远景Model Y 平台首发的EN-200/7.0MW、EN-190/8.0MW两款机型,能否成为2022 年、2023年海上风电符合平价预期的里程碑?
2021 年的海上风电,一边是锁定政策电价情境下的“抢装”,一边是去补贴焦虑伴生的平价预期,执着于海上风电的人们,渴望更深、更快的度电成本下降幅度。
大咖们预测,我国海上风电有望于2025年实现平价。笼统地说,是基于欧洲海上风电降本的幅度和我国陆上风电的降本逻辑,指望更大功率的海上风电机组,更期待时间带来技术进步。
然而,对于那些只争朝夕的“海上风电人”而言,2025年的平价是解不了近渴的“远水”,即便2022年的海上风电失去了“国补”,他们也要自主推进竞争态势下的项目开发进度,但难度超乎想象和认知。“面朝大海,2022年的海上风电不是春暖花开,而是冰霜到来。”一位海上风电开发企业的高管告诉《风能》,“我做梦都想海上风电平价破冰,梦做多了,我开始怀疑自己是不是得了强迫症。”
不过,如果这位高管看见整机企业的努力,就会相信2022年、2023年定会有海上风电平价破冰的机组矗立在某个海域,正如2010年横空出世的EN-87/1.5MW低风速智能风机一样,忽然就改变了中国风电的开发格局。
海上机组去哪儿
针对山东、广西等低风速近海浅水海域,及江苏等中低风速浅海海域,高电量是实现平价的关键因素。EN-200/7.0MW相比当前抢装的5.XMW级别机组,单位千瓦扫风面积提升了15%,同时机组带来风轮升高与尾流降低,可以综合提升电量15%。7m/s低风速场址整场满发平均可达3100小时,7.8m/s中低风速场址整场满发平均可达3700小时,度电成本根据行业整体走势乐观预期可降20%-30%。
一个40万千瓦近浅海低风速项目的开发团队研判EN-200/7.0MW机型及其应用场景后,认为近海范围平价可行性比较高,较大扫风面积的机型更有利于平价预期的达成。背后的逻辑也不难理解:更低风速下,更大的单位千瓦扫风面积是电量收益的基础保证,但是过大的风轮直径又会呈指数推高塔筒、基础重量和吊装等配套工程的造价,在当前技术水平下,论证的结果显示EN-200/7.0MW刚好在高电量与适当造价平衡点,是这个场景下收益相对突出的机型方案。
这种场景下的工程造价较低,但低造价绝不是低质量,工程价值链上的所有参与方是“命运共同体”,项目能做成大家才有得做,让利成就项目几乎是不二的选择。据上述团队运用工程模型推演,以广西海域平价线预测,除了塔筒、基础造价因为机型的选择显著下降之外,海缆、升压站、施工等维度都承担不同程度的成本降幅,平价的可实现性才有保障。
EN-200/7.0MW机型去广西、山东、江苏等海域,而EN-190/8.0MW机型最适用的则是广东和浙江的海域了。
由于受地质、水深及台风的影响,广东、浙江海域的塔基造价非常高,大功率机组是有效降低工程造价的直接手段。问题在于,海工设备的限制和台风机型工况载荷的不确定性导致大功率机组的风轮究竟大到何种尺寸能恰到好处,成为一个合情合理的科学问题。综合来看,在这两个省份的海域建设风电场,年平均风速低、离岸距离远的海域,短期内实现平价的难度还是比较大的。因此,这两个省份相对较高的风速或者离岸相对较近的海域成为平价首先可能实现的项目开发区域。
一台机组抗台风不是靠钢铁的强壮来死扛,而是需要更优、更主动的抗台风策略。道理很清楚,但怎么优化抗台策略,却是一连串的技术升级、载荷优化、材料优化、结构优化的诉求,每个环节的背后代表着相当的投入和相应的收获。远景Model Y 平台的EN-190/8.0MW机型,在优化抗台风策略后,可以做到安全且更经济。
针对广东、浙江等中风速、中等水深造价的海域,EN-190/8.0MW相比当前抢装的5.XMW级别机组,在接近的电量水平下,单机容量提升54%,40万容量场址可以减少机位数量23台,结合远景先进载荷优化最优塔基造价,综合BOP预期可同比降低40%,度电成本根据行业整体走势乐观预期可降30%-40%。这组数据背后的道理其实不难理解,大直径风轮在高极限风下载荷增加显著,因此,如果更大的风轮不能获取足够的电量来补充高极限风给其带来的基础塔筒造价的增加,那么就失去了追求更大风轮直径的意义。同时值得注意的是,更大的风轮必须要用更高的塔筒来配套,而更高的塔筒由高极限风所导致的造价增加是更加难以承受的。开发团队反复论证的结果显示,EN-190/8.0MW是这个场景下最优的机型方案。
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