周健雄:海上風電主要的成本包括風電機組、安裝費用、維護費用、支撐結(jié)構(gòu)、電力設施、工程管理等。相對陸地上費用,海上風電的基地和維護費用較高,地基費用增加了24%,維護費用也達到了23%。維護和地基兩項費用直接推高了海上風電的成本。海上風電的工程造價在2萬元每千瓦左右,是陸地風電的兩倍多。
劉宏:主要有以下不同:基礎、與陸上電網(wǎng)的電氣接入、安裝調(diào)試的現(xiàn)場條件和起吊設備、風電機組和塔筒的適應海上條件的考慮(例如防腐蝕!、運行維護(受限于設備和風電場進入)等等。海上風電成本遠遠高于陸上,不考慮現(xiàn)在已知的執(zhí)行項目風電機組并網(wǎng)發(fā)電之前的成本,僅僅是以后風場的運維,如果機組的可靠性差,成本可能就會是無底洞。
安得里亞斯·瑙恩:陸上和海上風電機組確實存在各方面的差別。在財務方面,海上環(huán)境為成本帶來了巨大的影響,比如以下不同情況的影響也非常不同:淺水區(qū)、近海區(qū)加上中等風速,或深水及遠海地區(qū)加上如平均風速為1 0m/s的強風。
唐瑪勒:相比陸上機組,海上風電機組本質(zhì)上沒有額外的要求,而是在可靠性和預防性維護方面提出更高的要求。海上風電項目尤其需要關注可靠性,從而提高風電機組可利用率并最終降低度電成本;對風電機組質(zhì)量性能要求也更高,要求風電設備商具有強大的技術(shù)實力和海上風電運維經(jīng)驗,如維斯塔斯在線SCADA系統(tǒng)就可實現(xiàn)對全球4萬多臺已安裝風電機組進行實時監(jiān)控和遠程操作。這種靈活的監(jiān)測和控制程序,使風場的控制可采用與常規(guī)發(fā)電廠相同的方式。雖然海上風電較陸上風電穩(wěn)定,但仍存在電壓波動、閃變等隨機波動的問題,電網(wǎng)對其容納能力是有限的。海上風電的發(fā)展規(guī)劃,很大程度上要考慮到風電機組的運輸、安裝、選址等安全因素。以上因素都使得海上風電成本要大大高于陸上風電;若預見能力、風電機組檢驗、預防維護服務不到位,風電機組的發(fā)電能力就會大打折扣。
國內(nèi)外制造商的情況各有不同,一貴公司如何降低海上風電機組成本?
武鋼:金風將依靠先進的技術(shù)路線,提高機組技術(shù)可靠性,有效降低海上風電機組成本。一是依托直驅(qū)永磁技術(shù),我們的風電機組從結(jié)構(gòu)件到電控系統(tǒng),大部分都是從國內(nèi)采購,這大大降低了機組成本;二是由于直驅(qū)永磁機組發(fā)電效率更高,這對投資商而言,可以獲得更高收益;三是直驅(qū)永磁機組無齒輪箱的結(jié)構(gòu),具有更低的運行維護成本,這也降低了海上機組成本;四是針對不同地區(qū)的特定情況,進行機組專項設計,這也是在保證可靠性前提下,盡可能為投資商帶來更大收益;五是依托目前建立的江蘇大豐生產(chǎn)基地,使我們的海上機組運輸成本得到最好控制。
張志英:我們在引進技術(shù)的同時,加強自主研發(fā)和國產(chǎn)化能力的建設,優(yōu)化機組的性能,建立完善的產(chǎn)業(yè)鏈體系.提高產(chǎn)品質(zhì)量,通過批量化進一步降低產(chǎn)品成本。
王松:成本和效益始終是海上風電機組設計的最終目的,如何在行業(yè)內(nèi)以較低的成本獲得較大的效益是占據(jù)海上風電市場的先驅(qū)條件。我司風電機組在設計之初就充分考慮了成本問題,因為,風電機組成本日0%與整機重量相關,所以,我司風電機組設計在優(yōu)先效率的同時,通過特殊的結(jié)構(gòu)設計來降低機組整體重量。比如我司目前主推的SCD3.OMW機型就是一個典型實例,SCD3.OMW機型為兩葉片、半直驅(qū)機型,將齒輪箱和發(fā)動機合成一體,省去雙饋機型的主軸及軸承和軸承座,同時,通過薄壁彎頭設計將整機與塔架相連,省去主機架和機艙罩等部件,整機重量的降低會使風電機組整體成本得到有效的降低。
周健雄:我們主要通過以下途徑來降低成本:一是提高風電機組單機容量。海上風電機組技術(shù)主要呈現(xiàn)大功率、直驅(qū)式發(fā)展趨勢,單機容量逐步上升,機組結(jié)構(gòu)多樣化。二是提高產(chǎn)品可靠性與穩(wěn)定性。海上風電機組最大的成本在于安裝和運行維護,湘電研制的XE115-5MW風電機組是針對中國海域的特性,在設計上形成了一種結(jié)構(gòu)緊湊、高效、重量輕的風力發(fā)電機,其可靠性與高效性,能夠極大地降低運行維護成本。三是采用整體運輸與安裝技術(shù)。海上風電項目施工環(huán)境復雜性及專用設備不足為海上風電項目建設帶來較大挑戰(zhàn)。為攻克海上風電機組吊裝安裝難題,我們采用了復合筒型結(jié)構(gòu)基礎整體運輸與安裝技術(shù)。基礎與風電機組整機一體化運輸與安裝的技術(shù)可以把海上風電機組的安裝形象化為種植風電機組。這種解決方案,攻克了海上風電機組安裝難題,有效降低了安裝成本。
劉宏:針對配套成本超過風電機組設備的特點,應盡量采用更大的單機容量機組,但不能簡單地理解為越大越好,機組的可靠性是必須考慮的另一個重要因素。如果技術(shù)不成熟就盲目安裝更大機組恐怕會適得其反。
安得里亞斯。瑙恩:我們將會根據(jù)以前提供過產(chǎn)品的風電場及即將要供貨的風電場優(yōu)化機組設計。風電機組成本占海上風電場總體開發(fā)成本的40%50%,因此,我們必須以此優(yōu)化整個風電場。在陸上風電機組產(chǎn)業(yè)鏈經(jīng)驗基礎上,我們從工程方法尋找整個供應鏈中節(jié)約成本的方法,比如降低復雜性、減少重量、增加發(fā)電量以及同我們的國際戰(zhàn)略合作伙伴一起降低材料成本等。
唐瑪勒:海上風電不僅應關注機組本身的投資成本,更應關注是由風電機組在20年壽命中所產(chǎn)生的運營成本。由于海上風電風險甚大,因此,欲降低海上風電成本,豐富的工程投資建設經(jīng)驗外購技術(shù)或聯(lián)合設計技術(shù)要適合中國海上特點需要考慮哪些因素以及做哪些技術(shù)改進?
武鋼:我國海上的風能資源特點與歐洲有很大不同,我國大部分海域平均風速不如歐洲,德國在北海FINO測得的年平均風速達到了10m/s。因此簡單地靠外購技術(shù)把按照國外條件設計的機組搬到國內(nèi)市場上,肯定是行不通的。以前在陸上風電市場就存在過這種情況,在開發(fā)海上風電的過程中,一定要注意避免犯這個錯誤,說到底還是要真正地掌握風電機組設計計算方法,只有這樣才有能力面對不同的工況進行各種優(yōu)化設計。具體來說,我們認為要考慮一些特殊因素:一是地質(zhì)情況不同,這會影響基礎設計和現(xiàn)場施工,這對中國海上風電來說需要進行技術(shù)創(chuàng)新和探索。二是風能資源不同,中國沿海地區(qū)北部年平均風速小,但渤海灣有冰的影響;南部年平均風速高,但有臺風影響。而國外大部分風電機組都是按照IEC!類進行設計,同時也沒有臺風的影響。對于中國海上風電而言即要考慮防臺風問題,同時也要保證投資商收益。
張志英:要考慮下面因素:中國的臺風因素,歐洲臺風少;基礎設計要有針對性的,還要考慮電網(wǎng)對風電機組的特殊要求。