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金风科技:定义海上风机“大”时代

2022-11-16 09:13来源:《风能》杂志作者:夏云峰关键词:金风科技海上风电大兆瓦风机收藏点赞

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对于金风科技而言,研制大兆瓦机组既意在持续提升自身核心竞争力,更是推动产业链实现升级突破的契机。

2022 年10 月11 日,新疆金风科技股份有限公司(下称“金风科技”)董事长武钢在中央广播电视总台“新闻联播”节目中提及,由金风科技主导研发的16MW 海上风电机组已经进入最后测试阶段,即将下线。这势必将一举刷新海上风电机组单机容量、叶片长度等多项世界纪录。

2 天后,金风科技对外宣布,其自主研发、拥有完全自主知识产权的GWH252-13.6MW机组在福建省福清市福建三峡海上风电国际产业园成功下线,成为目前全球范围内风轮直径最大、同等容量机组风能转化效率最高、亚太地区单机容量最大的风电机组。

上述消息迅速引发各方广泛关注,标志着我国大兆瓦海上风电机组研制迎来了新的里程碑,表明我国海上风电机组关键核心技术水平迈入世界先进行列。

回顾过往,这显然不是金风科技第一次立于风电技术发展的浪潮之巅。自2007 年安装首台海上风电机组以来,无论市场潮起潮落,这家风电整机龙头企业始终基于自己对产业的深刻理解,紧扣市场脉搏,以拓宽海上风电价值边界为目标,以技术创新为支点,以高发电效率和高可靠性为标尺,不断用创新产品定义着海上风电发展的每一个“大”时代。

“在中国大兆瓦海上风电机组技术的演进历程中,金风科技一直是最重要的推动者。因为我们坚信,海上风电代表着我国东、南部沿海地区绿色发展的未来,而机组大型化则是不断降低海上风电度电成本的重要路径之一。”金风科技副总裁、风电产业集团总经理薛乃川向《风能》表示。

机组大型化背后的经济性考量

时至今日,大规模开发海上风能资源对于推动我国沿海省份社会经济可持续发展的重要意义,已经毋庸置疑。

党的十八大以来,国家大力推进能源转型,谋求绿色、可持续发展。尤其是2020 年9 月国家明确碳达峰与碳中和时间表后,这一进程大大提速,有力支撑了我国保持高质量发展。

不久前召开的党的二十大提出,积极稳妥推进碳达峰、碳中和,立足我国能源资源禀赋,坚持先立后破,有计划分步骤实施碳达峰行动,深入推进能源革命,加快规划建设新型能源体系。

沿海省份经济发达,能耗大,且能源结构以化石能源为主,减排压力巨大。综合资源禀赋来看,海上风电将是这些地区落实碳达峰与碳中和目标的主要抓手。

近几年,沿海省份纷纷加快开发海上风能资源,核准容量和装机容量均大幅增加。据中国可再生能源学会风能专业委员会(CWEA)统计,2021 年,我国海上风电新增装机容量达到1448.2 万千瓦,同比增长276.7%,新增装机容量与累计装机容量双双位居全球第一。

“十四五”期间,面对“国补”的全面取消,海上风电产业面临着巨大的降本压力。目前业界的共识是,采用大兆瓦机组是促使度电成本下降的一个主要途径。

薛乃川告诉《风能》,其背后的逻辑在于:

一方面,应用大兆瓦机组,可以大大减少同等装机规模海上风电项目的机位点数量,进而节约海域使用面积,降低海上支撑结构、电缆、用海、施工等方面的分摊成本,继而拉低项目的初始投资。尤其是考虑到海上风电开发正在走向深远海,基础造价及施工成本更高,应用大兆瓦机组在降低深远海风电项目成本方面的作用会凸显。

以一个总装机40 万千瓦的海上风电项目为例,采用金风科技13.6MW 风电机组将比采用8MW 机组节省20 个机位点,仅在风电机组基础、吊装、塔架、海缆、用海等方面就能够节省费用近4 亿元,约1000 元/ 千瓦。目前,福建的海上风电项目工程造价在14000~15000元/ 千瓦,因此,应用大兆瓦机组所带来的成本下降是相当可观的。

另一方面,海上风电机组的运维成本占项目运营成本的80% 以上,应用大兆瓦机组可以有效分摊运维成本,进而降低整个项目的运营成本。

同时,应用大兆瓦机组能够显著增加项目的年发电量,特别是在风能资源禀赋较好的福建省沿海区域,单机发电量会有明显提升。

由此带来的将是项目度电成本的下降。

这也就不难理解,为何各家整机企业争相推出大兆瓦机组,海上风电机组单机容量呈现加速增长之势。中国可再生能源学会风能专业委员会提供的数据显示,在2021 年我国新增的海上风电装机中,6.0MW 及以上机组的占比达到58%。其中,6.0~7.0MW(不含7.0MW)机组占45.9%,同比增加29.8%。7.0MW及以上机组所占的份额也在稳步提高。

政策层面同样积极支持推进大兆瓦海上风电机组的研发。国家能源局、科学技术部联合发布的《“十四五”能源领域科技创新规划》提出,开发15MW 及以上海上风电机组整机设计集成技术、先进测试技术与测试平台;开展12~15MW级超大型海上风电机组工程示范。

金风科技:引领大兆瓦机组发展

作为国内第一、全球第二的风电整机制造商,早在2007 年,金风科技即投运了自己的首台海上风电试验机组,是国内最早一批从事海上风电技术研发并完成实际应用的风电整机企业。

15 年间,依托强大的科研团队、完善的研发体系以及深厚的实践积累,金风科技稳步推进海上风电机组研制,一批重要成果陆续面世,引领海上风电机组大型化的发展潮流。

国内首台拥有完全自主知识产权的8MW机组

2019 年9 月,国内首台拥有完全自主知识产权的8MW 机组在金风科技福建装备制造基地下线,标志着金风科技正式完成大兆瓦机组开发。在此过程中,金风科技依托自有的试验中心,完成了8MW 机型变桨偏航轴承、液压变桨系统等关键零部件的测试和验证;通过水冷系统试验测试平台,对一体化水冷系统进行长期运行测试,保证了系统可靠性;对变压器、变流器等关键零部件的试验验证,保证了其电气系统可靠性;通过整机试验台拖动测试,对整机功能、性能进行了测试验证。

通过8MW 机组的研发,金风科技完成了E-TOP 结构的探索,积累了零部件制造、整机控制及安装、运维经验。在此基础上,金风科技进一步导入中速永磁技术路线,为此后更大兆瓦机组在性能与成本上取得突破奠定基础。

2022 年, 金风科技推出了GWH252-13.6MW 机型。这款产品针对福建、浙江、广东等东南沿海海域而设计, 单机容量为13.6MW,风轮直径达到252 米,风轮扫掠面积约5 万平方米,相当于7 个标准足球场。在额定风速下,风轮每转动一圈可发电29千瓦时,单台机组每年可输出6350 万千瓦时清洁电能,能满足3.2 万户三口之家一年的正常用电。

全球最大风轮直径海上风电机组GWH252-13.6MW下线

在此之前,金风科技识别到海上,尤其是福建区域市场的点位敏感性特点,适时启动了16MW机组的研发,并将在2022 年内完成16MW 样机下线。

据薛乃川透露,金风科技的下一代超大容量海上风电机组已经处于规划和开发之中。

在多年的发展中,随着对海上风电的理解日渐加深,金风科技对其中蕴藏的风险愈加重视。正因如此,薛乃川在接受《风能》专访时反复强调大兆瓦海上风电机组的研发应保持好节奏。

他指出,“更大容量机型的开发,是‘摸着石头过河’的过程,欲速则不达,金风科技秉持‘风电长跑’的理念,跑得快,更要跑得稳。”

投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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