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3、大容量风机将加大应用
对于国内风电行业来说,实现平价上网,是当期重要的阶段性目标。对于风资源确定的风电场而言,若锁定上网价格(如与当地煤电上网基准价保持一致),影响项目收益率的主要因素有:机组利用小时数、单位容量造价、项目融资结构及贷款利率等。结合产业发展现状,我们认为,通过各种途径提升利用小时数,是实现平价的重要着力点;在大规模陆上风电场和海上风电项目中,大容量风机将加大应用。
从设备供应角度看,如自然环境等其他因素不变,提高指定风电场年利用小时数的主要途径有:改进风机设计,增大单位容量扫风面积(m2/kW);适当增加塔筒高度,使风机获得更大风速的运行环境;优化风电场设计,在保证风机安全的前提下减小风机之间的“尾流”影响。
为迎接“平价”时代到来,具有陆上风资源天然优势的地区,如“三北”(西北、华北、东北)地区与云南、福建、四川等省区,将对陆上风电项目投资资金产生较大的“虹吸”效应;远海风电开发,也将逐步提上议事日程。而对于风资源较好的大规模陆上风电场和海上(尤其远海)风电项目来说,大容量风机的应用,将有助提高风电场整体经济效益。
过去一两年,国内涌现一批颇具“规模效应”的大型单体陆上风电场开发项目,如:国家电投投资建设的乌兰察布风电基地一期6GW项目、青海海南州特高压外送基地(2GW风电+3GW光伏)、上海庙至山东直流特高压输电通道配套可再生能源基地阿拉善盟区域1.6GW风电项目。其中,乌兰察布风电基地一期6GW项目已于2019上半年完成风机招标,据微信公众号“风能产业”2019 年4 月3 日文章,上海电气、金风科技、中国海装、明阳智能和东方风电(东方电气下属公司)分别中标该项目五个标段的配套风机采购招标,容量分别为1.4GW、1.3GW、0.9GW、1.3GW 和1.1GW。结合微信公众号“风电财经”2019年3月18日文章,上述5家风机制造商投标时报送的机型单机功率在3.2~5.6GW之间。据微信公众号“每日风电”2019年9月27日文章报道,该项目中标机型单机平均容量为4.16MW。
据中国可再生能源学会风能专业委员会、中国农机工业协会风力机械分会、国家可再生能源中心2019年4月4日联合发布的《2018 年中国风电吊装容量统计简报》,2018年中国(大陆)市场新增风电机组中,2MW机型在新增装机容量中占比50.6%,2~3MW(不含3MW)机型占比31.9%,为市场主力,如图15所示;而当期3~3.9MW、4~5.9MW机型合计占比仅有12.9%,且多用于海上风电项目。对比可见,乌兰察布风电基地一期6GW项目的应用机型显著高于2018年市场平均水平。
海上风电方面,2018年12月28日出台的《福建省海上风电项目竞争配置办法(试行)》(公开征求意见稿)提出,“原则上采用的风电机组应具有自主知识产权、单机容量不低于8000千瓦(即8MW)”;广东、浙江等地的规划也倡导海上风电采用5MW及以上机型。
我们分析认为,在运行环境允许的情况下,如以大功率风机代替小功率风机,可整体减少风电场单位容量的投资额。比如,在大型陆上风电场用5.0MW风机替代2.5MW风机,在海上(尤其远海)风电场用12MW风机(GE已着手实施该类产品在中国广东揭阳的产业化)替代6MW风机,可以将风机、塔筒的数量减少一半,尽管大容量风机及配套塔筒的单价或有一定上浮,但整体的塔筒投资、风机吊装费用和风机维护费用,以及在配电系统方面的投入,有望得到一定缩减。
从实际装机情况看,风机应用的平均功率不断提升。中国风能协会(CWEA)统计数据表明,2008~2013年,1.5~2MW风机在相应年度新增装机中的占比超过50%;2015年以来,2.0~2.5MW风机占比超过50%,挤占了2MW以下风机的份额,且2.5MW以上风机的占比逐年提升,如图16所示。
主流风机厂商已将大功率机型作为重要研发方向,在2019北京国际风能大会暨展览会(CWP2019)上展出的陆上风机新产品一般超过3MW甚至5MW,海上风机新产品以10MW为目标,如表6所示。
我们预计,2022年以后,随着“平价”要求执行力度加大,陆上风电新建项目的单机容量将达到3MW以上;如GE、东方电气、上海电气、明阳智能的相关新机型产业化顺利推进,8MW及以上机型在海上风电新项目中将加大应用,一定程度上将对我国远海风电资源开发起到重要支撑。
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