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陸上風電的6MW競爭熱火朝天:平臺化/標準化降本之路還很遠

   2021-07-23 球哥看風182750
核心提示:6月30日,中國陸上風電迎來了歷史發展新起點,運達的WD175-6250樣機正式掛機,這也刷新了陸上風機最大葉輪直徑的新紀錄,同時也
6月30日,中國陸上風電迎來了歷史發展新起點,運達的WD175-6250樣機正式掛機,這也刷新了陸上風機最大葉輪直徑的新紀錄,同時也為中國平價風電的降本做出了技術創新的新表率。

遺憾:6MW風機2012年已經矗立卻未繼續

2012年11月6日,國家能源集團旗下國電科環所屬聯合動力技術有限公司自主研發的國內首臺掃風面積最大的6MW風電機組在山東濰坊順利完成吊裝,這是國內最早研發出來的6MW風機,根據信息,風機機艙重240噸,輪轂高度超過90米,配套葉片長度為66.5米,在當時2MW風機時代這絕對是一個巨大創舉。而在同期歐洲的德國ENERCON,2007年11月就已經安裝了E126/6MW機型,從這一點來看,中國早期風機技術落后歐洲5-10年是毋庸置疑。為什么聯合動力開始了樣機并未繼續呢?

很顯然,研發一臺新型的風機樣機是技術驗證,但批量生產卻無法短期解決。其中最核心的是產業鏈配套問題,2012年風機的最大單機功率也就3MW(國內,海上),包括軸承等核心大部件都需要進口,無法解決批量生產問題。同時風機的單價與當時的投資造價無法匹配,這也是無法商業化推廣的重要原因。

6MW時代開始很早:國際巨頭動靜并不大就在2019-2020年,全球的幾大風電巨頭紛紛發布了陸上大兆瓦風機,也就是6MW風機的研發計劃,

GE:Cypress 6.0-164,但計劃是2022年投入商用(注意:采用兩段式風電葉片設計)。

西門子歌美颯:SG 6.6-155,后續進展一直未見動靜。

維斯塔斯:V162-6.0MW,5月20日天津工廠下線ENVENTUS;

當時的明陽智能發布了MySE6.25-173陸上風機,不過明陽的這款風機而是從海上登陸陸上的一款變型機種,但這也開始了中國陸上風機的6MW先河。

再談德國ENERCON,2006年6MW風機小批量裝機,不僅僅證明了德國機械制造的強大實力,更加佐證了全球風機技術狂人-ENERCON的技術創新水平,早在2015年,Enercon開始了7.5MW機型的研發,但在商業化大兆瓦新機型方面卻遠遠落后于其競爭對手,我想市場需求不足才是這款機型未能繼續下去的核心原因。

中國風機6MW:齊頭并進,彎道超車

如果說運達的6.25-175是目前吊裝成功單機功率最大的葉輪直徑風機,那么國內幾家其他風機廠家的風機也各有特色。據作者了解信息(不一定準確,供大家參考),基本國內頭部企業都已經正在試制或已拿出了6MW的機型。

東方電氣:5.5S-172機型,是目前國內最大的永磁直驅機型,這也彰顯了東方電氣在發電機技術方面的雄厚實力,4月下線,6月并網,是國內首個并網的6MW機型。

中車株洲所:6月24日,河北省張北縣試驗風場,5.X MW-D175風電機組吊裝成功,風輪直徑為175米,是全球第一個陸上風機葉輪直徑達到175M的風機機型。

金風科技:也就在近期,金風科技的6MW平臺機型也已吊裝,不過金風科技行事比較低調,并未在行業進行公布。

遠景能源:其旗下的6.25MW機型已經在緊鑼密鼓的試制,遠景一貫的高效研發工作方式,相信不會太久就會面世。

明陽智能:其6.25MW的海上機型登岸,從某種意義上說,機型已經具備,只是重新認證的問題。

上海電氣:海上大兆瓦機型的多年經驗,6MW平臺的機型已經輕車熟路,相信整機樣機掛機指日可待。

三一重能:5MW平臺機型已經獲得型式認證,按其平臺化設計思路,6MW平臺機型或會很快投產,根據其最近中標的國投甘肅2360元/kw投標中標結果來看,其6MW機型必將很快投產。

國內主流廠家在6MW平臺的競爭實際上也體現了中國風電裝備企業在技術創新方面的突飛猛進,當然這也與中國風電技術門檻突破有關,同時經過十多年的發展,產業鏈配套也日趨完善,基本實現了100%的國產化(個別還需盡快補充)。中國風電主機的單機容量可以說從2MW平臺直接跨越3-4MW,跳躍式直接到5-6MW平臺,對比國際三大巨頭的6MW而言,中國風電實現了彎道超車。

大兆瓦機型的設計降本:亟需平臺化/標準化

從作者了解的信息來看,各家的設計基本都不一樣,直驅,半直驅,雙饋路線都有,葉輪直徑最小 171m,最大185m,這對產業鏈配套來說,是一個巨大的難題,各種配套規格多,數量偏少,成本攤銷就會偏高,如何在這么復雜的種類配套中降本,是當前大兆瓦機型的現實問題。

從未來市場規模來看,即使未來每年5000-6000萬千瓦的市場容量,如果按風機臺數計算,4-5MW的平均容量,就12000-15000臺,相比過去每年20000多臺的數量,臺數大幅下降,而且單位千瓦的造價還在下降,實際總體的市場總額也是在下降,這就需要從蚊子腿上剔肉。

行業設計標準化:有難度但有意義

風機的大部件包括葉片、發電機、增速機、偏航變槳軸承以及主軸軸承等,各家設計規格都個性化,個性化的設計從某種意義上來說就是增加了供應商的生產成本,原材料及毛坯的儲備都無法及時滿足或采購價格高,如果行業能做到通用的大部件實現一個初步的標準化,或可部分降低風機的部分成本,包括材料的標準版,尺寸規格的標準化,需要從設計源頭做好,否則光靠采購無法實現降本。

平臺化:大幅降本的終極解決方案

這實際上是國際巨頭們的通行做法,只不過國內企業習慣了個性化的設計,風電國際巨頭們的過去風機升級換代都是基于平臺化,當然這個也需要國內風機的技術突破和產業鏈配套完善。今天中國的風機除了要適應全球的區域性標準外,基本具備國際競爭能力,這個競爭能力就是能夠在平臺化的機型開發方案中,在一定風資源范圍內為客戶提供不同容量的機型解決方案,更重要的大幅縮減研發費用,提升研發效率,加速機型迭代。

當然,行業企業都已經開始在做這方面的事情,舉個小小的案例。以葉片根端螺栓和螺套,據行業小巨人湖南飛沃新能源(葉片根端螺套和螺栓市場全球占有率70%)介紹,部分國際巨頭葉片的根端螺栓和螺套規格僅有2-3種,而他們提供的風機品種高達幾十種。就這樣一點,我們的國內行業企業在標準化方面是不是要思考一下呢,據了解,有的企業這個產品規格高達10多種,差距我想大家一下就看到了。 
 
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