風電企業開始養魚、造船、研究新材料了|36碳焦點
風機現在發展到什么階段了?來個形象的對比:
位于北京CBD的央視總部大樓共有52層,總高度約234米。
截至2022年,最高風電機組輪轂高度(即風機中心軸線與地面間的垂直距離)達到170米。如果疊加葉片的長度,整臺風機的高度已超過央視大樓。
無論是更大的單機容量,還是更長的葉片,全球都在邁入“超大風機”時代。
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10月17日-19日,北京國際風能大會暨展覽會(CWP2023)正式開幕,吸引全球750多家風電企業參展,囊括風力發電產業、技術、設備、儲能、供應鏈、電力系統等眾多領域。
當陸上、海上風電相繼進入無補貼時代,風機大型化競賽成為行業主旋律,各家都在通過規模化效應攤薄綜合成本。
此次展會中,三一重能發布全球最大陸上風電機組的新品——三一重能15MW風電機組。明陽智能則發布全球最大MySE22MW海上機組,把海上風電機組推入20兆瓦時代。
有人疑惑:“除了越來越‘大’,風電還有新故事嗎?風電制造是機械化過程,技術路線和市場競爭格局都到了一個相對穩定的階段。”
帶著這個問題,36碳親臨此次風能展現場,結合數十家風電企業的走訪和交流,我們發現風電仍有新的故事,并已超越設備本身。
01 從養魚到造船,海上風電的一萬種卷法
從增量市場看,海上風電是一塊很大的蛋糕。特別是我國陸上、近海風資源開發已相對成熟,深遠海范圍廣闊且風資源穩定優質,成為當下競逐方向。
當風電邁向深遠海,一些企業不僅做風電設備,還瞄上海洋資源的綜合利用。
“一邊海風發電,一邊深海養魚”正成為現實。
在明陽集團的展位上,一個名為“綜合能源島”的裝置引起我們的注意。這座圓形小島上,包含深遠海漂浮式海上風電、海洋牧場、海水制氫、波浪發電等海洋經濟的融合開發形式。
其中,“海洋牧場”的概念非常亮眼。與傳統海上風機構造不同的是,這臺風機結合導管架基礎與養殖網箱,讓風機塔架包圍起來的地方形成一個“天然養殖區”。
據介紹,今年8月,明陽智能研發的全球首臺“導管架風機+網箱”風漁融合一體化裝備“明漁一號”已在廣東陽江海域完成安裝。結合網衣系統和智能漁業系統,當地投放了石斑魚、金鯧魚等魚種進行養殖,有效解決近岸養殖空間受限、海域污染、資源荒漠化等難題。
“預計下個月,第一批金鯧魚就成熟了,這是真正在低碳環境中孕育出來的深海魚。”明陽展臺工作人員介紹。
除了可以吃的魚,還有能檢測風機健康的“電子魚”。
在博雅工道(北京)機器人科技有限公司的展臺上,我們發現了海上風電運維的“電子魚”。
這家專門研究水下機器人的公司,其創始團隊來自北京大學智能仿生實驗室,起初是做消費級仿生產品為主,后來在B端發現了更廣闊的市場。
公司研發的水下機器人將水下攝像、聲吶、定位和機器人操作平臺相結合,可以對海上風電場樁基等水下結構狀況進行直觀檢查,還可搭載機械臂、切割裝置、清洗裝置等作業工具,以滿足海上工程作業需求。
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為在海上占得一席之地,有的風電企業直接加入造船行列。
陸上風電搶裝潮時,市面上的吊裝設備一度緊缺,很多項目因此延遲交付。如今海上風電勢頭正盛,更多風電企業希望把握住安裝環節的主動權。
在金風科技的展臺上,一艘“大船模型”引來不少觀眾駐足。這臺模型展示的是金風科技與中天科技合作研制開發的金風海洋“中天31”1600噸自升式風電安裝平臺。
不同于安裝陸上風電的起重機,海上風電的安裝難度全方位升維:不僅把超長葉片、塔筒、發電機等大塊頭運至海上,還要在變幻莫測的海上環境里將其吊至高空。
展臺工作人員介紹,這艘海上安裝平臺采用“碼頭裝載+運輸+儲存+起重”一體化模式設計,具備20MW單機容量、320米葉輪直徑以上海上機組的吊裝能力。
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海上風電同樣帶火后運維市場,有企業選擇建造海上風電運維船。
當前我國海上風電的運維用船大多為傳統交通艇,雖然成本低、數量多,但在航速、功能豐富等方面存在明顯不足。對于海上風電運維母船,此前也一直由歐洲船廠所主導,國產化能力較弱。
上海電氣此次展示了海上風電SOV運維母船,這是亞洲制造的首批風電運維母船,并在今年9月正式下水。
據悉,運維母船配備動力定位系統、主動式波浪補償棧橋以及直流綜合電力推進系統、智能運維系統等,可以滿足約1個月的海上連續作業需求。
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“現在還有不做儲能的風電企業嗎?風電龍頭加速集中,競爭格局相對穩定,所以大家都在找新增長點。”一位參展商說。
36碳觀察到,一線風機整機廠商基本都帶來了自己的儲能產品,還有廠商向光伏、氫能等方向多線拓展。
遠景科技展出最新一代智慧液冷儲能系統,從電芯、PCS、BMS、EMS到SCADA系統實現全棧級自研自制。
據悉,遠景展出的315Ah儲能專用電芯,循環壽命超過12000次,前1200次可實現近零衰減,推動度電成本下降超30%。20尺集裝箱的能量密度可達5MWh,減少40%的占地面積。
遠景展出最新一代智慧液冷儲能系統。
將目光投向光伏和氫能的玩家也不在少數,明陽智能就是同時跨界光儲氫的玩家之一。
明陽此次帶來了自主研發的電解制氫裝備,以及堿性電解制氫、PEM電解制氫及海水電解制氫等技術方案。
這套水電解制氫裝備每小時產氫量可達2000標準立方米,完全國產化自主設計與生產制造。
“電解水制氫相當于就地進行綠電消納,解決棄風棄光的消納難題,并作為可作為化工產品或能源原料。另外,目前歐盟CBAM碳關稅范圍擴展至氫氣,意味著灰氫、藍氫將收取關稅,綠氫已成為該框架下的最佳選擇。”明陽展臺工作人員說。
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展會中,風機全生命周期的環保屬性、可回收材料也成熱詞,風機葉片x新材料的技術碰撞輪番上演。
風機葉片越長,葉根將承受越大的載荷,直接影響風機運行安全。傳統風機葉片采用玻璃纖維復合材料,如今碳纖維作為一種高強度輕量化材料正在加速替代。
“碳纖維葉片可進一步提升海上風電機組設計上限,甚至可支撐20兆瓦、300米葉輪直徑的機組開發。”上海電氣風電集團解決方案總經理黃軒近日在一場風電高峰論壇中指出。
在三一重能展區,我們看到一個風機葉片的切片橫截面,碳纖維材料被用于葉片的主梁部分(即上端黑色部分),葉片內部構造是中空的,中間隔板則起到支撐作用。
展臺工作人員介紹,采用碳纖維材料之后,在保證同等強度的情況下,一根葉片的重量就能減輕2噸,相當于減輕原重量的6%。
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當風機的全生命周期環境影響越發受到關注,風機回收也成為關鍵課題。
經過數十年運行,我國大批風電機組開始步入“暮年”,我國即將迎來退役風電機組葉片回收處理的首個高峰期。
在中國中車的展位,幾包再生纖維材料、板材在眾多大部頭中顯得有些特別。
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展臺工作人員介紹,這是由廢舊葉片經過切割、粉碎等工序制成的再生纖維,之后可以再經過篩分、打包封裝制成新的再生纖維產品。
據悉,目前這些再生纖維已在建筑工程、木塑及塑料制品實現利用,讓退役后的廢棄葉片還能再次發揮效用。
從技術本身來看,當大型化、智能化的風電機組已成行業共識,風電似乎步入一個成熟穩定期,但這恰恰給行業更多思考空間去探索風電產業的融合發展。
無論是更豐富的場景布局,還是更環保的新型材料應用,風電的新故事將不斷向更多元化、精細化的方向延伸。
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