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三一重能陈湘泉:从平价到低价 风电未来发展方向

北极星风力发电网  来源:能见App    2020/10/16 10:10:14  我要投稿  

北极星风力发电网讯:2020年10月14日-16日,2020北京国际风能大会暨展览会(CWP 2020)在北京新国展隆重召开。作为全球风电行业年度最大的盛会之一,这场由百余名演讲嘉宾和数千名国内外参会代表共同参与的风能盛会,再次登陆北京,本届大会以“引领绿色复苏,构筑更好未来”为主题,聚焦中国能源革命的未来。

在15日上午召开CTO分论坛上,三一重能股份有限公司研究院副院长陈湘泉发表《从平价到低价,风电未来发展方向》的演讲,以下为发言实录:

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陈湘泉:大家上午好,首先讲一下整个风电行业过去十几年发展变化,从过去十几年来看,未来整体趋势持续的增长,根据这个曲线图可以简单预测在2024到2025年会出现再一轮抢装潮,到那轮抢装的时候不是现在30几个吉瓦,可能是50几个吉瓦,未来单机容量增长速度比现在快得多,制造能力增长,使风机大兆瓦机型关键重要的零部件造价会得到有效的降低,这是未来的趋势情况。

根据未来的趋势,到2021年,主要是风电风火同价要求,到2030年才是风光同价的状态,到2040年左右可能会变成风水同价的状态,海上风机能够做到多大,陆上也能够做到多大的程度,同时陆上机组大型化会推动大基地的建设,刚才有些人讨论未来风机大型化,比如说风机会出现什么样发电状态。

根据我对行业的猜测,未来有几个关键的技术,第一个是齿轮箱,风电双馈机型和半直驱机型仍然是未来比较大的机型,齿轮箱目前大概每吨扭矩密度技术状态,每吨大概130千扭米的水平,未来三年之后国产可以提升到160左右,国外的水平最新技术会做到200,通过这样的技术,使风机重量进一步得到有效的降低。

另外对应的东中南我们的猜测,未来风场造价可以从6500下降到4500左右,单机容量也可以3兆瓦和4兆瓦低风速进行,成为未来主流的机型,根据这个猜测,我们认为未来到两年之后,到2022年左右,在年平均风速5米的风场做平价上网也不会有问题。

刚才说机组的重量,根据这个图可以看出,从过去10年风机重量的下降,比如说塔筒的重量跟过去10年相比,每兆瓦重量已经下降了一半,机舱平均重量下降了三分之一,这个趋势在未来五年中还会持续的下降,根据我对未来的猜测到2025年预计机舱每兆瓦重量还可以下降20%以上,塔筒重量也会下降20%以上,风机价格倒2025年可能会下降到2500块钱一千瓦,这是对未来5年的一个猜测,主要是一个技术的进步比重量的降低所带来的效果。

同样跟未来的风机主要有几个关键技术突破,第一个齿轮箱,齿轮箱扭矩密度可以提升三分之一以上,第二块就是陆上风机的叶片,分段式叶片在未来5年不会成为主流,特别在三北地区未来主流的叶片应该是移动工厂的模型,比如70到90米的叶片就地生产,特别像一个吉瓦大基地,把所有模具拉过去就地生产,这种对客户带来更多是价值,因为分段式叶片连接,每年都有定检,对风场天上风段叶片定检难度很大,载荷也很大,增加叶片的载荷,所以移动式工厂会成为新的主流,可能会到200米以上叶片的时候,分段式叶片柴才逐渐起来,这是我对未来的分析预测。比如像齿轮箱扭矩密度的提升,大容量机组的提升了之后,单机容量的降低,会得到有效的改善。

刚才说为什么就地生产,最主要的瓶颈就是运输的问题,现在按照国家标准道路运输最小转弯半径到50米,这个时候已经到75米以上的叶片,在高速公路上有些出口就出不来了,必须把收费站的护栏拆掉,甚至拆掉之后都走不了,这样的方式要逼迫选择相应的对策,最大就是运输高度,中国道路限定到4.5米,报超过5米,这是没办法的事情,所以未来陆上风机需要相关技术来解决。未来5到10年运维主要是两块,零部件故障率、风机可靠性继续提升,以前考定率97%、98%,对未来风机没有多大意义,未来风机肯定都是99.5%以上,另外一项成本增加了,未来人工费用会持续增长,根本我们猜测到十多年以后,风场普通运维人员年收入要30万以上,低于30万都招不到人,这是通货膨胀、人工收入提升带来的挑战,20年使用寿命内,对未来运维人员收入的增长所需要考虑的因素,意味着风机设计的时候电更多智能化,减少风场运维,必须要把这些功能配上去,减少风机未来20年运维产生的人工费用。

另外关于箱变上置设计,在国外二十多年以前已经采用箱变上置了,比如4兆瓦级箱变上置,把箱变上置到上边之后,大概有二三十万一台风机需要电缆的费用,这是风场建设方需要掏钱去买的,这个钱就省掉了,同样机组机位都可以省掉,一台风机算下来差不多每千瓦可以降低100块钱的费用。

第二基础施工也减少了很多,电缆的线损,平均一个风场一台风机按4.5兆瓦,大概可以解决80的损耗,意味着相对线损占总功率减少了1.8%左右,这也是很可观,还有一个好处风场建设周期可以缩短10天,意味着可以多发10天电,箱变放到地面上,面临着中国现在自然灾害越来越多,比如洪水、雪灾、叶片结冰掉下来把箱变砸坏,箱变上去就会得到解决,国外都是这么做的。另外是风场建设成本,最主要是风机的大型化和大基地建设,风场建设成本会得到一个有效的降低。

平价时代,原来必须要有多台风机,未来可能会更多关注怎么降低风场的度电成本,作为主机厂设计方最主要怎么限度给客户降低度电成本,这是工程师所做的。同样还包括一些微观选址措施和尾流迭加模型来解决这样的问题。到平价时代一些关于智慧风场的核心思想主要是怎么来提升风场的发电量,怎么降低故障率和降低运维费用,如果在智慧化数字化不能够给客户带来这样的价值,那么这样的智慧化是没有任何意义的,三一核心也是解决这样的问题,给客户带来这样的价值。

另外一方面就是数字化制造系统,数字化运营管理系统,从原材料到零部件,到车间装配,到风场安装全部建立全流程的数字化智能化管理系统,管理系统可以大幅度的降低运维成本、经营成本,按照现在生产不均衡状态,我们仍然可以做到一年做1500台风机,只需要100个车间装配人员就够了,根据对未来猜测,两年之后50个人一年就可以生产2000台风机,过去画一个塔筒要100个人,要一个礼拜或者多长时间,现在一个人一个小时就可以把图纸画完了,这就是智能化、数字化技术带来的效率。

(根据速记整理,未经本人审核)

现场直播链接:云参观 | 2020北京国际风能大会暨展览会

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