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时间:2013年10月17日(上午)
地点:国展W201
主持人:沈阳工业大学风能技术研究所教授——姚兴佳
主持人:首先我们请丹麦的BTM咨询公司的赵锋先生做主题讲演。
赵锋:今年的主题是关于技术创新和质量管理,所以我的主题也是风电技术的创新和质量管理。我的主题分三块,一个是先对整个全球的风电技术一个总的回顾。另外针对中国目前市场发展的一些技术创新有一个小结。完了提出目前我们在风电产业里面临的一些质量挑战,这是一个大致的结构。
这是一个技术路线图,关于风电技术发展,其实讨论由来已久,目前行业里新兴的一些技术趋势,包括中速齿轮箱,以及我们的液压传动。整个发展应该是从90年代到2000年,主要以传统风电做主流。从2002年以后,我们看到技术路线图,我们的这些不同的技术开始出现,蓝色的代表传统齿轮箱的风机,红色的是直驱,黄线代表的是我们漂浮式风机。
我们有不同的技术,究竟这些技术发展程度怎么样,成熟度怎么样。
按照整个目前全球累计装机来看,带齿轮箱的风机装机容量占全球第一,技术成熟度相当于直驱和液压传动稳定得多。
2012年整个全球装机里面,传统齿轮箱风机占79%,直驱占21%,如果只看海上风电略有变化,虽然齿轮箱同样占主流,但是我们直驱的份额在海上风电这块要稍微小一点。累计的话其实更小。因为在金风开始在海上风电有装机之前,我们在海上风电这块,在欧洲是没有真正的直驱装机的。随着中国海上风电的发展,我相信我们在海上风电这块,直驱的份额肯定会增长。
按照我们BTM公司预测,随着技术的发展,特别是海上风电在明年或者后年到了一个高速发展期以后,我们的中速齿轮箱,以及直驱的份额肯定会增长。我们预测到2020年这两种技术合在一起,它的市场份额至少会达到30%。
这个图标告诉我们,目前主机商在推出大兆瓦机型,其实有些企业有样机,更多的企业在早期的研发,我们提到的大兆瓦风机是4兆瓦以上一直到8兆瓦。从目前的研发来看,传统齿轮箱还是占主流。在这么多企业里面,传统齿轮箱以后达到15家,接下来是直驱,然后才是中速,最少的在研发这个领域,应该在液压传动,液压传动目前企业不多,主要是在日本企业,还有一家德国企业在做。
从大兆瓦机型研发它的分布来看,其实真正研发,在推动研发整个过程当中,我们亚洲企业占了很大的比重。上一个论坛里,上海电气提到了,中国在产品推陈出新这块,其实走的步伐比欧洲快2到3倍。这个柱状图里面棕色的这一组图,是代表了整个亚洲企业,中国、韩国、日本,绿色代表是欧洲,蓝色代表是美国,真正在大兆瓦风机研发领域里,活跃得非常积极的还是亚洲企业,尤其是中国企业。齿轮箱这块有8家,中速2家,直驱4家,所以我们相信我们有信心,中国在风电技术这块技术创新上,虽然说和欧洲,甚至比美国要晚得多,但是我们的步伐要快得多。
回顾了主要的四种技术趋势以外,我们看一下风电技术的发展,不只是它的传动技术在发展,相应的其他领域是随之要适应这个主机技术的变革。
这张图可以看到,当大兆瓦风机推出以后,海上风电的机组必须得跟得上去。早期在海上风电刚刚初建的时候,主要是在丹麦,到11年,单状机组超过了全球市场75%,到去年年底数据稍有变动,主要在北海我们有更大的5兆瓦以及5兆瓦以上的风机安装以后,我们的基础要求不一样了,单装会面临一些技术挑战。这个数据就是我们的导管基础装,这里开始在全球的海上风电市场领域里开始应用。
随着海上风机继续向外延伸,这些技术也会面临挑战,欧洲有很多研发项目在进行讨论,尤其是英国,因为海上风机会占超过25%的成本,为降低成本,机组这块是很重要的。当真正遇到深海以后,技术怎么发展呢,必然会走向漂浮式风机。截止2012年,我们有5台漂浮式样机有装机,主要3台在欧洲,意大利,挪威,葡萄牙,这也是在挪威,两台在挪威,这一台是100千瓦的样机在日本。截止到位置,我们又有两台新的漂浮风机安装,一台在美国,小风机,是6兆原性设计的,按照1比8的比例。
回顾了海上风机基础以后,有一个技术趋势提一下,就是两叶片,两叶片不是什么新的技术,也不是全新的革新。因为两叶片技术早在19世纪就已经有了,被运用到陆地风机。但因为考虑到噪音,视觉影响,以及我们的偏航承载的载荷非常重,所以在陆地上它没有得到真正的运用。
但是当我们把技术趋势重心从陆地挪到海上以后,两叶片技术再次获得了一些企业的亲睐。比如就有明阳的3兆瓦,以及他现在有一个样机马上会要下线的6.5兆瓦的。
在物流上面,安装,吊装的话很方便,两个叶片一次组装好,可以一次吊装,就不会像三叶片,不管怎么弄,肯定有一个叶片必须要在海上去装。三个叶片和轮毂装好以后,因为你的形状就是三角形,伸开以后你占的空间特别大,这对于海上安装船来说,你的面积,提供的就会要求特别大,所以安装效率特别低。所以两叶片有它的优势,在安装过程中可以降低成本。
两叶片对于整个海上风电的造价,和三叶片相比降低10%。
2012年我们陆地风机平均规格是1847千瓦,海上相对来说要大得多,已经超过了4兆瓦这样一个门槛。中国相对来说我们平均的功率要低一些,整个风电市场平均规格是1646千瓦,海上目前在2兆瓦,3兆瓦,所以我们平均下来就2620千瓦,在欧洲要高得多,在欧洲有5兆瓦,6兆瓦的风机多一些。
按照我们BTM的预测,到2020年海上风电风机规格要达到5、6兆瓦,陆地考虑到物流,以及现实的挑战因素,可能要相对缓慢一些,但是和目前1847千瓦相比还是有增长,估计应该会在2.5兆瓦这么一个幅度范围内。
叶片的增长的话,从90年代以前的25米,到现在联合动力丹麦的SSP已经给韩国推出了7兆瓦风机,叶片直径是171米,这是最大的。2020年我们叶片能达到多少呢,我们拭目以待。
当然对轮毂高度也会提升,对1.5兆瓦平均轮毂是70到80米,随着低速风机的推出,我们已经超过了120米,最突出的超过了140米。
正是因为轮毂高度的提升,我们风电塔桶就会更高,这样就导致物流的挑战。我们在塔桶制造商也必须考虑到技术创新,如何在基础条件不好的地方装机,因此就有混合型的风塔技术。我9月份去巴西参加大会的时候,我们有西班牙企业,以及德国企业,以及巴西本土企业,他们做的陆地风机的风塔,都是混凝土预制,因为它们都可以拆卸,相当的方便。
我们再回顾一下中国市场的技术趋势。其实中国大致一样的,在中国市场也是,主流风机在中国还是1.5,但是我们可以看到1.5到1.25这个区间,我们的市场份额在增长,从12.5%到去年已经达到31.3%,这个数据是中国风能协会他们提供的数据。
在大风机推出的同时,由于我们北方并网的瓶颈,以及弃风限电,企业不得不把战略调整到其他的区域,比如说南方考虑到低风速区域,以及高海拔,有高温,低温型风机,以及海上风电。在2012年中国75%的装机,风机类型设计是按照IEC三类风机设计的,我们可以看到技术趋势的演变。
在2012年有5家中国企业推出了高原性风机,昨天我在战区转了一圈,发现至少有3到4家推出了高原性风机。在海上风电也一样。
回顾完技术发展以后,我回到另外一个主题,齿轮箱不是真正的老大难问题,从德国风厂和美国风厂的数据显示,真正出问题的不是齿轮箱,而是电极设备,变频器等等这块。如果我们真的企业重视的话,我们可以明显看到改善,我们希望这两组数据可以让我们供应商,主机商,要注意哪些领域是我们需要真正注意的。
最后一张图,做风电质量控制不是主机上的问题,也不是零部件的问题,整个产业链的问题。从风机的研发,到零部件的组装,以及风机安装,到运营,整个环节都不可缺少。
我们一定要考虑到每个细的环节,海上风电质量控制更是不可或缺。因为海上风电会涉及到海上风电安装船,不想陆地,坏了以后租个吊车就可以换。海上你找到船还要看天气,所以成本就会更高。所以在整个供应链里面,我们要一起协调,希望我们共同努力,把风电产业从质量把关上这块做好,让我们风电产业健康发展。
主持人:赵锋先生做了一个很好的讲演,他把我们当前技术方面存在的大家关心的比较敏感的问题,基本上都提到了。比如说我们现在的选择,我们要用三级齿轮增速的,还是要用直驱的,或者用中速的风力发电机,这种选择它的道理在什么地方,为什么你们要做这种产品。
现在基本上是主导地位是三个叶片的风力发电机,现在两个叶片的机组也在不断的涌现。这些问题在技术方面如何做一些更深刻的解释。
随着机组容量的增大,叶片的直径,叶片的长度都在扩大。在这个情况下,它有一个什么科学的规律。
这些方面都是在技术方面给大家做了一个引导,我们今天的主题,应该紧紧围绕大会的主题,大会的主题是关于风电产业的质量与健康。我们今天的技术创新方面的工作,如何来推动风电产业的质量与健康?返回来,风电产业的质量健康,如何来促进我们风电的技术创新,这也是摆在我们面前的更重要的一些问题。把这些问题搞清楚,那么后边一些具体的技术问题,还要进行好多的更深入的进行研究和探讨。
下面有请新疆金风的执行副总裁吴凯先生。维斯塔斯中国区和亚太区技术总监孙立先生。 浙江运达风电公司的副总经理总工程师叶杭冶先生。 远景能源江苏有限公司研发总监张锋先生。上海电气风电有限公司的副总经理刘琦先生。南车株洲电力机车研究所副总经理李晓光先生。 中材科技风电叶片副总经理陈淳先生。歌美飒中国区技术总监Mikel Butagueno Wreta先生。南京航空航天大学王同光教授。
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