“風(fēng)電機(jī)組迭代思路已經(jīng)發(fā)生了變化，大容量與大葉輪并不是我們的最終追求，”在近日舉行的2024北京國(guó)際風(fēng)能大會(huì)暨展覽會(huì)上，金風(fēng)科技總裁曹志剛接受《中國(guó)能源報(bào)》記者采訪(fǎng)時(shí)指出，“毋庸置疑，大兆瓦加機(jī)組在提高發(fā)電量、降低度電成本等方面起到了顯著的作用。但與此同時(shí)，我們也更應(yīng)該關(guān)注以負(fù)責(zé)任的創(chuàng)新，推動(dòng)風(fēng)電發(fā)展回歸本質(zhì)，聚焦全生命周期收益提升?！?/p>
金風(fēng)科技新一代陸上風(fēng)電GWH204 Ultra系列產(chǎn)品便是這種思路的體現(xiàn)。一改葉輪直徑越來(lái)越大的傳統(tǒng)趨勢(shì)，金風(fēng)科技新一代陸上風(fēng)電產(chǎn)品并未緊盯大型化“做文章”，而是在發(fā)電能力、噪音控制、構(gòu)網(wǎng)水平等方面“下功夫”。
在曹志剛看來(lái)，在風(fēng)電經(jīng)濟(jì)性好、快速增長(zhǎng)的大背景下，風(fēng)電作為裝備產(chǎn)業(yè)，“高質(zhì)量”、“高性能”可能是目前行業(yè)保持螺旋上升的正確路徑。在構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)過(guò)程中，風(fēng)電設(shè)備更應(yīng)適應(yīng)能源市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)，以創(chuàng)造更多價(jià)值提升競(jìng)爭(zhēng)力。
回歸發(fā)電本質(zhì)
近年來(lái)，風(fēng)電機(jī)組大型化進(jìn)程持續(xù)加速，與國(guó)際風(fēng)電整機(jī)商產(chǎn)品相比，我國(guó)最新上市的風(fēng)電機(jī)組產(chǎn)品單機(jī)容量已遙遙領(lǐng)先。在陸上風(fēng)電領(lǐng)域，我國(guó)風(fēng)電企業(yè)已率先步入“10MW+”行列，海上風(fēng)電機(jī)組容量也屢屢創(chuàng)下新高，葉輪直徑奔向300米以上。
在曹志剛看來(lái)，大型化固然是風(fēng)電機(jī)組發(fā)展的方向之一，但產(chǎn)業(yè)發(fā)展要尊重客觀規(guī)律，在不因循守舊的同時(shí)，也不能盲目試錯(cuò)，要做到“有質(zhì)量的速度”。
“從研發(fā)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，機(jī)組大型化并不是全無(wú)挑戰(zhàn)。以機(jī)組葉片為例，機(jī)組葉片越大，保持其強(qiáng)度越具有挑戰(zhàn)性，”曹志剛舉例稱(chēng)，“葉片形狀越圓，剛度越好保障，可靠性越高，但發(fā)電效率卻是最低的，而要保障發(fā)電效率，則需要風(fēng)電葉片翼型比較薄，這卻也削弱了葉片強(qiáng)度。若要可靠性和發(fā)電效率二者得兼，就對(duì)制造工藝提出了極高的要求?！?/p>
“過(guò)快”大型化的挑戰(zhàn)不止于此。全球風(fēng)能理事會(huì)在其報(bào)告中就指出，風(fēng)電機(jī)組的快速迭代實(shí)際上還可能加劇物流、運(yùn)輸以及安裝等環(huán)節(jié)成本壓力，同時(shí)還可能帶來(lái)更大原材料成本壓力，無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)絕不是可持續(xù)增長(zhǎng)的基礎(chǔ)。
在此背景下，金風(fēng)科技GWH204 Ultra系列產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。數(shù)據(jù)顯示，該款機(jī)組產(chǎn)品葉輪直徑為204米，單機(jī)容量覆蓋4—10MW，永磁傳動(dòng)鏈和全功率變流組合等新興技術(shù)應(yīng)用可讓機(jī)組發(fā)電量可提升3%—5%，產(chǎn)品迭代邏輯已回歸至發(fā)電本身。
應(yīng)用場(chǎng)景優(yōu)先
“雙碳”目標(biāo)帶領(lǐng)下，國(guó)內(nèi)陸上風(fēng)電應(yīng)用場(chǎng)景愈加多元。對(duì)于風(fēng)電企業(yè)來(lái)說(shuō)，既是機(jī)遇，也是挑戰(zhàn)。應(yīng)用場(chǎng)景的多元化對(duì)風(fēng)電機(jī)組提出了更多、更高要求，在曹志剛看來(lái)，風(fēng)電企業(yè)不僅應(yīng)保障發(fā)電質(zhì)量，更應(yīng)貼合市場(chǎng)發(fā)展需求，通過(guò)不斷技術(shù)創(chuàng)新，為市場(chǎng)提供具有差異化特性的風(fēng)電機(jī)組。
以鄉(xiāng)村場(chǎng)景為例，曹志剛指出，總結(jié)過(guò)往項(xiàng)目開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，不同地區(qū)對(duì)風(fēng)電機(jī)組噪音要求各有不同，往往噪音每增加一分貝，其影響可呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，這就對(duì)風(fēng)電機(jī)組提出了極高的要求。通過(guò)不斷測(cè)試驗(yàn)證，最新推出的GWH204 Ultra系列產(chǎn)品顯著降低了運(yùn)行噪音，實(shí)現(xiàn)了居民區(qū)附近的“靜音運(yùn)行”。根據(jù)機(jī)組設(shè)計(jì)參數(shù)，在鄉(xiāng)村風(fēng)電場(chǎng)景下，相對(duì)較小的葉輪直徑設(shè)計(jì)方案可讓該款機(jī)型噪音水平降低3分貝以上，噪音敏感點(diǎn)距離縮短100米以上，環(huán)境友好性更為凸顯。
不僅如此，曹志剛進(jìn)一步指出，該款機(jī)組從設(shè)計(jì)之初就考慮到光污染和影子問(wèn)題，通過(guò)監(jiān)測(cè)日照情況盡可能降低風(fēng)電機(jī)組光影變化對(duì)當(dāng)?shù)鼐用裆畹挠绊??！爱?dāng)陽(yáng)光照射到機(jī)組時(shí)，機(jī)組會(huì)暫時(shí)停轉(zhuǎn)，避免反光等光影污染問(wèn)題，而在光影問(wèn)題不大時(shí)，機(jī)組則能夠正常發(fā)電，不僅保證了發(fā)電效率，也實(shí)現(xiàn)了環(huán)境友好。”
除了深入鄉(xiāng)村，目前我國(guó)風(fēng)電開(kāi)發(fā)更是走入沙戈荒、高海拔、低風(fēng)速等更多陸上場(chǎng)景，為適應(yīng)更高要求，曹志剛強(qiáng)調(diào)，風(fēng)電機(jī)組技術(shù)迭代更應(yīng)錨定度電成本的下降，不斷探索拓寬風(fēng)電的開(kāi)發(fā)邊界。GWH204 Ultra系列產(chǎn)品就通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)，將風(fēng)資源可開(kāi)發(fā)風(fēng)速下降至4.5米/秒，激活了更大的應(yīng)用空間，實(shí)現(xiàn)了全生命周期度電成本5%—15%的下降。
創(chuàng)造更高價(jià)值
數(shù)據(jù)顯示，截至2024年7月底，中國(guó)風(fēng)光裝機(jī)總量已達(dá)到12.06億千瓦，提前六年多實(shí)現(xiàn)了2030年的裝機(jī)目標(biāo)。然而，曹志剛卻也指出，從發(fā)電能力來(lái)看，光伏和風(fēng)電的裝機(jī)容量占比與實(shí)際發(fā)電量占比之間還存在一定的差距。
截至2024年6月底，我國(guó)風(fēng)電、光伏發(fā)電合計(jì)裝機(jī)11.8億千瓦，約占全國(guó)發(fā)電總裝機(jī)38%；2024年上半年，風(fēng)電太陽(yáng)能發(fā)電量合計(jì)達(dá)9007億千瓦時(shí)，約占全部發(fā)電量的20%。而根據(jù)行業(yè)預(yù)測(cè)，“雙碳”目標(biāo)指引下，到2050年，我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量可達(dá)到30億千瓦，與目前的5億千瓦風(fēng)電裝機(jī)相比還有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
在曹志剛看來(lái)，電網(wǎng)支撐容量不能無(wú)限制地?cái)U(kuò)大，為提高風(fēng)電利用水平，創(chuàng)造更高價(jià)值，風(fēng)電企業(yè)還需要更加關(guān)注市場(chǎng)動(dòng)態(tài)，加強(qiáng)“主動(dòng)安全”能力，為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)提供更為有力的支撐。
“一方面，國(guó)內(nèi)新能源氣象預(yù)報(bào)系統(tǒng)還應(yīng)進(jìn)一步完善，提高新能源智慧氣象預(yù)測(cè)系統(tǒng)精度，尤其是短周期預(yù)測(cè)，更應(yīng)提高其準(zhǔn)確率，另一方面，也應(yīng)更加重視風(fēng)電機(jī)組的構(gòu)網(wǎng)能力，加強(qiáng)風(fēng)電機(jī)組對(duì)電網(wǎng)的‘主動(dòng)支撐’?！辈苤緞偙硎尽?/p>
不僅如此，曹志剛進(jìn)一步指出，新能源行業(yè)還可探索更多能源組合和構(gòu)成形式，構(gòu)建多元化、更為獨(dú)立的電源系統(tǒng)?！皬膶?shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，國(guó)內(nèi)很多區(qū)域風(fēng)電和光伏的發(fā)電曲線(xiàn)實(shí)際上具有很好的互補(bǔ)性，光伏在白天發(fā)電，夜間風(fēng)速較好時(shí)風(fēng)電也能實(shí)現(xiàn)大發(fā)，風(fēng)光發(fā)電的互補(bǔ)可形成全新的發(fā)電單元，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更好的預(yù)測(cè)和調(diào)控和更為高效的資源利用?！?/p>
