【电力】全球风机产品的更新迭代速度加快

2018-01-17 MAKE 华气能源猎头

MAKE(Wood Mackenzie Power & Renewables)于2017年12月27日发布《全球风机技术发展趋势报告》，从全球最新风机产品与技术为切入点，深入分析各区域或市场板块（美洲、欧洲、亚太、海上）技术研发动态，并对叶片、轮毂与变桨系统、传动链、发电机、塔筒等部件的发展前景做深入分析。

全球范围内的风电技术持续发展，已然成为最重要的可再生能源发电来源之一。部分市场的发展趋势表明风电正逐步成为主流发电技术，并且开发成本不断走低。

关键词：LCOE

全球市场近期举行的电力拍卖会显示出风电降本的趋势。在墨西哥近期举行的拍卖会上，风电项目的中标价格不足18 USD/MWh，刷新全球纪录。这一降价现象并非墨西哥独有，在其它新兴拉美市场同样可见。全球风电市场未来十年发展前景稳定，因此整机商将致力于新技术的开发，不断降低风电成本。许多整机商或将发展重心放在技术创新领域，以便在激烈的竞争环境中降低风险、控制成本、保持发展优势。

风机技术的发展是近年来风电平准化度电成本（LCOE）降低的主要原因。越来越多的大叶轮、高塔筒、大兆瓦风机正迅速进入市场。该发展趋势将持续对风电LCOE产生有利影响。风电已逐步发展成为可靠的资产类别，融资环境有所改善，更利于降低加权平均资本成本。

关键词：产品迭代速度加快

随着业内对风电LCOE的关注以及开发商对新一代大型风机的需求增长，风机整机商面临着巨大压力，比以往更频繁地推出新款风机产品。新机型的开发，或是在现有风机机型基础上通过风机增容或加大叶轮直径的方式创新，或是开发全新的风机平台。以下图表对比了2016、2017年度新机型发布情况。其中很大一部分的产品发布是针对中国市场推出的2MW低风速风机平台及初代3MW风机平台。与此同时，西方整机商也大量推出了全新的4MW机型。海上风电市场同样新增了大量风机产品，尤其是在中国市场，有望以此迎接未来海上风电市场的快速发展。

尽管新机型不断涌现，但所选用的风机技术与现有技术基本一致，未来或需更多创新的力量。新产品多在原有产品的基础上进行增容，包括升级现有风机平台；或是增加叶轮直径，最新一代陆上风机的叶轮直径长达160m。新一代风机的轮毂高度也创造了标杆水平，最新风机的塔筒高度接近170m。

关键词：欧洲陆上4MW

2017年欧洲陆上风电市场上发布的风机产品出现了明显的转型趋势。部分4MW陆上风机的叶轮直径甚至超过了4、5年前最大的海上风机叶轮直径。欧洲各个陆上风电市场开始向拍卖会机制转型，4MW风机成为了2017年最受欢迎的风机产品。风场开发商更倾向于选择大兆瓦风机产品，往往是出于以下因素考虑：土地限制、风场配套设施的成本控制，减少风机数量而实现运维规模经济。

第一代4MW风机平台适用于IEC三类（低风速）风区，是目前为止叶轮直径最大的陆上风机。当前主流风机的叶轮直径为150-160m。能够提供此类风机产品的整机商数量在2017年也有所增长。目前有8家整机商能够向欧洲市场提供4MW风机平台，而三年前仅有2家，标志着数年前仍处于前端的风机技术发展成熟，成为市场中的主流技术。MAKE预计，4MW风机市场份额有望加速增长，至2022年装机容量将占欧洲陆上风电市场的25%。

关键词：大兆瓦海上风机产品

采用大兆瓦风机成为了海上风电市场的发展趋势，因为大兆瓦风机可促使风场配套设施的成本大幅下降。现有海上风机产品的单机容量已接近10MW，多数主流风机整机商也正致力于开发新一代12-13MW海上风机平台。

此外，目前处于研发阶段的多数风机产品都将在经过测试及初期载荷试验后，进行风机增容。在现有风机产品基础上进行风机增容的举措相当成功。Siemens于2012年推出的6MW SWT-6.0-154风机产品，历经多次扩容，单机容量现已达到8MW。MHI Vestas采取了同样的策略，2011年推出的V164-7MW，单机容量现已提升至9.5MW，并有可能进一步增容。整机商通常会在新一代大叶轮或大兆瓦（或兼有之）风机产品发布前，对现有风机产品进行增容，以缩小产品之间的容量差距。

从一定程度上而言，主流整机商的发展更加集中化，欧洲市场现以四大整机商为主。SGRE宣布Adwen AD 8.0-180将停产，由SG 8.0-167直驱风机产品取而代之。海上风电市场是雄厚财力资本的竞争市场。考虑到开发大兆瓦风机的高昂成本，整机商在海上市场竞争的重要性日益突出，市场开发不仅依赖于整机商的项目执行能力，还有赖于其新品研发的进度。尽管亚洲市场的整机商仍在销售与吊装容量不足4MW的风机，但中国整机商正迅速聚焦6MW级别的风机。同时，新风机平台在2017年招标会中大获成功。随着技术日趋成熟、供应链日益完善，中国整机商将利用成本优势，尽快推出新一代风机。中国市场的大幅增长、国际物流的限制、外商对风机技术偏好等问题或将使得中国整机商在中短期阶段不会参与海外海上风电市场的竞争。

来源：MAKE

相关（一）：国内3MW以上主流风机机型信息汇总

目前大容量风电机组是行业技术发展趋势，现阶段以3MW机型为较成熟产品，同时，6~8MW机型在海上风电场有应用，目前很多风机厂商在研制10MW及以上机型。大容量风电机组发电效率与一般机型相当，但风机基础点位少，节省了土地资源，对环境的影响更小，合理利用了风能资源，便于后期运维管理。

小编根据目前收集到的资料整理了2016年新增装机排名前十的国内风机厂商3MW以上的主流机型的资料，详见下表。

从表可以看出各厂家的新机型轮毂高度普遍在90m以上。各个厂家都向着更高轮毂、更长叶片的方向发展。陆上风电的方向已转向适用于低风速地区的低风速长叶片风机，开展结合储能、风电供暖和分布式能源等方式的项目。随着陆上风电的大规模开发，海上风电成为热潮，海上机组容量普遍在4.0MW以上。

来源:计鹏新能源作者:曹云慧

相关（二）：从风电整机领头羊的技术决策看行业发展

2017年风电整机竞争依旧惨烈。本文简要分析17年以来两家国际风电整机领头羊企业的技术决策，来剖析行业发展，供各位行业人士参考。

第一家公司是Enercon公司。对于国内许多人来说这家公司可能比较陌生，因为到目前为止在中国大陆还没有Enercon的装机。但不得不说这是一家挺牛的风电整机企业，特别是这家公司的老板沃本先生，工程师出身的他有很多奇思妙想，曾经专门设计建造了一条风力叶片运输船。而Enercon公司在德国乃至欧洲的口碑极好，其在陆上风电这块在德国拥有霸主地位。17年8月其宣布新的3.5MW-138及其后续的EP4平台低风速机组将采用彻底变革的全新设计（如下图），这也意味着其典型的“鸡蛋”外形将逐渐告别市场。

Radical transformation… Enercon’s new 3.5MW E-138 EP3 (pic: Enercon)

仔细研究其全新设计，最大的变化莫过于其传动结构发生根本变化，从轮毂轴承转变到集成于发电机的主轴承结构，放弃了其一贯的“鸡蛋”外形，整机重量也将有很大改善，结构更简单和便于维护，在吊装运输等方面相比之前设计也有优势。相信Enercon做出这样的决策是经过长期研究和艰难抉择的，毕竟谁也不想放弃自己最初的成功方案。然而，激烈的市场竞争使得Enercon这样过于强调个性和安全可靠的机组越来越没有竞争力，而表现出来的就是Enercon的机组更重、更大、成本高。这样的决策，也是其在成本压力下不得已而为之。

第二家公司是SGRE（Siemens Gamesa Renewable Energy）。11月28日SGRE宣布全新开发的4MW平台（首个推出4MW-145）将采用齿轮传动结构、双馈发电机，SGRE高层明确陆上机型将重点放到齿轮传动上面。而实际上，陆上直驱家族从3.2到4.3MW西门子也有相应的产品。而2017年年初，西门子刚刚完成了SWT-3.15-142机型的样机开发。

就在同时，西门子高调推出其最新的研发计划SG 8.0-167 DD，最大额定功率可到9MW，该机型是在原来7MW或6MW的基础上对叶片和发电机、冷却系统等结构进行了升级设计。自2011年起西门子已经累计安装6MW-154机组500台左右的海上市场，目前已经积累了丰富的海上机组设计与运维经验。17年早些时候，SGRE宣布暂停其ADWEN 8MW-180的批量计划，原计划的几个批量项目拟转换成西门子现有的直驱平台海上机组。ADWEN 8MW-180这款机型原来是Gamesa和Areva合作成立的ADWEN重磅推出的大型海上机组，目前具有全球最大的叶轮直径，17年年初样机刚刚在德国不莱梅岗完成吊装，正在进行测试验证工作。

Evolution… Nacelle and generator remain largely unchanged from SG 7.0-154 DD

显然SGRE的决策很大程度是两家公司业务的整合和重构，而陆上机组在齿轮传动上面的坚持，多少有经济因素的考量。实践证明，风电齿轮箱越来越成熟的应用于风电机组，而高速齿轮传动+双馈方案仍然是陆上成本最优、可靠性高的传动解决方案，这正是Gamesa的传统优势。而海上西门子500多台的装机已经形成了装机优势，其中积累的经验需要延续和发挥。可以说SGRE的选择是其深入发挥Gamesa在陆上机组、西门子在海上机组的经验优势，并充分考虑成本因素的结果。

显然，成本压力倒逼整机企业不得不采取必要的技术降本措施，Enercon选择了彻底颠覆性设计以提高其市场竞争力，SGRE则继承了Gamesa和Siemens分别在陆上和海上的传统优势技术，暂时放弃了ADWEN 8MW-180和西门子陆上直驱。2017年国内整机价格竞争可谓惨烈，成本压力与风险并存，唯有在技术与理念上勇于创新才有长久生存的机会。这两家国际整机制造领头羊企业的技术决策，或许也能对国内整机技术发展有些许启示。

来源：文德能源视点

来源：MAKE&来源:计鹏新能源作者:曹云慧&文德能源视点

编辑：华气能源猎头（微号：energyhunt）

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