產(chǎn)品應(yīng)市場需求而生，這一永恒不變的真理在2022年的海上風(fēng)電整機市場再次得到驗證。
據(jù)公開信息統(tǒng)計，2022年我國對外宣布下線的新型海上風(fēng)電機組達到12款，比2019—2021年的總和還多；宣布下線新型海上風(fēng)電機組的企業(yè)有7家，而2019—2021年合計只有5家。越來越多企業(yè)與新機型的加入，使2022年的海上風(fēng)電市場史無前例地活躍。
如果說2021年前風(fēng)電整機新產(chǎn)品比拼的舞臺主要在陸上，那么海上可被視為2022年風(fēng)電市場的“角斗場”。據(jù)有關(guān)專家分析，2022年海上風(fēng)電機組產(chǎn)品推出節(jié)奏迅速加快的原因是多方面的。一是未來海上風(fēng)電規(guī)劃規(guī)模大。
“十四五”期間，我國規(guī)劃了五大千萬千瓦海上基地，各地出臺的海上風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃規(guī)模已達8000萬千瓦。2022年11月，2022全球海上風(fēng)電大會發(fā)布的《2022全球海上風(fēng)電大會倡議》提出，綜合當(dāng)前發(fā)展條件以及我國實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標(biāo)的要求，到“十四五”末，我國海上風(fēng)電累計裝機容量需達到1億千瓦以上，到2030年累計達2億千瓦以上，到2050年累計不少于10億千瓦。可期的市場需求促使此前只開拓陸上風(fēng)電市場的整機企業(yè)，紛紛涉足海上風(fēng)電；也推動了具備海上風(fēng)電市場優(yōu)勢的企業(yè)，加強產(chǎn)品開發(fā)力度。
二是規(guī)?；l(fā)展一定程度上依托于整機技術(shù)迭代。2020—2021年是取消國家補貼的窗口期，相關(guān)企業(yè)的關(guān)注點更多地放在產(chǎn)品交付與項目建設(shè)上。到2022年，我國海上風(fēng)電正式進入無國家補貼的發(fā)展階段，為實現(xiàn)未來更多項目的平價開發(fā)，風(fēng)電整機技術(shù)發(fā)展必須加快腳步。例如，通過推出更大單機容量的機型降低項目總體造價，提升風(fēng)輪直徑確保項目發(fā)電收益。
三是海上風(fēng)電技術(shù)比陸上風(fēng)電更前沿，面對勢必爆發(fā)的海上風(fēng)電市場，整機商將更多的研發(fā)精力投入海上產(chǎn)品中，不僅有效布局了未來市場，還可帶動陸上風(fēng)電產(chǎn)品技術(shù)迭代，并塑造自身品牌形象。
客觀分析2022年的海上風(fēng)電整機產(chǎn)品，主要呈現(xiàn)以下四個方面的發(fā)展趨勢。
大型化趨勢顯著
早在2019年，我國下線的海上風(fēng)電機組，最大單機容量已經(jīng)突破10MW，平均單機容量為8.58MW。然而，2019—2021年，就產(chǎn)品下線節(jié)點而言，我國海上機組的大型化發(fā)展趨勢并不明顯。2021年新下線機型的最大容量機型為11MW，相比2019年提升1MW；平均單機容量為8.63MW，提高了0.05MW。
2021年，曾有業(yè)內(nèi)專家向《風(fēng)能》預(yù)測，“十四五”期間我國海上風(fēng)電機組最大單機容量每年可增加約1MW，到2025年將達到15MW級。2022年下半年，已有更多聲音傾向于每年增加2MW，到2025年最大單機容量可達到20MW。然而，時至2022年年底，我國海上風(fēng)電機組大型化趨勢大大提速，金風(fēng)科技下線了16MW機型，中國海裝則在2022年年底前完成了18MW主機的裝配（雖于當(dāng)年未舉行儀式），最大單機容量比2021年提升多達7MW。2022年下線的新型海上風(fēng)電機組的平均單機容量達到11.5MW，比2021年提升2.87MW。這使得我國最大單機容量海上風(fēng)電機型在2022年超越國外同行。
同樣躍居全球第一的還有機組風(fēng)輪直徑。2019年，我國宣布下線的新型海上風(fēng)電機組的最大風(fēng)輪直徑為185m，平均風(fēng)輪直徑為176.6m。到2022年，新下線機型的最大風(fēng)輪直徑已達260m，平均風(fēng)輪直徑236m。
未來，風(fēng)電機組大型化趨勢還將持續(xù)，但需要技術(shù)的底層創(chuàng)新推動?！皢螜C容量從18MW到20MW、25MW或30MW，機組的結(jié)構(gòu)從形式上就會有巨大差異，包括新材料的運用。”金風(fēng)科技董事兼總裁曹志剛曾表示：“在技術(shù)跳變期要有積累的過程，比如2~3年的時間，通過底層技術(shù)創(chuàng)新的積累，通過仿真能力、實驗?zāi)芰Φ姆e累，才能跨到下一個臺階?！痹诖笮蜋C組的試驗驗證能力方面，2022年同樣取得了突破。鑒衡認證中心牽頭的“全尺寸大型風(fēng)電機組葉片首臺（套）重大技術(shù)裝備試驗驗證平臺”項目啟動，將建設(shè)180m全尺寸葉片試驗平臺，最大可匹配25~30MW風(fēng)電機組，建成后將成為全球最大的風(fēng)電裝備研發(fā)、測試與公共技術(shù)服務(wù)平臺。
半直驅(qū)占比增高
2019—2022年下線的海上風(fēng)電機型所采用的主流技術(shù)路線可分為4類，分別為永磁直驅(qū)、雙饋、中速永磁（半直驅(qū)、混合）、高速永磁。
2019—2020年，金風(fēng)科技、電氣風(fēng)電、東方風(fēng)電下線的新型海上機組，均采用了永磁直驅(qū)技術(shù)路線，僅明陽智能采用中速永磁（半直驅(qū)、混合）技術(shù)。因此，這兩年下線的海上風(fēng)電機型絕大多數(shù)為永磁直驅(qū)機型。
2021年，風(fēng)電降本需求激增，中速永磁（半直驅(qū)、混合）技術(shù)以較低的成本、較高的可靠性、運輸?shù)跹b便利性，得到越來越多整機商的關(guān)注。
當(dāng)年，一位部件制造商生產(chǎn)負責(zé)人向《風(fēng)能》透露，他所在的企業(yè)正為20余款中速傳動產(chǎn)品進行部件生產(chǎn)或試制。以金風(fēng)科技、電氣風(fēng)電為代表的大多數(shù)整機商，在評估是否新增或轉(zhuǎn)向這一技術(shù)路線。中國海裝在新增此類技術(shù)路線10MW產(chǎn)品的同時，也推出了8MW高速永磁機型。2020年前還被眾多業(yè)內(nèi)人士奚落的“半吊子”，在2021年成了“香饃饃”。
經(jīng)過2021年的研發(fā)投入，2022年下線的中速永磁（半直驅(qū)、混合）技術(shù)路線海上風(fēng)電新機型的數(shù)量與占比激增。當(dāng)年新下線的12款海上風(fēng)電機型中，有10款采用了該技術(shù)路線，單機容量覆蓋8~18MW。僅金風(fēng)科技與中國海裝，就連續(xù)下線了3款中速永磁（半直驅(qū)、混合）產(chǎn)品。
細分市場定制化
單機容量的提升在南、北方海上風(fēng)電市場，產(chǎn)生的價值敏感度存在一定差異。
福建與廣東海域風(fēng)速較高，受臺風(fēng)影響，地質(zhì)條件非常復(fù)雜，大部分海域存在嵌巖的情況，海水較深。受此影響，這些海域的項目工程成本較高，采用更大單機容量、風(fēng)輪直徑適度的機組，不僅能夠保證發(fā)電量，還可以有效降低工程成本，從而保障平價市場的持續(xù)開發(fā)。
然而，江蘇以北海域的風(fēng)速偏低，機組的單位千瓦掃風(fēng)面積更重要，過大的單機容量需要配置超大的風(fēng)輪直徑，否則會影響低風(fēng)速的發(fā)電量，而超大風(fēng)輪直徑的成本難以控制，因此，相比南方海域，這些海域采用的機型的單機容量較小。
《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》明確提出，加快推動海上風(fēng)電集群化開發(fā)，重點建設(shè)山東半島、長三角、閩南、粵東和北部灣五大千萬千瓦級海上風(fēng)電基地。在這些千萬千瓦級基地中，山東半島海上基地所需的機型與閩南、粵東的差異較大。
據(jù)了解山東海域的專家判斷，“十四五”期間，山東等海域的裝機主流單機容量在8~10M級別，風(fēng)輪直徑為230米左右。2022年11月，電氣風(fēng)電EW8.5-230在山東海域一鍵并網(wǎng)。該機型主要針對我國中低風(fēng)速海域定制化設(shè)計，雖然單機容量為8.5MW，但風(fēng)輪直徑達230m。而金風(fēng)科技與中國海裝相繼推出的GWH252-16MW、H260-18MW機型，則更適用于閩南、粵東海域。
積累深遠海經(jīng)驗
區(qū)別于適合在淺海海域安裝的固定式風(fēng)電機組，漂浮式海上風(fēng)電機組因采用浮式基礎(chǔ)，能夠有效降低深遠海海域風(fēng)電開發(fā)成本，是解鎖深遠海風(fēng)電規(guī)模化開發(fā)的“鑰匙”。
2022年，我國進一步加快了對深遠海風(fēng)電整機技術(shù)的探索。2022年6月，中國船舶集團承擔(dān)設(shè)計任務(wù)的漂浮式海上風(fēng)電裝備“扶搖號”，在廣東湛江羅斗沙海域順利完成安裝。“扶搖號”浮體和機組總重量超過4000噸，采用中國海裝6.2MW抗臺型海上風(fēng)電機組，風(fēng)輪直徑為152m。
2022年6月，我國首個深遠海漂浮式海上風(fēng)電國產(chǎn)化研制及示范項目正式進入工程實施階段，文昌深遠海漂浮式海上風(fēng)電平臺浮體在中國海油海油工程青島建造場地正式開工建造。公開信息顯示，該平臺由中國海油聯(lián)合國內(nèi)數(shù)家企業(yè)共同研發(fā)設(shè)計，平臺中心立柱搭載一臺7.25MW風(fēng)電機組。
2022年11月，明陽智能MySE7.25-158機組下線，是全球首臺7MW級抗臺風(fēng)漂浮式海上風(fēng)電機組，最高可抵抗17級臺風(fēng)，應(yīng)對復(fù)雜洋流和波浪。與固定式海上風(fēng)電機組技術(shù)發(fā)展的主流需求相同，我國漂浮式海上風(fēng)電開發(fā)面臨的最大挑戰(zhàn)是降本。
據(jù)了解，目前國外漂浮式海上風(fēng)電的投資成本約為50000元/千瓦，2021—2022年在國內(nèi)下線的兩臺樣機，投資成本為38000-40000元/千瓦。
日前，中國電建集團貴州工程公司副總經(jīng)理、中國電建海風(fēng)公司董事長閆建國在接受《風(fēng)能》采訪時表示，作為中國第一個商業(yè)化漂浮式海上風(fēng)電項目的萬寧100萬千瓦漂浮式海上風(fēng)電項目，一期降本目標(biāo)是25000元/千瓦，總降本目標(biāo)為20000元/千瓦?？梢钥闯?，我國深遠海風(fēng)電整機與工程技術(shù)的發(fā)展空間仍然很大，未來一定會有更多新型漂浮式海上風(fēng)電機組推出。
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