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遠(yuǎn)景謝德奎：江蘇省管國(guó)管海域均有望率先實(shí)現(xiàn)平價(jià)

北極星風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)2021-11-19

11月16日，中歐海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)合作與技術(shù)創(chuàng)新論壇在鹽城召開，遠(yuǎn)景能源海上產(chǎn)品線總經(jīng)理謝德奎出席海上風(fēng)電技術(shù)與創(chuàng)新分論壇，介紹遠(yuǎn)景海上風(fēng)電十年耕耘，推出的EN-200/7MW機(jī)組在江蘇、山東、浙江、廣西等廣大中國(guó)低風(fēng)速海域能平價(jià)、強(qiáng)交付、高可靠，助力海上風(fēng)電再啟新篇。

江蘇海域?qū)?huì)率先走向平價(jià)，產(chǎn)業(yè)鏈上下協(xié)同形成降本合力

離岸距離60-70公里，風(fēng)速約7.8米/秒，平價(jià)目標(biāo)電價(jià)為0.39元/度，這是江蘇省管海域未來(lái)平價(jià)的典型場(chǎng)景。海上風(fēng)機(jī)的成本占海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈的35%左右，因此海上風(fēng)電平價(jià)需要產(chǎn)業(yè)鏈上下協(xié)同，合力創(chuàng)新降本。在上述典型場(chǎng)景指標(biāo)下，遠(yuǎn)景對(duì)比不同容量、不同葉片的概念機(jī)型產(chǎn)品發(fā)現(xiàn)，塔基、海纜、升壓站施工若在“十四五”期間能實(shí)現(xiàn)20%-30%的降本，遠(yuǎn)景能源Model Y平臺(tái)的EN-200/7MW這款機(jī)型，相比搶裝前的價(jià)格能下降35%風(fēng)電齒輪箱滑環(huán)管部件，達(dá)到4350元/千瓦以下，可以最大程度保障未來(lái)可施工性、供應(yīng)鏈可獲得性，協(xié)同實(shí)現(xiàn)在江蘇省管海域內(nèi)的平價(jià)。

對(duì)于國(guó)管海域的典型場(chǎng)景，除風(fēng)機(jī)之外的BOP部分還需要再降價(jià)5%-10%，以一個(gè)假定概念機(jī)型11MW，葉輪直徑為242米，價(jià)格要比搶裝前下降40%，達(dá)到3900元/千瓦以下，可實(shí)現(xiàn)150公里以外江蘇國(guó)管海域內(nèi)的平價(jià)。

謝德奎表示：“江蘇海上從資源稟賦、施工設(shè)備可獲得性和本地供應(yīng)鏈能力，都是目前國(guó)內(nèi)最好的，考慮到儲(chǔ)能配置要求、未來(lái)能源島、制氫及綠電溢價(jià)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，無(wú)論是省管海域還是國(guó)管海域，江蘇海上風(fēng)電都大有可為。”

海上風(fēng)電“彎道超車”可能存在風(fēng)險(xiǎn)，掌握核心部件設(shè)計(jì)和穩(wěn)健測(cè)試驗(yàn)證是關(guān)鍵

謝德奎認(rèn)為，目前業(yè)界對(duì)于海上風(fēng)機(jī)升級(jí)換代過(guò)于激進(jìn)和樂觀，缺乏扎實(shí)穩(wěn)健的路線圖。從中歐海上風(fēng)電歷程發(fā)展對(duì)比可以看出，歐洲海上風(fēng)電機(jī)組發(fā)展具有明確路徑，基本為4-6MW到8-9MW，再規(guī)劃14-15MW，每個(gè)兆瓦區(qū)間都有足夠測(cè)試驗(yàn)證窗口、安裝量和運(yùn)行時(shí)間，保證行業(yè)穩(wěn)健有序發(fā)展。

目前中國(guó)海上風(fēng)電的風(fēng)險(xiǎn)在于，搶裝期內(nèi)10GW的機(jī)組運(yùn)行時(shí)間不到一年，且基本都是新型機(jī)組，平均功率從5MW直接躍升到10MW級(jí)別。謝德奎指出：“以往機(jī)型定義是歐美帶中國(guó)，現(xiàn)在迅速跨越到中國(guó)帶歐美，測(cè)試驗(yàn)證和供應(yīng)鏈準(zhǔn)備時(shí)間因而被極大地壓縮。”

同時(shí)，戰(zhàn)略核心部件也“被”跨越隔代發(fā)展。從今年發(fā)布的機(jī)型來(lái)看，海上葉片長(zhǎng)度將從160米左右拉伸到200米以上；齒輪箱扭矩從5kNm直接跨越到10-22kNm，需要注意的是歐洲現(xiàn)在規(guī)劃的最大只有18kNm；主軸承直徑從0.8米檔增加到2-3米檔以上，無(wú)論從部件的測(cè)試驗(yàn)證，還是從批量工業(yè)化制造角度，都面臨不小的挑戰(zhàn)。

遠(yuǎn)景Model Y理性降本的6個(gè)策略

面對(duì)“彎道超車”的風(fēng)險(xiǎn)，降低30%-40%的成本，以更低的價(jià)格，更可靠的性能交付市場(chǎng)，命題已經(jīng)交給壓力巨大的主機(jī)廠商。謝德奎表示，遠(yuǎn)景能源用技術(shù)創(chuàng)新持續(xù)提升風(fēng)電經(jīng)濟(jì)性，面向中國(guó)海上風(fēng)電平價(jià)推出的Model Y平臺(tái)提供6個(gè)應(yīng)對(duì)策略：

一是平臺(tái)模塊化理念。產(chǎn)品貨架可以實(shí)現(xiàn)跨功率和風(fēng)輪的敏捷定制組合，保證80%以上的組件最大化復(fù)用率。

二是核心部件從進(jìn)口到國(guó)產(chǎn)化到完全自主開發(fā)。目前遠(yuǎn)景實(shí)現(xiàn)了包括葉片、齒輪箱、發(fā)電機(jī)、主軸承和變槳軸承等核心戰(zhàn)略部件全自研，以及OEM代工質(zhì)量深度把控，供應(yīng)及時(shí)性與可靠性進(jìn)一步提升。

三是價(jià)值最大化被驗(yàn)證技術(shù)和供應(yīng)鏈，突破邊界持續(xù)尋找最優(yōu)方案。謝德奎認(rèn)為，不能單純追求創(chuàng)新，所有創(chuàng)新都需要服務(wù)于技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。以海上單樁和分段式葉片的技術(shù)演進(jìn)為例，單樁從一開始被認(rèn)為只能適用不超過(guò)30米水深，到目前歐洲海上探索將單樁和導(dǎo)管架及漂浮式基礎(chǔ)的切換經(jīng)濟(jì)點(diǎn)延伸到60米水深。類似情景，考慮到物流可運(yùn)輸性，當(dāng)初行業(yè)認(rèn)為長(zhǎng)于150米風(fēng)輪的葉片不得不使用分段式葉片風(fēng)電齒輪箱滑環(huán)管部件，時(shí)至今日，超過(guò)200米的風(fēng)輪葉片依然沒有考慮分段式設(shè)計(jì)。因此，遠(yuǎn)景堅(jiān)持在海上繼續(xù)挖掘雙饋+高速齒輪箱傳動(dòng)鏈的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性價(jià)值吊車，Model Y平臺(tái)采用雙饋高速技術(shù)路線。雙饋曾經(jīng)存在的滑環(huán)和軸承等問題在多年的應(yīng)用中都已被解決，缺陷率下降90%。而遠(yuǎn)景針對(duì)海上需求進(jìn)行了針對(duì)性技術(shù)創(chuàng)新，海上雙饋發(fā)電機(jī)能滿足15個(gè)月運(yùn)維周期的需求，發(fā)電量特別是中高風(fēng)速段發(fā)電量高，且穩(wěn)定可靠，其已經(jīng)沉淀了將近20年的供應(yīng)鏈非常成熟且性價(jià)比極佳。

四是輕量化設(shè)計(jì)創(chuàng)造系統(tǒng)最優(yōu)。目前200米以上葉片依然遵循最大化被驗(yàn)證技術(shù)和供應(yīng)鏈的邏輯，在當(dāng)初行業(yè)認(rèn)為超過(guò)140米風(fēng)輪就應(yīng)該使用碳纖維葉片的認(rèn)知下，遠(yuǎn)景超過(guò)200米風(fēng)輪葉片依然在使用非常穩(wěn)定可靠供應(yīng)的玻纖葉片技術(shù)，并可以做到跟碳纖相比，重量毫不遜色，甚至可以輕10%-20%，隨著機(jī)頭重量和整體機(jī)組載荷減輕，遠(yuǎn)景Model Y機(jī)組重量相比行業(yè)平均水平輕量化10%以上，這一切都源自對(duì)系統(tǒng)載荷控制、部件設(shè)計(jì)和供應(yīng)鏈的精準(zhǔn)把握，而輕量化的整機(jī)加上先進(jìn)的動(dòng)態(tài)加阻控制算法又通過(guò)一體化設(shè)計(jì)進(jìn)一步大幅降低塔基重量。

五是DFX工藝設(shè)計(jì)降低全生命周期的成本。遠(yuǎn)景的EPD集成開發(fā)流程確保在完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)的同時(shí)，所有大部件更換的工藝工裝方案全部完成，并同時(shí)在樣機(jī)運(yùn)行中完成實(shí)地驗(yàn)證。靈活的策略工藝使綜合工程增效30%以上，大部件更換效率提升20%的同時(shí)可降低成本70%。

六是深度的臺(tái)架測(cè)試和海量在役風(fēng)機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證。遠(yuǎn)景能源江陰測(cè)試中心基于全球部署海量風(fēng)機(jī)的伽利略平臺(tái)，可以對(duì)設(shè)計(jì)可靠性進(jìn)行多層級(jí)立體性驗(yàn)證，逐步達(dá)成部件子系統(tǒng)、整機(jī)系統(tǒng)“數(shù)字模型與物理實(shí)體”的一致性，解決具體的質(zhì)量和安全問題，支持遠(yuǎn)景敏捷開發(fā)、迅速迭代產(chǎn)品。

2008年遠(yuǎn)景成立之初，就在丹麥設(shè)立全球創(chuàng)新中心進(jìn)行海上風(fēng)機(jī)研發(fā)，截至2020年在中國(guó)已經(jīng)累計(jì)超過(guò)3GW的海上風(fēng)機(jī)可靠運(yùn)行業(yè)績(jī)。在解決了一些初期典型失效吊車出租，包括葉尖腐蝕、環(huán)控、部件腐蝕及機(jī)械共振等典型問題后，劣質(zhì)質(zhì)量成本大幅下降了90%。最新推出的Model Y平臺(tái)充分吸取了遠(yuǎn)景3GW運(yùn)行和行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，從EN-200/7MW和EN-190/8MW起步，平臺(tái)模塊化的設(shè)計(jì)保證未來(lái)基于該平臺(tái)可以快速實(shí)現(xiàn)6MW功率跨度和40米風(fēng)輪跨度的組合升級(jí)機(jī)型。

“深布局、控風(fēng)險(xiǎn)、穩(wěn)規(guī)劃，遠(yuǎn)景將堅(jiān)定不移通過(guò)全線自主設(shè)計(jì)和深度測(cè)試驗(yàn)證，及提前供應(yīng)鏈布局，降低產(chǎn)品跨越隔代開發(fā)帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)遠(yuǎn)景致力推動(dòng)射陽(yáng)零碳母港計(jì)劃，在現(xiàn)有供應(yīng)鏈的基礎(chǔ)上，遠(yuǎn)景提供的風(fēng)電、綠氫、儲(chǔ)能及方舟系統(tǒng)，繼續(xù)助力射陽(yáng)打造零碳新工業(yè)體系，助力江蘇海域加速平價(jià)化。”謝德奎說(shuō)。

△ 視頻：遠(yuǎn)景助力打造射陽(yáng)零碳母港