8月21日，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、國內(nèi)首臺(tái)10兆瓦海上永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)在東方 電氣研制成功，并將發(fā)往福建安裝在興化灣風(fēng)場。海上風(fēng)機(jī)單機(jī)容量從5兆瓦、7兆瓦、8兆瓦再到10兆瓦的不斷遞增，恰似我國海上風(fēng)電建設(shè)成本不斷下降的縮影。

“我國與歐洲海上風(fēng)電技術(shù)差距正在逐步縮小，海上風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量正在逐步提高，大兆瓦機(jī)組是海上風(fēng)電的必然趨勢。”中國可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專業(yè)委員會(huì)秘書長秦海巖介紹說，大兆瓦機(jī)組可以大幅提高發(fā)電量，節(jié)約運(yùn)維成本。目前，單機(jī)容量12兆瓦、15兆瓦的海上風(fēng)機(jī)研究制造已提上日程，我國海上風(fēng)電步入大功率、大兆瓦機(jī)組的新時(shí)代。

大兆瓦海上風(fēng)機(jī)是大勢所趨

據(jù)中國可再生能源學(xué)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，2017年之前，全球海上風(fēng)電市場平均商用風(fēng)機(jī)容量低于5兆瓦，2018年，全球海上風(fēng)電機(jī)組平均容量超過了7兆瓦，預(yù)計(jì)2020年達(dá)到8兆瓦，2023年達(dá)到10兆瓦。

在近兩年開發(fā)的海上風(fēng)電項(xiàng)目中，歐洲海上風(fēng)電6兆瓦以上機(jī)組已經(jīng)占據(jù)了主流，6兆瓦以上的機(jī)型占到80%，我國海上風(fēng)電機(jī)組以4兆瓦為主，6兆瓦以上機(jī)組在逐漸增多。而今年，國內(nèi)已安裝的最大功率海上風(fēng)電機(jī)型已突破7兆瓦，已達(dá)到全球海上風(fēng)機(jī)平均容量水平。

今年1月25日，明陽智能全球首臺(tái)MySE7.25兆瓦超大型海上抗臺(tái)風(fēng)風(fēng)電機(jī)組在廣東揭陽惠來啟動(dòng)吊裝，這對(duì)于我國超大型海上抗臺(tái)風(fēng)機(jī)自主研發(fā)和繼續(xù)引領(lǐng)全球海上風(fēng)電技術(shù)創(chuàng)新具有里程碑意義。針對(duì)平價(jià)/競價(jià)上網(wǎng)要求，增加單機(jī)容量，總體建設(shè)成本將得以有效降低。以300兆瓦海上風(fēng)電項(xiàng)目為例，安裝5.5兆瓦機(jī)組需要55臺(tái)，而換成7.25兆瓦則只需要41臺(tái)，節(jié)省14個(gè)機(jī)位點(diǎn)。近年來，明陽智能一直加大海上大功率風(fēng)機(jī)產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)，海上風(fēng)機(jī)產(chǎn)品涵蓋3/5.5/7兆瓦平臺(tái)，并啟動(dòng)了8兆瓦~10兆瓦及更大容量水平產(chǎn)品的預(yù)研。

大兆瓦風(fēng)機(jī)商業(yè)化運(yùn)營對(duì)于降低海上風(fēng)電度電成本意義重大。隨著風(fēng)機(jī)單機(jī)容量的提升，過去6年，海上風(fēng)機(jī)度電成本下降了一半。風(fēng)機(jī)功率提升、葉片直徑擴(kuò)大后，年發(fā)電量也隨之增加。除了發(fā)電量的提升，大功率風(fēng)機(jī)還可以有效降低成本，在同樣的裝機(jī)規(guī)模下，單機(jī)功率越大，所需安裝的風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)越少，帶來的是成本的降低。比如，海上風(fēng)電運(yùn)維占到整個(gè)項(xiàng)目生命周期成本的25%至30%，風(fēng)電場風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)越少運(yùn)維成本越低。

以上海電氣為例

繼去年12月在福建莆田制造基地發(fā)布7兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組后，今年8月初，國內(nèi)首臺(tái)8兆瓦海上風(fēng)機(jī)在上海電氣風(fēng)電集團(tuán)汕頭制造基地下線。8兆瓦機(jī)型單機(jī)容量大，用海面積少，整場安裝周期短，維護(hù)成本更低。

供應(yīng)鏈配套體系需同步跟上

目前，我國海上風(fēng)電剛剛步入初期發(fā)展階段，在平價(jià)上網(wǎng)的壓力下，面臨著成本高、建設(shè)難度大、發(fā)展經(jīng)驗(yàn)不足等挑戰(zhàn)和風(fēng)險(xiǎn)。而且，越來越多的風(fēng)電場進(jìn)入到遠(yuǎn)海區(qū)、深水區(qū)，技術(shù)難度逐漸加大，成本相應(yīng)增加。采用大容量、大兆瓦風(fēng)電機(jī)組是海上風(fēng)電場集中連片大規(guī)模開發(fā)所需，它將有效降低風(fēng)電場度電成本，提高海上風(fēng)電場規(guī)模開發(fā)利用的整體經(jīng)濟(jì)性，創(chuàng)造更多價(jià)值。

但不容回避的問題是

在大功率海上風(fēng)機(jī)規(guī)模應(yīng)用之前，與之相匹配的齒輪箱、發(fā)電機(jī)、主軸承、變流器、鑄件等核心部件和供應(yīng)鏈體系是否跟得上;適合大功率海上風(fēng)電機(jī)組的安裝技術(shù)、運(yùn)維技術(shù)是否成熟;大功率海上風(fēng)機(jī)應(yīng)用于我國海況并無先例，其安全性能否得到保障。

事實(shí)上，供應(yīng)鏈一直是我國海上風(fēng)電規(guī)模化發(fā)展的掣肘，從開發(fā)、采購、運(yùn)輸、安裝、運(yùn)行一直到拆除，海上風(fēng)場壽命期每個(gè)環(huán)節(jié)的零部件供應(yīng)商、施工安裝方和服務(wù)機(jī)構(gòu)都或多或少地存在短缺和不足，加快培育完備的供應(yīng)鏈體系已迫在眉睫。

“我國海上風(fēng)電剛剛步入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的初期階段。大功率海上風(fēng)機(jī)所需的軸承、主軸、大型鑄鍛件、大型葉片等需要補(bǔ)齊的短板還很多，適用于海上的大型風(fēng)電設(shè)備無論技術(shù)還是產(chǎn)能尚需提高。”秦海巖說，現(xiàn)在適用于海上風(fēng)電的大兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組一定要進(jìn)行充分的研發(fā)驗(yàn)證，否則會(huì)帶來很大風(fēng)險(xiǎn)。

國家能源局發(fā)布的《風(fēng)電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》指出，要突破10兆瓦級(jí)大容量海上風(fēng)電機(jī)組及關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)制造技術(shù)。掌握風(fēng)電機(jī)組的降載優(yōu)化、智能診斷、故障自恢復(fù)技術(shù)，掌握基于物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)分析的風(fēng)電場智能化運(yùn)維技術(shù)，掌握風(fēng)電場多機(jī)組、風(fēng)電場群的協(xié)同控制技術(shù)。突破近海風(fēng)電場設(shè)計(jì)和建設(shè)成套關(guān)鍵技術(shù)，掌握海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)一體化設(shè)計(jì)技術(shù)并開展應(yīng)用示范。

此次國內(nèi)首臺(tái)10兆瓦海上永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的研制成功，一舉攻破了10兆瓦大型海上風(fēng)電研制關(guān)鍵瓶頸，實(shí)現(xiàn)了我國大兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)自主品牌的歷史性突破，這也為大功率海上風(fēng)電機(jī)組的規(guī)模應(yīng)用開了個(gè)好頭。