2024年,中國海上風電機型大型化發(fā)展有所加速,下線的機型數(shù)量與2023年基本一致。2024年,有6家整機企業(yè)下線了8款海上風電機型,其中7款的單機容量在16MW以上。這表明中國整機企業(yè)對海上風電市場的產(chǎn)品規(guī)劃已達成一致。越來越多的中高風速風電項目,出于對度電成本的考量,將采用16MW級海上風電機組。
圖1 2019—2024年中國宣布下線的海上風電機型數(shù)量
固定式基礎機型的最大單機容量達26MW
在2024年中國下線的海上風電機組中,有4款的單機容量不低于20MW。機型的最大單機容量達到了26MW,引起全球關注。
1月,遠景能源16-18MW“碳中和”海上大兆瓦風電機組下線,是當時全國首臺“碳中和”海上大兆瓦機組。該機組基于ModelZ平臺,在發(fā)電性能、核心部件上進行全面優(yōu)化升級,采用先進運損控制、葉片振動控制等新技術,平臺能力可升級至20MW+。
6月,東方電氣18MW機型在廣東汕頭風電臨海試驗基地并網(wǎng),刷新了已并網(wǎng)機組單機容量最大的世界紀錄。該機組風輪直徑達260m,單臺機組每年可輸出7200萬千瓦時清潔電能。
2024年,我國下線的最大單機容量海上風電機型為東方電氣26MW機組。該機型于10月份北京國際風能大會暨展覽會前下線,是當時全球單機容量最大、風輪直徑最大的海上全國產(chǎn)化風電機組。該機型的供應鏈完全自主可控,整臺機組由3萬余個零部件組成,發(fā)電機、葉片、軸承、電控系統(tǒng)等關鍵部套技術均達到了世界領先水平,是中國風電裝備全產(chǎn)業(yè)鏈技術快速進步的最新成果。
金風科技22MW海上風電機型,則在12月舉行的“2024汕頭國際風電技術創(chuàng)新大會”期間,于汕頭國際風電創(chuàng)新港下線。該機型風輪直徑達到300m,相比上一代機型,風能捕獲能力提升27%,同等裝機規(guī)模項目可減少用海面積超20%。
明陽智能雙機頭漂浮式風電機組
漂浮式機型明顯增多
2024年,中國共下線2款漂浮式風電機組,實現(xiàn)1個漂浮式風電平臺的投運,是我國歷年漂浮式風電產(chǎn)品取得成果最多的一年。
圖2 2019—2024年中國宣布下線或直接安裝、投產(chǎn)的固定式與漂浮式機型數(shù)量對比
6月,位于福建莆田南日島國家級海洋牧場示范區(qū)的“國能共享號”漂浮式平臺,成功并網(wǎng)發(fā)電,實現(xiàn)“海上發(fā)電、海下養(yǎng)魚”,標志著全球首例“海上發(fā)電、海下養(yǎng)魚”的融合發(fā)展新模式科研項目成功投產(chǎn)。該平臺采用了電氣風電生產(chǎn)的一臺4MW風電機組。
10月10日,中國中車“啟航號”20MW漂浮式海上風電機組下線。作為目前全球最大的漂浮式風電機組,“啟航號”實現(xiàn)了功率等級16~20MW的全覆蓋,風輪直徑達到260m+。
12月,當時全球單體容量最大的漂浮式風電平臺“明陽天成號”正式投運。“明陽天成號”總容量達到16.6MW,是當時已投運的全球最大漂浮式風電平臺。有別于傳統(tǒng)機組結構,“明陽天成號”的兩臺風電機組塔架呈V字形安裝、兩個風輪的旋轉方向相反,這樣的設計使得風輪中間區(qū)域的風速提升,空氣動能轉化的電能也隨之增加,比同等掃風面積的單個大風輪風電機組的發(fā)電量提升4.29%。
大型化仍在持續(xù)
除了最大單機容量外,2024年中國下線的海上風電機組的平均單機容量同樣有所增長。從2023年的14.75MW,增加到17.57MW。海上風電機組的平均風輪直徑則從2023年的234m,增長至2024年的271.5m。值得注意的是,明陽智能雙機頭機型每個風輪的直徑雖然僅為180m,但等效風輪直徑為254.6m。
圖3 2019—2024年中國宣布下線的海上風電機型的單機容量發(fā)展趨勢
同時,中國定位于中低風速的海上風電機組,單機容量與風輪直徑也在持續(xù)增大。尤其是一些中低風速機型的風輪直徑,尤其是一些中低風速機型(較小的單機容量)的風輪直徑,由于采用了與中高風速機組(較大的單機容量)相同的葉片,實現(xiàn)了在單位千瓦掃風面積上的突出優(yōu)勢。
圖4 2019—2024年中國宣布下線的海上風電機型的風輪直徑發(fā)展趨勢
例如,在7月,電氣風電同時下線了兩款海上機型,分別為全球首臺18-20MW級風儲荷網(wǎng)機組EW18~20-260,以及定位于中低風速海域的EW14.0-270。后者在14MW機型上,搭載了270m風輪直徑,單位千瓦掃風面積在14MW級海上風電機組產(chǎn)品中,具有更強的競爭力。
中速永磁(半直驅、混合式)機型“一統(tǒng)天下”
圖5 2019—2024年中國宣布下線的海上風電機型技術路線發(fā)展趨勢
在2024年下線的全部海上風電機型中,技術路線越發(fā)單一,全部為中速永磁(半直驅、混合式)機型。這表明,經(jīng)過2~3年的市場驗證,中速永磁(半直驅、混合式)技術路線已被絕大多數(shù)廠商接受,成為權衡海上風電機組產(chǎn)品低成本、高可靠性與高效率“不可能三角”的最佳選擇。