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陆上风电的6MW竞争热火朝天:平台化/标准化降本之路还很远

   日期:2021-07-23     来源:球哥看风    浏览:980    评论:0    
6月30日,中国陆上风电迎来了历史发展新起点,运达的WD175-6250样机正式挂机,这也刷新了陆上风机最大叶轮直径的新纪录,同时也为中国平价风电的降本做出了技术创新的新表率。

遗憾:6MW风机2012年已经矗立却未继续

2012年11月6日,国家能源集团旗下国电科环所属联合动力技术有限公司自主研发的国内首台扫风面积最大的6MW风电机组在山东潍坊顺利完成吊装,这是国内最早研发出来的6MW风机,根据信息,风机机舱重240吨,轮毂高度超过90米,配套叶片长度为66.5米,在当时2MW风机时代这绝对是一个巨大创举。而在同期欧洲的德国ENERCON,2007年11月就已经安装了E126/6MW机型,从这一点来看,中国早期风机技术落后欧洲5-10年是毋庸置疑。为什么联合动力开始了样机并未继续呢?

很显然,研发一台新型的风机样机是技术验证,但批量生产却无法短期解决。其中最核心的是产业链配套问题,2012年风机的最大单机功率也就3MW(国内,海上),包括轴承等核心大部件都需要进口,无法解决批量生产问题。同时风机的单价与当时的投资造价无法匹配,这也是无法商业化推广的重要原因。

6MW时代开始很早:国际巨头动静并不大就在2019-2020年,全球的几大风电巨头纷纷发布了陆上大兆瓦风机,也就是6MW风机的研发计划,

GE:Cypress 6.0-164,但计划是2022年投入商用(注意:采用两段式风电叶片设计)。

西门子歌美飒:SG 6.6-155,后续进展一直未见动静。

维斯塔斯:V162-6.0MW,5月20日天津工厂下线ENVENTUS;

当时的明阳智能发布了MySE6.25-173陆上风机,不过明阳的这款风机而是从海上登陆陆上的一款变型机种,但这也开始了中国陆上风机的6MW先河。

再谈德国ENERCON,2006年6MW风机小批量装机,不仅仅证明了德国机械制造的强大实力,更加佐证了全球风机技术狂人-ENERCON的技术创新水平,早在2015年,Enercon开始了7.5MW机型的研发,但在商业化大兆瓦新机型方面却远远落后于其竞争对手,我想市场需求不足才是这款机型未能继续下去的核心原因。

中国风机6MW:齐头并进,弯道超车

如果说运达的6.25-175是目前吊装成功单机功率最大的叶轮直径风机,那么国内几家其他风机厂家的风机也各有特色。据作者了解信息(不一定准确,供大家参考),基本国内头部企业都已经正在试制或已拿出了6MW的机型。

东方电气:5.5S-172机型,是目前国内最大的永磁直驱机型,这也彰显了东方电气在发电机技术方面的雄厚实力,4月下线,6月并网,是国内首个并网的6MW机型。

中车株洲所:6月24日,河北省张北县试验风场,5.X MW-D175风电机组吊装成功,风轮直径为175米,是全球第一个陆上风机叶轮直径达到175M的风机机型。

金风科技:也就在近期,金风科技的6MW平台机型也已吊装,不过金风科技行事比较低调,并未在行业进行公布。

远景能源:其旗下的6.25MW机型已经在紧锣密鼓的试制,远景一贯的高效研发工作方式,相信不会太久就会面世。

明阳智能:其6.25MW的海上机型登岸,从某种意义上说,机型已经具备,只是重新认证的问题。

上海电气:海上大兆瓦机型的多年经验,6MW平台的机型已经轻车熟路,相信整机样机挂机指日可待。

三一重能:5MW平台机型已经获得型式认证,按其平台化设计思路,6MW平台机型或会很快投产,根据其最近中标的国投甘肃2360元/kw投标中标结果来看,其6MW机型必将很快投产。

国内主流厂家在6MW平台的竞争实际上也体现了中国风电装备企业在技术创新方面的突飞猛进,当然这也与中国风电技术门槛突破有关,同时经过十多年的发展,产业链配套也日趋完善,基本实现了100%的国产化(个别还需尽快补充)。中国风电主机的单机容量可以说从2MW平台直接跨越3-4MW,跳跃式直接到5-6MW平台,对比国际三大巨头的6MW而言,中国风电实现了弯道超车。

大兆瓦机型的设计降本:亟需平台化/标准化

从作者了解的信息来看,各家的设计基本都不一样,直驱,半直驱,双馈路线都有,叶轮直径最小 171m,最大185m,这对产业链配套来说,是一个巨大的难题,各种配套规格多,数量偏少,成本摊销就会偏高,如何在这么复杂的种类配套中降本,是当前大兆瓦机型的现实问题。

从未来市场规模来看,即使未来每年5000-6000万千瓦的市场容量,如果按风机台数计算,4-5MW的平均容量,就12000-15000台,相比过去每年20000多台的数量,台数大幅下降,而且单位千瓦的造价还在下降,实际总体的市场总额也是在下降,这就需要从蚊子腿上剔肉。

行业设计标准化:有难度但有意义

风机的大部件包括叶片、发电机、增速机、偏航变桨轴承以及主轴轴承等,各家设计规格都个性化,个性化的设计从某种意义上来说就是增加了供应商的生产成本,原材料及毛坯的储备都无法及时满足或采购价格高,如果行业能做到通用的大部件实现一个初步的标准化,或可部分降低风机的部分成本,包括材料的标准版,尺寸规格的标准化,需要从设计源头做好,否则光靠采购无法实现降本。

平台化:大幅降本的终极解决方案

这实际上是国际巨头们的通行做法,只不过国内企业习惯了个性化的设计,风电国际巨头们的过去风机升级换代都是基于平台化,当然这个也需要国内风机的技术突破和产业链配套完善。今天中国的风机除了要适应全球的区域性标准外,基本具备国际竞争能力,这个竞争能力就是能够在平台化的机型开发方案中,在一定风资源范围内为客户提供不同容量的机型解决方案,更重要的大幅缩减研发费用,提升研发效率,加速机型迭代。

当然,行业企业都已经开始在做这方面的事情,举个小小的案例。以叶片根端螺栓和螺套,据行业小巨人湖南飞沃新能源(叶片根端螺套和螺栓市场全球占有率70%)介绍,部分国际巨头叶片的根端螺栓和螺套规格仅有2-3种,而他们提供的风机品种高达几十种。就这样一点,我们的国内行业企业在标准化方面是不是要思考一下呢,据了解,有的企业这个产品规格高达10多种,差距我想大家一下就看到了。 
 

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