2023北京国际风能展观察:中国风电开发边界进一步拓宽
2023年10月16日-20日,2023北京国际风能大会暨展览会(CWP 2023)在北京召开。作为风电发展的“风向标”和“晴雨表”,今年CWP的参与人次、展览面积、参展企业数量均创历史新高,一如当下风电行业的蓬勃发展势头。新机型、新技术、新模式、新业态,不断涌现,各项行业纪录持续刷新。记者在现场采访过程中感受到了风电产业如火如荼的发展现状和高效快速的推陈出新。
当风的灵动遇到陆地的广袤、海洋的深邃,我们更需要冷静思考,风电未来发展之路究竟通往何方?
陆上机组:抢占低风速与“沙戈荒”
本届大会上,金风科技、远景能源、明阳智能、运达股份、三一重能、电气风电、中船海装、中国中车、东方风电、哈电风能等近十家风电整机商发布了30款风电机组产品系列,产品覆盖沙戈荒大基地、近海及远海、中东南部等多个应用场景。
近年来,市场对于风电成本下降的需求明显,风电机组设备呈现大型化的发展趋势,单位千瓦成本由此快速下降。以高可靠性、高发电量、高智能化、高收益率、低度电成本为核心的大型风机成为各整机商的“主打亮点”。
陆上风电方面,明阳智能MySE11-233陆上机组在内蒙古明阳锡盟基地成功下线,是目前全球已下线单机容量最大、叶轮直径最大陆上机组,针对沙漠、戈壁、荒漠风电大基地的风沙、高温和寒冷等极端环境条件研发。风轮直径可由233米向上延伸至243米,塔筒高度范围达130-200米。
金风科技发布全新系列陆上机组,功率涵盖6.X—10.X,可适用风区覆盖从低风速到高风速的全风速范围,6.X—7.X系列机型还将面向国际市场。据介绍,相较上一代产品,金风科技全新系列陆上机组在同等风速下,发电量增加23%以上,风电场机位点台数降低20%以上,内部收益率提升1.6%—3.3%。
三一重能重磅发布了全球陆上最大的15MW风电机组,15MW风电机组配备的发电机和叶片自主设计,与整机设计高度协同,性能更优。沿用与919平台机组一致的国内首创双箱变上置机舱技术,在减少发电损耗的同时,节约安装成本。
中国中车发布和展出了自主国产化、促进风电产业链强链补链的系列产品。8-16MW功率等级“海平面一号”机组,适应“三北”中高速区域和“沙戈荒”风场环境旗舰产品的陆上超大功率机组,66kV级10.3MVA海上风电干式变压器,应对平价时代的利器——国内陆上最大功率12MW级直冷双馈风力发电机。
中船海装针对陆上中低风速市场推出H202-7.XMW陆上风电机组。该机组叶轮直径202米,叶轮扫风面积32047㎡,采用叶片与整机一体化设计技术、先进载荷控制技术、多角度发电量提升技术、全域整机智控技术等全新技术,在发电能力升级的同时,可进一步降低项目度电成本。H260-12.5MW机组整机国产化率达到90%,叶片、齿轮箱、发电机等核心零部件实现100%国产化。
哈电风能通过不断技术创新,开发了全新一代高可靠、高效率、高集成中速永磁风电机组。该系列平台机组搭载的叶轮直径为195米、210米,功率等级5.X、6.xMW可调,单位扫风面积可达6.7m2/kW,提高了超低风速资源的捕获与利用,突破了年平均风速4-5m/s的超低风速复杂地形资源开发壁垒。
上海电气风电基于陆上批量运行的标杆风场案例,秉承平台化、模块化、定制化的开发模式,电气风电打造了新一代双馈技术路线的陆上产品序列,发布了针对沙戈荒应用的10MW级机组,包含有EW10.0-230,EW8.35-220两款机型,适用于不同细分场景需求。
华锐风电研发出的新一代SL10.X/230陆上机组,搭载了目前行业同级别机型平台最长的112米叶片,扫风面积可达4万平方米,适应性设计满足沙戈荒环境的要求。
海上机组:更大,但不止于“大”
相比于陆上风电,海上风电具有发电量高、资源丰富、机组寿命长等优点,是最优质的新能源资源之一。
根据全球风能理事会(GWEC)的数据,全球风电累计装机目前已突破1000 GW, 全球风电2022-2030 年新增装机量复合年均增长率可达12%,到2030年全球风电累计装机容量将突破2000 GW,发展前景明朗。
如今,我国海上风电装机规模已居世界第一,海上风电开发进入全面开发阶段。虽市场潜力巨大,但可用作海上风电开发的海域面积是有限的,规模化、集约化、大型化是中国海上风电发展的必然趋势。
本届展会上,明阳智能发布了全球最大MySE22MW海上机组,针对广东、福建等超Ⅰ类风速区域研发,可适用于固定式和漂浮式风电应用场景。
金风科技面向不同风速特点海域开发设计全新系列海上机组叶轮直径26X,功率涵盖12.X~16.X。全新系列产品通过采用自主开发的高性能翼型设计及碳纤维主梁,应用更高效的传动链和更高智能化的智能风机技术,单机发电量可提升3%—5%,风电场收益最高可提升5%—10%。
远景推出了EN-270/14MW海上智能风机。这是继“明星产品”EN-252/14MW后,远景立足海上成熟Model Z模块化平台推出的又一大功率海上利器。Model Z平台产品功率等级可快速拓展至20MW+,叶轮直径可拓展至300米以上。基于可靠的模块化设计Model Z平台,远景选择14MW功率配备新一代270风轮,能够应对多种工况海域场景。
中船海装H260-12.5MW海上风电机组是基于成熟的H23X机组平台进行优化设计,对部件进行全面升级,通过基于BP级载荷数据库等的设计模型,以电价、资源特征和风场投资为约束的整机核心参数匹配设计平台反复测算,实现机组、叶片、支撑结构与风场的最优匹配,最终形成行业同级别机型单位千瓦扫风面积最大、发电性能最优、性价比最优的总体设计。
电气风电此次风能展推出了海神平台特为深远海复杂环境打造的新一代半直驱产品,EW14.0-263和EW18.0-263海上风电机组。风轮直径从上一代的252米提升至263米,单机容量扩展至最大18MW。其中,EW14.0-263机组适用于年平均风速8.5m/s以下的中低风速海域,目标区域为江苏及以北、粤西、海南、广西等地;EW18.0-263机组适用于年平均风速10m/s的高风速海域,目标区域为福建及粤东;两者极限风速可到57m/s。
运达股份推出了“海风”系列15MW海鹰平台抗台型海上风电机组和9MW海鹞平台抗台型海上风电机组。15MW海鹰平台抗台型海上风电机组风轮直径达到225米,是同级别风电机组中风轮直径最大的机组,可最大化节省机位与工程造价,有效保障发电量。9MW海鹞平台抗台型海上风电机组采用高速传动、10.5KV三电平经典高可靠技术路线,已在浙江省在建最大海上风电项目——国电象山海上风电场二期工程项目实现并网运营,是目前全球最大容量已并网的双馈风电机组。
“大只代表容量,容量并不意味着发电量。因此,大兆瓦风机关键在于技术上的创新。我们需要提高风机转换效率、升级叶片关键材料等。并且,在未来的风力发电厂建设中,必须考虑降低全生命周期的基建成本。”某整机商海上风电技术负责人告诉记者。
未来,海上风电技术将随市场而动,向深远海、漂浮式、高可靠性、低成本、产业融合、大型化等多个方面演进,有力推动风电技术的整体进步,并逐渐成为风电开发市场的关键组成力量。
应对“后平价时代”,多业务融合发展
随着我国碳达峰、碳中和“1+N”政策体系的逐步建立和完善,风电、光伏发电和氢能等清洁能源的发展不断提速,产业协同和融合发展的创新业态也在不断涌现。未来,风、光、储、氢技术将齐头并进。
凭风而起,但创新发展又不止于风。
面对“后平价时代”,多家整机商除风电整机产品以外,还致力于光伏、储能、氢能及综合能源开发,不断深入探索风光储氢多能互补的融合发展。
面向零碳未来,风电仍需实现更高质量、更大规模发展。业界正依托创新,从风能资源评估、前沿技术、新材料、运维、“风电+”等方面找到突破口。
上海电气集团在此次展会上除了展出其最新的海上风电、陆上风电产品以外,还推出了其面向沙戈荒大基地等应用场景的创造者系列异质结光伏组件产品及系统化解决方案。
继全球首台抗台风、全国首个“双百”漂浮式风机中国首个“海上风电+海洋牧场”示范项目全球首台“导管架+网箱”风渔一体化智能装备之后,明阳智能在本届展会上进一步阐述了“风渔融合”模式和未来前景。此外,明阳智能展示了全球领先的高效光伏、大型制氢装备和先进储能产品构建“风光氢储”全业态,“电氢氨醇”新生态。
金风科技提出面向新型电力系统的零碳解决方案,通过在源、网、储、荷各能源环节进行优化和再造,创新能源资产管理模式,从而全方位助力企业实现碳中和。以金风科技的“三减碳+一平台”为例,这套能源管理方案经过多年实践,已经在北京冬奥会、博鳌亚洲论坛、天津港零碳码头、星巴克全球首家绿色环保实验店等诸多行业和场景都得到了证实,取得了十分可观的减碳和经济效果。
运达股份也展示了通过构建电源、输电、用电、储能四位一体的新能源智慧调度平台,为零碳智慧园区、分布式零碳社区等提供零碳解决方案。以大数据精准预测新能源电源发电曲线、负荷中心用电负荷曲线,智能实时调度电网接入配置,为工业园、开发区、社区等不同规模等级的用电负荷单位提供低碳清洁的绿色能源。
电化学储能领域,华锐风电产品系列已实现源网荷全覆盖,涉及户用储能机、风冷PCS产品、智慧能源管理平台和硬件产品。中国中车在本届展会上展示了“灵动智效”35kV高压直挂液冷储能系统、大功率碱性水电解制氢系统平台、160V15F超级电容模组等数十种风光储氢领域的新技术和新产品。
目前,中国已成为全球最大的风电装备制造基地,发电机、叶片、齿轮箱、塔架等关键零部件产量占到全球市场的70%。一条覆盖技术研发、开发建设、设备供应、检测认证、配套服务的业务全链条已经成型。
此次风能展,电气风电还呈现了如何以叶片、塔筒、驱动链等核心部件穿透、全面布局的测试验证体系。此外,数字化产品及服务的赋能、后市场运维、亚洲首制的SOV运维母船,都从不同维度去满足风场运营需求。
特变电工新能源展示了TB-eCloud™风电数智运营解决方案,采用风电项目远程监控运维管理与售电交易相结合的风电数智运营的解决方案,运用大数据、云计算、人工智能等先进技术,助力风电企业数智化运营。
软件产品和服务商亚信科技在本届展会上呈现了5G在风电工控领域的探索。本次展会推出的行业基站基于电力安防要求,率先实现了700MHz频段的风电5G专网全场覆盖,验证了风电5G专网的实施流程,更率先尝试风电5G专网搭配边缘数据采集、运检过程管控、作业安全管理和远程诊断排障,提供专业网络管理平台,7*24客服响应SLA支撑体系,确保网络稳定运行,探索出5G在风电工控领域的可行性路径。
多元业务齐头并进,综合能源协同发展,硬核装备智慧手段,风电行业在助力国家“双碳”战略实现的进程中正继续扮演越来越亮眼的角色,在万里长风中破浪前行。