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中船重工張海亞:缺乏適宜國產機組掣肘海上風電

2016-09-06 來源:中國新能源網 瀏覽數:834


  
  那么,在國家政策強力推進和大規模棄風限電的夾縫中生存的各大發電集團可選的路只有兩條,開發陸上低風速資源和海上風電。
  
  對現階段陸上風電場開發項目而言,盈虧平衡點大約為風電機組年利用小時數2000小時。但面對平均風速已低至5米/秒的廣大南方山區風電場而言,即使風輪直徑達到120米的2MW機型,也只能勉強達到這個標準。而風場建設還要受到地形、運輸、征地、林業的諸多限制。一邊是發電效益受限,一邊是投資風險增大,短時間來看,陸地低風速風場無法快速大規模建設,不能完全滿足各大發電集團期望的大規模建成投運的目標。
  
  相比較而言,海上風電資源豐富,平均風速7米/秒以上,風向穩定,近負荷中心,而且單體項目動輒二三十萬千瓦起,相當于多個陸上項目同時建設,從發電收益和建設規模都滿足各大發電集團的需求。因此,現階段大力開發海上風電已成為各大發電集團的共識。
  
  開發適宜的海上機組是核心
  
  就國內海上風機制造領域而言,是否仍然停留在“將陸上風機升級改造成海上風機”的階段?
  
  張海亞:在“十二五”期間,國內整機商均“將陸上風機升級改造成海上風機”,目的是為了在傳承的基礎上,通過適度創新,研究海上風電機組運行的客觀規律,掌握海上風機設計要求。“十二五”末,主流整機商均完成新的海上風電機組研制并完成樣機安裝。
  
  從目前投運的幾個海上風電項目來看,國產海上風機可靠性如何?
  
  張海亞:以江蘇龍源如東海上風電場為代表的幾個海上風電項目來看,目前國產海上風電機組分為三類:
  
  一是陸地機組下海,這類產品在陸地可靠性已經達到較高水平,經過適應性改造,基本滿足海上使用要求。但受到海上風電可達性差的限制,平均可利用率在97%-99%,略低于陸上風電。這類產品最大的缺點是單機容量小,均小于3MW,不適于海上風電開發的要求,基本屬于淘汰類型。
  
  二是引進成熟技術,這類產品在國外經過大規??煽啃则炞C,單機容量4MW左右,可利用高,可靠性好,總體經濟性高,短時間內適宜海上風電場開發。但這類產品最大的隱患在于,國內企業并不掌握其核心技術,未來運維、優化均受制于外方,改進升級的可能性極低,解決辦法只能持續引進。這不但不利于企業自身的發展,不利于國產裝備制造能力的提高,更關鍵的是,短期來看壓制了國內行業的發展,長期來看不具備核心競爭力,企業發展前景受限。這對于需要保障產品二十多年安全穩定運行的海上風電行業來講,是不負責的。
  
  三是全新研制,這類產品受產品研制的客觀規律影響,大多處于樣機驗證階段,除了海裝5MW兩臺樣機長期可利用率能超過95%以外,其余樣機暫時達不到商業化運行的要求。
  
  除了容量大小的差別外,國內整機商生產的海上風機和西門子、三菱-維斯塔斯等跨國公司制造的海上風機有哪些差距?在設計和制造環節各有哪些體現?
  
  張海亞:概括而言,差別體現在一個方面,差距體現在兩方面。
  
  差別主要在于市場需求不同,整機設計理念有所差別。國際上海上風電成功機型均來自歐洲。在海上風電裝機量最多的西北歐,受到信風帶和季風帶的聯合作用,風速高,年平均風速可達到10米/秒,按照IEC規范,為I類風場。因此,歐洲整機商設計的海上風電機組單位千瓦掃風面積不需要太大,即可達到3000小時甚至4000小時的年滿發利用小時數,滿足項目開發的投資回報率。中國沿海主要以長江口為分界。長江口以南,受到臺風的威脅,要求風機能夠承受較高的極限風速,一般按I類風區設計。長江口以北,年平均風速普遍低于7.5米/秒,需要滿足Ⅲ類風場投資回報率的風機。
  
  差距主要在于設計驗證和持續改進兩方面。隨著風電機組風輪直徑逐漸增大,風電機組使用區域逐漸遠離人煙,原有理論基礎對產品研制的指導性越來越小。歐洲的做法是打造公共的全工況模擬試驗臺和試驗風場進行產品測試。由于該平臺對于單個企業而言投資巨大,利用率低,因此目前國內沒有相關的試驗機構或平臺。海裝擬結合國家海上風力發電工程中心建設和行業未來發展,打造相關的試驗驗證平臺,并逐步建設為國家級公共資源。同時,海裝還將加大資源和資本的合作模式創新,積極打造風場級試驗示范基地,加快機組成熟的步伐。
  
  除了海上風機制造外,國內在海上風電工程安裝、海上風電場設計等方面,需要進行哪些提升?
  
  張海亞:海裝主業是海上風機的研發和制造,正在嘗試涉足海上風電工程安裝和海上風電場的設計,對此不敢妄自評論。
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