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綠色株洲 御“風”而行

2022年07月12日20:37 | 來源:人民網-湖南頻道
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醴陵市明月山風電場。單位供圖
醴陵市明月山風電場。單位供圖

在“雙碳”目標加持下,風電產業順勢起航。

今年6月21日,根據湖南省發改委批復《關於同意全省“十四五”第一批風電項目開發建設的復函》,“十四五”期間湖南省株洲市將建設風電項目13個,裝機規模68.04萬千瓦,投資估算50多億元。目前株洲市已有的6大風電場,株洲風電“隊伍”正日益壯大。

奔向“制造名城”的株洲,在“雙碳”目標下正如何重新定位風電產業?在以新能源為主體的新型電力系統構建中,風能又扮演著何種角色?

一股“風”正吹入千家萬戶

7月11日,正值盛夏用電高峰期,在湖南省醴陵市明月山風電場裡,一座座高大壯觀的風車,迎風矗立在連綿山峰之上,崇山峻嶺間都是風電葉片劃過空氣的嗡嗡聲,綠色風電正從這裡通過電網送到千家萬戶。

“這座地跨明月、均楚、茶山三鎮的醴陵市首個風電場項目,已並網發電半年,目前發電量累計達到3442萬千瓦時,為醴陵市、株洲市城區供電。”風電場負責人馮偉說。

近年來,株洲市共建有6大風電場並網發電,每個縣域都至少有一個風電項目,包括醴陵市明月山風電場、淥口區鳳凰山風電場、龍鳳龍亭風電場、攸縣太和仙風電場、茶陵縣三湘風電場、炎陵縣金紫仙風電場。

“6大風電場年發電量共計約6億千瓦時。”大唐華銀株洲發電有限公司相關負責人表示,“按照2021年全市調控供電量117億千瓦時算,目前株洲風能發電量佔全社會用電量比例約5%,而且風電對全市電力供應的貢獻還將不斷提升。”5%的背后,是一場以新能源為主體的新型電力系統的重構。和很多工業城市一樣,株洲工業企業眾多,經濟結構偏“重”,用電需求大,能源資源消耗大,一直依賴傳統煤電發電,是湖南省電力負荷重點區域。

“近年來煤價高企,傳統煤電發電運營成本因燃料成本增加而居高不下,其運營成本早已是風電運營成本的六七倍。”大唐華銀株洲發電有限公司黨委書記、總經理龍維智介紹。

以淥口區鳳凰山風電場為例,該風電場一年發電量約1.67億千瓦時,歷史累計發電量約4.17億千瓦時,相當於節約標准煤14.18萬噸,減少二氧化碳排放35.86萬噸。

在龍維智看來,風電不僅是零碳電力,隨著技術進步,風電也正成為最具經濟性的能源,在地方經濟社會轉型發展中發揮著越來越重要的基礎支撐作用。在培育制造名城、建設幸福株洲的路上,風電作為一種重要的可再生能源,是株洲能源結構轉型、實現“雙碳”目標的重要抓手。

一條“鏈”正隨“風”舞動

向“多能互補一體化能源供應商”轉型

株洲最大火力發電廠——大唐華銀株洲發電有限公司順勢好為,正由傳統的火力發電企業向風、光、火“多能互補一體化能源供應商”轉型。

事實上,火電企業紛紛發力新能源發電項目並不意外。一方面,近年來,由於煤價高企,電企因成本過高而陷入困境﹔另一方面,“雙碳”目標下,能源供給結構不斷調整,加大風力、光伏發電比例已是大勢所趨。

“雙碳”背景下,能源結構轉型最明顯的特點就是火電比例降低、新能源比重提升。因此,傳統能源企業積極轉型布局新能源賽道,以此來應對碳達峰之后的傳統能源市場萎縮。

“除去傳統的煤電發電,近兩年來,我們已向光伏、風電等新能源發電領域拓展,帶著株洲的風電整機制造的優勢,為風電項目提供建設與運營一條龍服務。”龍維智說。

2021年12月,由大唐華銀株洲發電有限公司建設和運營的醴陵市明月山風電場一期11台風機已並網發電,今年7月底,另外9台風機也將並網發電,屆時該風電場年發電量可達到8000萬千瓦時。

不僅如此,與中車株洲所“牽手”后,帶著株洲風電整機制造的優勢,大唐華銀株洲發電有限公司正走向全省開展業務。目前,由大唐華銀負責建設和運營的衡陽某風電場正在籌建之中,這也成為該公司轉型以來外接的第一個新能源風電項目。

龍維智表示,在“碳達峰、碳中和”戰略背景下,我國正明確構建以新能源為主體的新型電力系統,無論是為了解決自身發展困境,還是順應行業發展趨勢,火電企業轉型都勢在必行。

做塔筒一年營收8億元

作為風力發電機組的重要支撐,風電塔筒的“強壯”程度,決定著風電機組是否能夠良好運轉。

安靜坐落在蘆淞區董家塅高科園內的湖南利德金屬結構有限責任公司(以下簡稱利德金屬),就是株洲市市風電產業鏈上補齊塔筒環節的重要企業。僅塔筒這一項,該公司去年的營業收入就達到了8億元。

利德金屬是中國能源建設集團湖南火電建設有限公司下屬的全資子公司。2009年起,敏銳捕捉到新能源市場的風向變化,利德金屬正式進入風電塔筒行業,並於2014年入駐董家塅高科園。

從原本的鋼結構行業進入風電塔筒行業,利德金屬用過硬的質量體系,打開了市場。郴州仰天湖風電場、重慶石柱楓木風電場、錫林郭勒盟阿旗225MW風電場、湛江徐聞600MW海上風電場……從省內到省外,從內陸到海上,如今,全國已有80余個在建或已投產的風電場用上了利德金屬的風機塔筒。

近年來,該公司積極與國際標准接軌,先后通過了中國船級社質量認証、安全及環境管理體系認証、歐盟鋼結構焊接體系認証,使產品質量建立在穩定受控制的質量活動中。

“根據風電場的裝機容量及需求來設計,塔筒最輕的重量也有290噸。我們迄今為止做過最重的項目,是匹配13MW風電機組機型,塔筒重量達到了800噸。”利德金屬公司副總經理張晉介紹。

為此,利德金屬也開始在全國布局產業。目前,該公司位於吉林省鬆原市的北方分公司,設有2條塔筒生產線,目前月產量約20套陸上風電塔筒,塔筒年產量達7萬噸﹔位於江蘇省泰州市的華東分公司,擁有2條海塔生產線,每月可生產海上風電塔筒15套以上,塔筒年產量達8萬噸。同時,廠區還配有貨運碼頭、船塢及港池,可停靠萬噸級船舶。

“去年,公司僅風電塔筒業務,全年營業收入達到8億元,佔公司總營收接近8成。”張晉說,而今年,該公司也已有4億元的訂單在手,且均將在年內交付。

風電葉片的全國第二

風電葉片是風電機組將風能轉化為機械能的關鍵零部件,佔風電整機成本約 15%至20%,僅次於塔架,是一個由外殼、主梁、腹板、基體、芯材等構成的薄殼結構。

今年3月,由時代新材自主研制、蒙西分公司生產的TMT185葉片正式下線,葉片長度91米,是當時國內已下線的最長陸上風電葉片。這也標志著,時代新材在葉片的設計能力、制造能力等方面,都走在了行業前端。

作為風電領域的龍頭企業,時代新材的風電葉片業務近年來發展迅猛。聚焦風電葉片“大型化、輕量化”發展趨勢,該公司持續調整產品結構,重點上線146等大葉型,開展了一系列產品創新。

比如,開發了首款TMT72.5海上葉片,擁有全新的結構及防雷系統﹔聯合開發了161B碳纖維拉擠葉片和國內最早的3.XMW“70米+”葉片,應用高模量纖維解決超長葉片提高剛度的技術難題﹔國產PET材料開發建立了葉片部件級的評估能力,通過第三方權威認証﹔率先研發生產了海陸兩用風力發電葉片等等。

今年以來,時代新材仍然保持了風電業務的領航式增長,一季度實現風電葉片收入13.88億元,同比增長7.8%,佔總營業收入比例達36.51%。

公開資料顯示,未來,在技術方面,時代新材仍將立足低風速及大兆瓦級葉片市場,緊跟“三北”和“雙海”發展動態,全面實現風電葉片的國際化。針對中部、中南部低風速區域,重點開發以4MW及以上級別的葉片配套,包括進一步的輕量化降本﹔對於三北地區,重點開展大功率大風輪直徑葉片的研發﹔持續深化雙海策略,培育海外葉片出口研發團隊。

考慮到國內外競爭格局,時代新材也正在積極尋求新的增量,通過國內外基地建設支撐本地配套。目前,該公司擬自籌資金人民幣7316萬元,在吉林省鬆原市投資成立全資子公司,以東北地區為中心向外輻射市場,負責時代新材風電葉片產業在該區域的生產、銷售等業務,計劃新建4條5MW及以上風電葉片生產線,項目達產后將形成240套/年的葉片產能。“海外,將優先考慮在越南等東南亞國家及地區建設生產基地。”時代新材風電產品事業部副總經理李棒說。

一張“網”將站上“風”口

風電具備與煤電市場競爭的實力

在以新能源為主體的新型電力系統構建中,株洲又該如何“御風前行”?

“風電、光伏等新能源一定程度上‘靠天吃飯’,具有波動性、間歇性等特點,未來大規模高比例接入,如何保障電力穩定供應並且實現高水平消納利用,是業內比較關注的問題。”大唐華銀株洲發電有限公司新能源部負責人王一旭說。

目前株洲的風電資源主要集中在南部地區,當地的風能資源更為豐富,但株洲用電負荷區主要集中在醴陵市、株洲城區范圍,要實現“南電北送”,將風電充分利用,就要加強電力基礎設施建設。株洲是全省用電高負荷中心之一,用電需求量大、負荷區集中。這既是株洲的現狀,也為未來提供發展空間。“一旦打通整個風電建設、發電、用電網絡,株洲的電力能源結構將迅速得到優化,形成良性循環。”

近幾年風電行業的快速發展,分散式開發成為主要模式之一。這很大程度上得益於政府在政策上的鼓勵和支持,如上網電價保護、強制並網、電價補貼及各項稅收優惠政策等。

“要真正開發好分散式風電,還必須破解審批流程復雜、電網接入要求不明確、融資難、征地更難等現實問題。”王一旭說。

隨著“千鄉萬村馭風計劃”的開展,分散式風電的大發展將打開風電成長空間,分散式風電潛在市場空間達到1000GW,國內風電產業將明顯受益。

風機“換代”提上日程

近日,位於遼寧省的華電彰武“上大壓小”等容替換項目完成首台吊裝。該項目的58台850kW舊機組,將全部更換為12台由中車株洲所提供的WT4000/D160/H100型4MW機組。這也是中國中車首個“上大壓小”風電項。

“上大壓小”,簡單來說就是上大發電機組,關停小發電機組,主要目的是降低能源消耗,減少污染排放,壓縮落后生產能力。

當前,我國風電裝機已達3.28億千瓦,在役機組數量超過15.5萬台,以運維技改、性能升級、退役回收為主要需求的后市場業務急速攀升,成為“十四五”乃至“十五五”期間實現我國風電高質量發展受業內關注的話題之一。

2021年3月,國家能源局提出《關於2021年風電、光伏發電開發建設有關實現的通知(征求意見稿)》,提出啟動老舊風電項目技改升級,鼓勵業主單位通過技改、置換等方式,重點開展單機容量小於1.5MW的風電機組技改升級。同時,鼓勵並網運行超過15年的風電場開展改造升級和退役,並明確了改造升級項目補貼具體方案。

華電彰武、康平兩個風電場安裝的850kW風電機組,於2006年投運,至今已運行16年,設備維護成本逐年增加,風機可利用率持續下降。在此背景下,遼寧華電新能源公司結合區域公司開始大力推進新能源項目開發的積極戰略,充分研究政策要求,優化現有風場資源,提出老舊風機等容量改造思路。

緊跟時代發展脈搏,依托中國中車與華電集團戰略合作伙伴的深厚基礎以及中車株洲所的技術方案優勢,雙方迅速完成技術協議談判,確定了交付計劃。

據悉,改造升級后,所有新機組並網后預計年平均上網電量約1.5億千瓦時,利用小時數達到3200小時。該項目的成功實施,不僅解決了項目本身的發電效率及經濟收益問題,同時響應政策,對老舊風場改造、區域調整電源結構、促進風電可持續發展等區域性乃至全國同類項目建設,均提供了全面的可參考依據和實踐經驗。

此外,中車株洲所此次協同青山綠水(天津)公司,還在工程項目拆除過程中的環境保護、居民影響、基礎復綠、固廢處置等一系列事項中進行了創新探索,為后續風電場大規模退役后的綠色拆除、處置等工作積累了寶貴經驗。

2021年以來,“上大壓小”的風電場改造正在掀起高潮。有研究顯示,“十四五”期間,國內運行時長超過20年的老舊風電場規模約900MW,運行時長超過15年的老舊風電場規模將超過3萬MW,風電升級改造市場空間廣闊、潛力大。

對於風電企業來說,這將是一次新的市場機遇。深耕風電領域16年,目前中車株洲所已擁有1000余名運維工程師,200余座風電場、9300余台風電機組,正朝著提供大型風、光發電裝備全生命周期服務系統化解決方案引領者的目標前行,全面布局風、光發電裝備的智能診斷、技術升級改造、檢驗檢測、部件維修、備件銷售、風電場運維運營、既有風電場機組升級、培訓咨詢等業務領域,引領清潔能源服務發展,智驅綠色可持續未來。

運維市場正在“打開”

2021年8月20日,經全球風能組織GWO委托授權,北京鑒衡認証中心向株洲時代新材料科技股份有限公司(以下簡稱時代新材)頒發了GWO BR(Blade repair training)葉片維修培訓服務認証証書。時代新材成為亞洲第一家也是目前唯一一家獲得該認証的風電葉片制造企業。

為了拿到認証,時代新材從去年從1月起即成立了專項工作組,在中車株洲所時代學院的統籌策劃以及中車株洲所風電的支持下,項目組完成了8份體系文件的編制、開發了22門葉片維修培訓課程(課程時長累計達4200分鐘)、建立了2個實操培訓道場(涵蓋74種設備設施、七大類葉片維修活動),以及儲備了6名葉片維修模塊的內部培訓講師。最終才通過了專業審查,一舉拿下証書。

“十三五”以來,隨著出質保的存量風機逐年增加,風電運維市場逐漸升溫,截至2020年國內市場理論上出保風機數量超過8萬台,容量超過140GW。這樣龐大的存量資產運行,必然會產生龐大而多樣化的運維需求。

目前,運維市場上的葉片維修企業能力參差不齊,對業主而言運維風險陡增,所以建立規范的葉片缺陷分級和維修標准,規范化培養葉片運維人才成為行業可持續發展的重中之重。

從2021年起,時代新材風電產品事業部成立了售后運維事業部,將原有的市場、技術、服務模塊進行更深度的細分和拓展,進一步提高葉片售后運維能力與質量,一方面自主建立內部葉片運維工程師的技能分級培養與認証體系,一方面積極參與全球風能組織GWO葉片維修培訓服務資質認証,與國際葉片維修標准接軌,推動國內葉片運維行業標准的建立和缺陷維修能力標准化、規范化。

當前,時代新材的運維業務板塊採用區域管理制度運行,已設立華南、華中、華東、西北、華北、東北六大葉片售后服務站,並設置有相應的備品備件儲備庫,同時,可提供葉片檢修、葉片技改、葉片培訓咨詢等多項服務。

以葉片檢修為例,時代新材已建立了完善的葉片損傷分級標准,並基於該公司葉片售后服務信息化平台,建立了葉片維修標准化流程以及葉片維修數據庫,做到維修數據可追溯。從2009年至今,已累計完成超過1萬支葉片的常規維修,數百支葉片的技術性維修。葉片技改方面,2013年至2020年僅抗冰葉片(系統)裝機已完成99套,產值超過1.5億元。

目前,依托湖南株洲的生產基地,時代新材可開展風電葉片制造和維修相關理論和實操培訓,令學員掌握風力發電機組葉片檢查能力、制定維修方案,並執行維修工作,為中國各地區風電從業人員提供重要的培訓資源。(高曉燕、易蓉)

(責編:唐李晗、羅帥)

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