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6.3 管中窥豹看海上风电发展趋势
海上风电发展呈现从南到北、集中连片的规模化发展趋势。从三峡海上风电投资来看,海上风电集中连片开发初具规模。从江苏响水200MW海上风电项目成功建成并网到福建福清兴化湾样机海上试验风场一期即将完成吊装并网发电,再到江苏大丰300MW海上风电项目与大连庄河300MW海上风电项目正式开工建设,海上风电项目从南到北,涵盖风能资源高质量地区。
海上风电发展加速,运营商项目投资规模逐步扩大。从三峡海上风电项目来看,项目单机容量有小到大,大容量机组需求逐步上升。海上风电项目规模扩大,项目投资额由20亿元逐步增长至180亿元;运营商初步开发、应用深海风力资源,海上风电逐步走向深海领域。海上风电项目投资进程加速,运营商在在沿海省市重点区域加快开展海上风电项目投资,光三峡集团2016年-2017年就投资、建设了9个项目,在1.7万公里的海岸线上储备优质海上风电资源,同时加大技术研发投入,填补多项海上风电技术空白。
中国海上风电需要走向海外,通过并购与合作去形成完整的海上风电技术规范体系。中国海上风电产业虽然开发势头强、动作快,但是相比较于已经有25年发展历史的欧洲海上风电还存在较大的差距。从三峡集团海上风电发展战略来看,中国企业需要走向海外,通过并购与合作,引入世界一流的经验、技术和标准(如勘测技术标准,运维标准,施工标准等),形成完整的海上风电技术标准规范体系。
7. 海上风电朝着规模化、大功率化方向发展
7.1 整机制造商积极布局大功率风电机组
随着风电技术和海上风电的发展,风电机组的整体趋势是单机容量的大型化和多样化。风电机组机型多元,目前风电行业主流机型是3MW以下机组,主要应用于陆上风电。3MW以上机组多应用于海上风电,10MW以上机组则应用于深海领域。目前海上风电机组均基于陆上风电机组改造,截止至2017年,在我国所有吊装的海上风电机组中,单机容量为4MW机组最多,累计装机容量达到152.8万千瓦,占海上装机容量的55%,其次是2.5MW装机容量,占比为14%。随着海上风电的发展,3-8MW将逐渐取代3MW以下风电机组成为市场主流的风电机组。预计2020年前,海上风电的主流机型为4MW-7MW,小批量7MW-10MW机组将进入海上风电场;2021-2030年,10MW-15MW机组将成为海上风电的主流机型,小批量16MW-20MW机组将进入海上风电场。
受益于政策驱动,国内外整机制造商积极布局大功率风电机组。按规划“十三五”期间,对于5MW级别的海上风电机组要实现批量推广,大力研制8-10MW海上风电机组。5MW及以上风电机组已逐渐成为国内外主要风电厂商的发展重点,国外8MW机组已完成商业化应用,10MW机组也已经到实验样机阶段,其中MH维斯塔斯8MW风电机组、Enercon7.5MW风电机组、西门子7MW风电机组、通用电气6MW风电机组、歌美飒5MW风电机组等均得到了广泛应用; 金风科技、中国海装、联合动力等国内主流整机商都在积极布局5 MW及以上容量的海上风电机组。国内风机厂商如华锐风电6MW、联合动力6MW、金风科技6MW、东方 电气5.5MW、海装风电5MW等海上风电机组陆续下线安装,处于样机试验阶段。
大容量风电机组降低整体建设成本,投资优势明显。由于海上施工条件恶劣,单台机组的基础施工和吊装费用远远大于陆上机组的施工费用,大容量机组虽然在单机基础施工及吊装上的投资较高,但由于数量少,在降低风电场总投资上具有明显优势。以10万千瓦的风电场为例,采用5MW机组相比4MW机组,可减少5个机位点,降低整体建设成本,减少可能的故障输入点数量,避免对整个风电场的影响。同时减少了机组间的尾流等影响,有利于提高发电效益,降低运营、维护成本。
7.2 海上风电项目规模扩大,进军深海领域
海上风电项目规模扩大,未来逐步开发深海领域。目前海上风电已经进入规模化开发的时代,近海项目离岸越来越远,同时对大容量海上风电机组的需求与日俱增,新建项目多采用3MW-5MW的风电机组。随着大容量海上风电技术发展,大功率机组尤其是10MW风电机组有望规模生产出成熟机组,机组的利用效率可获得大幅提升,经济性优势愈加明显。海上风电开发将日益走向深海,预计到2025年,海上风电平台的水深将超过60米,离岸距离最大将超过100千米。随着规模越来越大的海上风电项目,大型化和轻质化将成为叶片发展主要方向,大直径单桩等海上施工技术开始进入大规模应用的阶段。
国内大型风电施工船的发展将助力海上风电领域向深海拓展。目前国内已经有8艘大型风电施工船,中交第三航务工程局的“三航风范”号、龙源振华壹号、龙源振华贰号、龙源振华三号、普丰托本号、海洋风电38、华电1001号以及华尔辰号。其中龙源振华三号,船长100.8 米,型宽43.2 米,型深8.4米,起重能力达2000吨,为全球最大,在此之前,全球自升式风电安装平台的最大起重能力为1500吨;该平台的双钩、单钩起重能力能达到1500吨,可实现大兆瓦海上风机基础的空中翻身;平台上的起重机起升高度达120米,在目前全球自升式风电安装平台中,拥有最高的吊高高度。最大作业水深达到50米,开创国内之最,是我国海上风电作业从浅海走向近海的关键利器。
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