產品應市場需求而生，這一永恒不變的真理在2022年的海上風電整機市場再次得到驗證。
據公開信息統(tǒng)計，2022年我國對外宣布下線的新型海上風電機組達到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年的海上風電市場史無前例地活躍。
如果說2021年前風電整機新產品比拼的舞臺主要在陸上，那么海上可被視為2022年風電市場的“角斗場”。據有關專家分析，2022年海上風電機組產品推出節(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全球海上風電大會發(fā)布的《2022全球海上風電大會倡議》提出，綜合當前發(fā)展條件以及我國實現碳達峰、碳中和目標的要求，到“十四五”末，我國海上風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電市場的整機企業(yè)，紛紛涉足海上風電；也推動了具備海上風電市場優(yōu)勢的企業(yè)，加強產品開發(fā)力度。
二是規(guī)模化發(fā)展一定程度上依托于整機技術迭代。2020—2021年是取消國家補貼的窗口期，相關企業(yè)的關注點更多地放在產品交付與項目建設上。到2022年，我國海上風電正式進入無國家補貼的發(fā)展階段，為實現未來更多項目的平價開發(fā)，風電整機技術發(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，提升風輪直徑確保項目發(fā)電收益。
三是海上風電技術比陸上風電更前沿，面對勢必爆發(fā)的海上風電市場，整機商將更多的研發(fā)精力投入海上產品中，不僅有效布局了未來市場，還可帶動陸上風電產品技術迭代，并塑造自身品牌形象。
客觀分析2022年的海上風電整機產品，主要呈現以下四個方面的發(fā)展趨勢。
大型化趨勢顯著
早在2019年，我國下線的海上風電機組，最大單機容量已經突破10MW，平均單機容量為8.58MW。然而，2019—2021年，就產品下線節(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)內專家向《風能》預測，“十四五”期間我國海上風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，我國海上風電機組大型化趨勢大大提速，金風科技下線了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輪直徑。2019年，我國宣布下線的新型海上風電機組的最大風輪直徑為185m，平均風輪直徑為176.6m。到2022年，新下線機型的最大風輪直徑已達260m，平均風輪直徑236m。
未來，風電機組大型化趨勢還將持續(xù)，但需要技術的底層創(chuàng)新推動?！皢螜C容量從18MW到20MW、25MW或30MW，機組的結構從形式上就會有巨大差異，包括新材料的運用。”金風科技董事兼總裁曹志剛曾表示：“在技術跳變期要有積累的過程，比如2~3年的時間，通過底層技術創(chuàng)新的積累，通過仿真能力、實驗能力的積累，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“全尺寸大型風電機組葉片首臺（套）重大技術裝備試驗驗證平臺”項目啟動，將建設180m全尺寸葉片試驗平臺，最大可匹配25~30MW風電機組，建成后將成為全球最大的風電裝備研發(fā)、測試與公共技術服務平臺。
半直驅占比增高
2019—2022年下線的海上風電機型所采用的主流技術路線可分為4類，分別為永磁直驅、雙饋、中速永磁（半直驅、混合）、高速永磁。
2019—2020年，金風科技、電氣風電、東方風電下線的新型海上機組，均采用了永磁直驅技術路線，僅明陽智能采用中速永磁（半直驅、混合）技術。因此，這兩年下線的海上風電機型絕大多數為永磁直驅機型。
2021年，風電降本需求激增，中速永磁（半直驅、混合）技術以較低的成本、較高的可靠性、運輸吊裝便利性，得到越來越多整機商的關注。
當年，一位部件制造商生產負責人向《風能》透露，他所在的企業(yè)正為20余款中速傳動產品進行部件生產或試制。以金風科技、電氣風電為代表的大多數整機商，在評估是否新增或轉向這一技術路線。中國海裝在新增此類技術路線10MW產品的同時，也推出了8MW高速永磁機型。2020年前還被眾多業(yè)內人士奚落的“半吊子”，在2021年成了“香饃饃”。
經過2021年的研發(fā)投入，2022年下線的中速永磁（半直驅、混合）技術路線海上風電新機型的數量與占比激增。當年新下線的12款海上風電機型中，有10款采用了該技術路線，單機容量覆蓋8~18MW。僅金風科技與中國海裝，就連續(xù)下線了3款中速永磁（半直驅、混合）產品。
細分市場定制化
單機容量的提升在南、北方海上風電市場，產生的價值敏感度存在一定差異。
福建與廣東海域風速較高，受臺風影響，地質條件非常復雜，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，江蘇以北海域的風速偏低，機組的單位千瓦掃風面積更重要，過大的單機容量需要配置超大的風輪直徑，否則會影響低風速的發(fā)電量，而超大風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，加快推動海上風電集群化開發(fā)，重點建設山東半島、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，風輪直徑為230米左右。2022年11月，電氣風電EW8.5-230在山東海域一鍵并網。該機型主要針對我國中低風速海域定制化設計，雖然單機容量為8.5MW，但風輪直徑達230m。而金風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。
積累深遠海經驗
區(qū)別于適合在淺海海域安裝的固定式風電機組，漂浮式海上風電機組因采用浮式基礎，能夠有效降低深遠海海域風電開發(fā)成本，是解鎖深遠海風電規(guī)?；_發(fā)的“鑰匙”。
2022年，我國進一步加快了對深遠海風電整機技術的探索。2022年6月，中國船舶集團承擔設計任務的漂浮式海上風電裝備“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抗臺型海上風電機組，風輪直徑為152m。
2022年6月，我國首個深遠海漂浮式海上風電國產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)合國內數家企業(yè)共同研發(fā)設計，平臺中心立柱搭載一臺7.25MW風電機組。
2022年11月，明陽智能MySE7.25-158機組下線，是全球首臺7MW級抗臺風漂浮式海上風電機組，最高可抵抗17級臺風，應對復雜洋流和波浪。與固定式海上風電機組技術發(fā)展的主流需求相同，我國漂浮式海上風電開發(fā)面臨的最大挑戰(zhàn)是降本。
據了解，目前國外漂浮式海上風電的投資成本約為50000元/千瓦，2021—2022年在國內下線的兩臺樣機，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理、中國電建海風公司董事長閆建國在接受《風能》采訪時表示，作為中國第一個商業(yè)化漂浮式海上風電項目的萬寧100萬千瓦漂浮式海上風電項目，一期降本目標是25000元/千瓦，總降本目標為20000元/千瓦?？梢钥闯?，我國深遠海風電整機與工程技術的發(fā)展空間仍然很大，未來一定會有更多新型漂浮式海上風電機組推出。
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