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此外,零部件的出口额也创下新高。每年风电零部件的出口额绝对值都比整机要大,预估2023年风电行业为国家出口创汇超过1000亿元。
可以说,风电发展到今天,它早已不是一个可有可无的小行业。
风电成为我国经济增长、拉动出口、带动就业以及绿色转型的重要力量。
这是我国风电产业链供应链发展统计地图。【参考:《中国风电产业地图2022》】
2023年,风能专委会产业研究部统计的有装机的整机制造企业共15家,这些整机商在全国共有120多个生产工厂。
我们以表格形式简单汇总了我国风电叶片、主轴承、齿轮箱、发电机等产业链供应链发展情况。
中国风电已形成了强大的产能,不光可以支撑中国的能源转型,还可以支持全球的能源转型。
2023年风能专委会与全球风能理事会共同发布了全球风电供应链报告,尤其是聚焦海上风电产业链方面,研究的结果是:全球除了中国之外,如果要实现气候目标、要实现可再生能源装机到2030年实现3倍的增长,全球的海上风电产业链供应链目前都无法满足要求。
如果没有中国的风电产业的支撑,全球想要实现气候目标几乎是不可能的。
下面再谈谈2023年中国风电技术发展情况。
好多人说风电没有什么高新技术,属于传统的机械装备范畴,无外乎每年从1兆瓦、3兆瓦、5兆瓦,升到10兆瓦、15兆瓦、20兆瓦,一点点将单机容量做大,叶片一点一点加长,塔筒加高等,并没有什么技术创新性,不像其他行业每年都有很多各种技术方面的创新。
但我想说的是,风电行业绝不仅仅是简单的容量放大,也不是简单的加长叶片、更不是简单的增高塔筒。
风电发展需要非常多的技术创新和努力,风能行业的巨大创新,都隐藏在每一台风机的背后!
所以,下面我想通过一些具体数据,让更多人认识到风电创新的能力和潜力。
机组创新最大的指标,是单机容量的增长。
在单机容量方面,我们已经实现了从跟随到引领,进入到了“无人区”。
2023年,陆上风电机组突破10 MW;海上风电机组达到18 MW,可以说,在单机容量方面,我国在全球风电领域已经实现了“遥遥领先”。
叶片的发展同样日新月异。我在PPT上写,130米叶片指日可待,为什么在“指日可待”上要标记一个红圈?
这是因为我在开始制作本次演讲的PPT时,预计130米长叶片的推出指日可待,可我的PPT还未定稿,三一重能的131米叶片就已经下线了,我改PPT的速度,根本赶不上企业叶片下线的速度。
我现在期待150米下线,暂时还不知道需要等多长时间。也许很快就将看到。【补注:2024年2月27日,由明阳自主研制的MySE292海上超大型叶片在海南东方智能制造基地成功下线。MySE292海上超大型叶片长143米,为全球已下线叶轮直径最大的风电叶片。5月11日,这一全球最长风电叶片运抵阳江港并成功运至鉴衡阳江国家质检中心。】
以这个速度发展下去,不知道风电叶片的极限长度是多少?
但这一切,都离不开风能行业在材料和技术上的大突破。
过去,我们一直说风电轴承是我国风电发展的瓶颈,但经过10年的努力,我们的轴承也实现了国产化替代。
2023年,16MW、18MW的大型重载轴承已经下线,并开始小批量使用。【参考:2024年3月14日,世界首台25MW级风电系列轴承在洛阳轴研科技下线】
风力发电机,同样需要进行大量的创新。
可能很多人说,20兆瓦的发电机,不就是简单的放大吗?
实际上还真不是!
我专门请教了中车永济的专家,专家说中车为了突破20MW的发电机技术,在冷却技术、绕组技术方面都要进行大的创新,要彻底改变。引入的多绕组、双路循环冷却技术,是突破20MW级发电机技术瓶颈的关键技术。
不进行创新,我们不可能进入到20MW时代。所以看似简单的单机容量的增长,背后都需要大量关键技术的支撑。
齿轮箱同样需要技术创新。
过去的一段时间,我们说双馈型发电机组的容量可能超不过10MW,原因是齿轮箱的功率密度很难再提高。
但现在,我们国内本土齿轮箱制造商南高齿的专家告诉我,南高齿16~18MW海上全集成传动链风电齿轮箱,通过采用一些新的技术,诸如多级行星分流及均载技术,使风电齿轮箱扭矩密度从150Nm/kg左右提高到220Nm/kg以上,主轴集成式齿轮箱扭矩密度达到230 Nm/kg 以上。
齿轮箱已迈入20MW 级时代。受益于齿轮箱的发展,我国双馈、半直驱等大兆瓦机组也获得了快速发展。(参考:南高齿推出两款新平台齿轮箱)
风电塔架高度的进一步增长,拓展了风能开发的新边界。
2023年9月,金风科技成功完成185米风电塔架吊装,该高度相当于60层楼,创造全球陆上风电塔架高度新纪录,为风能资源的高效开发与利用拓展了新的边界。
2023年10月,远景能源首个基于自研GTS全栈式塔架系统的170米混塔+135米分片式钢塔项目批量交付,其中混段高达137.3米,是国内已吊装的最高混段。
前几天维斯塔斯的同仁告诉我说,他们公司在德国已经做到了200米塔高的塔筒。
185米依然还不是极限。
塔筒升高后,能极大提高我们的发电效率,使原来很多不具备开发条件的地区,也具备了风电开发的经济性。(参考:《风能》封面故事|钢混塔:高是手段,而非目的)
海上风电管桩,我国企业去年实现了大量出口。这是因为欧洲要实现海上风电的大发展,而欧洲的产业链根本不足以支撑。
现在海上管桩越来越大、越来越长,直径已经超过10米,单桩重达2000多吨,很快,直径11-12米的管桩,120米长的单桩就要出现,总重量将超过3000吨。
为此,大金重工正在研发设计制造一条全新的专门适合超大型管桩的运输船——KING ONE,以前从没有这种类型的海上风电运输船型。该艘运输船总长240m,型宽51m,载重量5万吨。具有超强甲板载荷,可解决超重单桩和大型海塔立式发运的甲板承载力问题,超长超宽的甲板大大增加大直径风机基础桩的单航次装载量,减少总运输成本。此外,该船型具有超强压载能力,大大降低部分港口潮差大对装卸货的限制。采用双桨双舵设计,提供足够动力冗余,确保船期和航行安全,保证产品安全如期交付。
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