)電，創(chuàng)下我國目前單機(jī)容量最大、葉輪直徑最長的紀(jì)錄。與此同時(shí)，金風(fēng)科技、上海電氣等整機(jī)制造企業(yè)也在大容量海上風(fēng)機(jī)領(lǐng)域有所布局。
大型化潮流勢不可擋，但在業(yè)內(nèi)看來，將“10兆瓦+”風(fēng)機(jī)投入大規(guī)模使用，卻不是一蹴而就的事情。
“從目前情況來看，不論是10兆瓦還是15兆瓦風(fēng)機(jī)，都還沒有進(jìn)入批量化生產(chǎn)階段，即使是最早開發(fā)海上風(fēng)電的歐洲，也沒有實(shí)現(xiàn)大功率風(fēng)機(jī)的大面積應(yīng)用，而20兆瓦風(fēng)機(jī)很可能只是處于概念階段。”上述行業(yè)專家告訴記者，“企業(yè)針對(duì)大兆瓦機(jī)組的布局肯定都是提前布局，但實(shí)際應(yīng)用肯定還存在一定的滯后。”
配套產(chǎn)業(yè)尚未跟上
“更高的單機(jī)功率意味著風(fēng)機(jī)將有更高的塔筒高度、更高的輪轂高度以及更長的葉片，大型化風(fēng)機(jī)也不得不面臨著更高的運(yùn)輸成本以及吊裝難度。”上述業(yè)內(nèi)專家指出，“大功率海上風(fēng)機(jī)需要更大的海上風(fēng)電安裝船，而海上施工難度本就很高，還要面對(duì)復(fù)雜的海洋環(huán)境，這些因素都將成為大兆瓦海上風(fēng)機(jī)應(yīng)用遭遇的‘短板’。”
此前，多家行業(yè)研究機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)稱，全球海上風(fēng)電安裝船尚不足以滿足各國海上風(fēng)電裝機(jī)需求，能夠滿足15兆瓦或以上機(jī)型運(yùn)輸及吊裝需求的海上風(fēng)電安裝船更是緊缺。在去年我國海上風(fēng)電“搶裝潮”期間，海上風(fēng)電安裝船價(jià)格一度暴漲至千萬元量級(jí)，甚至推高了海上風(fēng)電項(xiàng)目成本。
“大兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組的大規(guī)模應(yīng)用需要海上施工、海上船舶等行業(yè)的支持，從目前情況來看，高質(zhì)量的海上風(fēng)電安裝船數(shù)量是否能夠滿足國內(nèi)很可能還是未知數(shù)。”上述專家稱，“海上風(fēng)電尚屬新興行業(yè)，要實(shí)現(xiàn)海上風(fēng)電全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展，首先還是需要海上風(fēng)電行業(yè)本身進(jìn)入高速發(fā)展通道，實(shí)現(xiàn)度電成本的下降，讓上下游各行業(yè)看到海上風(fēng)電有足夠大的市場空間和發(fā)展速度，有前景才會(huì)有投入。”
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