海上風(fēng)力發(fā)電市場成新經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)
大型化、變速運(yùn)行、變漿距及無齒輪箱是世界風(fēng)電設(shè)備發(fā)展的新趨勢?,F(xiàn)在世界上兆瓦級的風(fēng)電機(jī)組已具備了商業(yè)化價值,如美國的主流機(jī)型是1.5兆瓦風(fēng)機(jī);丹麥主流機(jī)型是2.0兆瓦~3.0兆瓦風(fēng)機(jī);早在2004年的漢諾威工博會上,4.5兆瓦的風(fēng)電機(jī)組即已面世。目前,單機(jī)容量最大的風(fēng)電機(jī)組,是德國Repower公司生產(chǎn)的容量為5兆瓦的機(jī)組。
今后風(fēng)電產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的趨勢是:更大容量、新型結(jié)構(gòu)和材料、海上風(fēng)機(jī)。
近20年來,國際上大型機(jī)組風(fēng)電技術(shù)日趨成熟。在不斷降低風(fēng)力發(fā)電成本和擴(kuò)大可經(jīng)濟(jì)利用的風(fēng)力資源量的目標(biāo)驅(qū)動下,國際上的風(fēng)電機(jī)組技術(shù)不斷向海上專用風(fēng)電機(jī)組發(fā)展。目前,兆瓦級以下風(fēng)電機(jī)組中仍廣泛采用失速調(diào)節(jié)技術(shù)方式,兆瓦級以上的新機(jī)組普遍采用了變槳變速恒頻的先進(jìn)技術(shù)。近幾年,直接驅(qū)動技術(shù)發(fā)展迅速,這種技術(shù)避免了齒輪箱這一傳-動環(huán)節(jié)和部件,使機(jī)組的可靠性和效率更高,發(fā)展前景良好。目前,國際上大規(guī)模安裝的2.5兆瓦-3.5兆瓦機(jī)組,普遍采用輕質(zhì)、高性能的玻璃纖維葉片,但更大的5兆瓦-10兆瓦葉片則開始嘗試引用碳纖維材料。為便于浮吊的施工,海上風(fēng)電場一般建在水深為3米~8米處。同容量裝機(jī),海上比陸上成本增加60%(海上基礎(chǔ)占23%、線路占20%;陸上僅各占5%左右),電量增加50%以上。
值得注意的是,即使存在主流風(fēng)機(jī)電機(jī)容量不斷擴(kuò)大、向10兆瓦級巨型海上風(fēng)電機(jī)組發(fā)展的趨勢,歐美風(fēng)電產(chǎn)業(yè)認(rèn)為2兆瓦~3兆瓦級以下單機(jī)容量的機(jī)組仍將長期存在,也就是說,系列化多種容量機(jī)型將并存,以滿足各類細(xì)分風(fēng)電市場需求。
中國擁有十分豐富的近海風(fēng)能資源。近海10米水深的風(fēng)能資源約1億千瓦,近海20米水深的風(fēng)能資源約3億千瓦,近海30米水深的風(fēng)能資源約4.9億千瓦。我國海上風(fēng)能的量值是陸上風(fēng)能的3倍,具有廣闊的開發(fā)應(yīng)用前景。
盡管海上風(fēng)力發(fā)電前景十分好,其開發(fā)難度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于陸地風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)建設(shè),直至上世紀(jì)90年代才有一些國家開始實(shí)質(zhì)性嘗試。2007年年底,我國首個海上風(fēng)電項(xiàng)目---10萬千瓦上海東海大橋海上風(fēng)電場開工建設(shè)。大連重工·起重集團(tuán)在兆瓦級風(fēng)電機(jī)組招標(biāo)中一舉中標(biāo),成功與項(xiàng)目業(yè)主上海東海電氣公司簽訂了34臺首批單機(jī)容量最大的3兆瓦海陸兩用風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。在國家、遼寧省、大連市政府的大力支持下,企業(yè)投資2.4億元,大連市工業(yè)發(fā)展資金補(bǔ)助3000萬元,經(jīng)過一年多的努力,大連重工·起重集團(tuán)相繼攻克了多項(xiàng)技術(shù)難關(guān),打破了國外技術(shù)壟斷,為首臺3兆瓦風(fēng)電機(jī)組國產(chǎn)化研制提供了技術(shù)支撐,同時實(shí)現(xiàn)了3兆瓦增速機(jī)、輪轂、機(jī)座等核心部件的自主內(nèi)部配套。今年年初,大連重工·起重集團(tuán)研制的國內(nèi)首臺具有自主知識產(chǎn)權(quán)的3兆瓦風(fēng)電機(jī)組成功下線,3月20日,輪轂高度90多米、葉輪直徑90多米、重量400余噸的風(fēng)機(jī)與海上基礎(chǔ)承臺連接安裝成功。
目前,除首臺3兆瓦風(fēng)電機(jī)組發(fā)往用戶現(xiàn)場外,同批研制的4臺整機(jī)樣機(jī)中的另外3臺機(jī)組正在做出廠前的最后并網(wǎng)測試。東海風(fēng)電場34臺3兆瓦風(fēng)機(jī)將于2010年上半年世博會前完成全部安裝和調(diào)試,并投入運(yùn)營。東海風(fēng)電場位于上海東海大橋東側(cè)1公里~4公里、南匯岸線以南8公里~13公里的上海市海域。風(fēng)電場由34臺國內(nèi)最大單機(jī)容量的風(fēng)電機(jī)組組成,總裝機(jī)容量10.2萬千瓦,設(shè)計(jì)年發(fā)電利用小時數(shù)為2600小時,年上網(wǎng)電量為2.67億千瓦時。上海東海風(fēng)力發(fā)電有限公司負(fù)責(zé)投資、開發(fā)東海風(fēng)電場項(xiàng)目,東海風(fēng)電場由上??睖y設(shè)計(jì)研究院總體設(shè)計(jì)。
日本三菱重工預(yù)計(jì),全球的風(fēng)力發(fā)電規(guī)模將急劇擴(kuò)大,2008年新增風(fēng)力發(fā)電設(shè)備容量25千兆瓦,2013年將再增加50千兆瓦。三菱重工是日本國內(nèi)唯一的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造商,目前占世界市場份額的3%~4%.三菱重工的環(huán)境、能源相關(guān)產(chǎn)品的銷售額規(guī)模,2007年約為1.9兆日元,到2012年計(jì)劃將提高到3兆日元,風(fēng)力發(fā)電機(jī)是三菱重工的核心產(chǎn)品之一。三菱重工計(jì)劃積極參與海上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備市場的競爭,如果進(jìn)展順利,最早于2011年在海外設(shè)立風(fēng)力發(fā)電葉片等設(shè)備生產(chǎn)基地,面向需求旺盛的歐美電力公司等銷售。他們預(yù)計(jì),由于受到占地和設(shè)備運(yùn)輸?shù)闹萍s,風(fēng)力發(fā)電的趨勢今后將會由陸地向海上轉(zhuǎn)移。因此,在大型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的生產(chǎn)上頗具競爭力的三菱重工,把占領(lǐng)世界海上風(fēng)電設(shè)備10%的市場份額作為其發(fā)展目標(biāo)。他們計(jì)劃開發(fā)額定輸出功率為5兆瓦~7兆瓦級的大容量風(fēng)力發(fā)電機(jī),葉片直徑約130米。目前,該公司自主生產(chǎn)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)額定輸出功率為2.4兆瓦,葉片直徑最大95米。
海上風(fēng)力發(fā)電的方式分為兩種,即在淺海的座底式和在深海的浮體式。目前,座底式海上風(fēng)力發(fā)電已由荷蘭維斯塔斯風(fēng)電公司等在歐洲部分地區(qū)推向?qū)嵱没?,而深海浮體式海上風(fēng)力發(fā)電尚無先例。對此,三菱重工在擬定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模中,將首先參與座底式,2~3年后再著手發(fā)展浮體式。他們計(jì)劃采取收買、合資等方式在墨西哥等美國東海岸地區(qū)設(shè)立生產(chǎn)基地。此外也有在歐洲等地設(shè)立生產(chǎn)基地的計(jì)劃,以確保公司參與海上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備市場競爭戰(zhàn)略的實(shí)施。
海上風(fēng)力發(fā)電對于中國風(fēng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)而言,是一個新課題。然而,海上風(fēng)力發(fā)電市場這一新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn),又是中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)新的發(fā)展機(jī)遇。