金风科技翟恩地:海上风电竞价上网技术降本增效措施
2019年10月21-24日,2019北京国际风能大会暨展览会(CWP2019)在北京隆重召开,大会主题“风电助力‘十四五’能源高质量发展:绿色、低碳、可持续”。自2008年首次在北京举办以来,已连续举办11届,成为北京金秋十月国内外风电行业争相参与的年度盛会。
10月22日,CTO论坛在新国展召开。金风科技总工程师翟恩地出席论坛并发表演讲。
以下是发言内容:
翟恩地:我是翟恩地,金风科技总工程师,今天很高兴跟大家进行分享。
风电是长跑,不要太着急,中国的海上风电一样要有耐力。“十二五“期间的海上风电并没有突飞猛进的发展,真正发展起来是在”十三五“期间,特别是最近两年核准的项目比较多,而真正的吊装量也并不多,在抢装潮下预估每年能够新增吊装200多万千瓦,去年新增160多万千瓦,今年将突破200万千瓦,截止2019年底累计也就600~700万千瓦。就中国这样一个大国而言,占比还是非常小的,所以说中国的海上风电目前仍处在起跑阶段。
今天我们是CTO论坛,我的观点是各主机厂家一定要联起手来,在技术上如何通过五年的时间,努力把海上风电做到“平价“。我认为主要是从两个方面,一个是主机,一个是工程,”主机“方面在本次风能展讲得比较多,这里我主要从”工程“的角度来给大家分享一下我的观点。
这条上网电价路线预测图不是官方的,这个是中国海上风电协会预估的一个数据,大家不要拿2025年每千瓦5毛钱当成标杆,也有可能是4毛5,因为海上标杆电价谁都不知道,煤电也在变,我们可以拿5毛钱作为一个奋斗目标,能不能到2025年将海上风电电价降到5毛钱,循序渐进往下退坡,主要从这个依据讲。降价目标有了以后我们就要分解任务,每个整机商或者每个设计院对这张海上风电成本构成图多多少少数据不完全一致,但是大体趋势是一样的,也就是说在CAPEX里面,每个项目都是不一样的,我们的基础从材料、设计、施工、安装加起来应该占到30%左右。当然还有一些财务成本和项目管理成本,OPEX大约占到25%,目标分解完后,接下来就是如何做到降本。
为达到预期平价上网的水平,同时要确保项目全投资财务内部收益率不低于10%,以III类风区为例,上网电价从2020年的指导电价0.75元/ kW·h逐年以0.05元/ kW·h的水平降低至2025年的0.5元/ kW·h,需实现年等效利用小时数逐年以100小时的速度递增,风电场单位千瓦投资要降至低于9000元/kW才能实现,其中与机组有关的工程因素可以提供2250元每千瓦的贡献。
海上风电全生命周期成本构成复杂,平准化度电成本(LCOE)指标的重要程度日益凸显。想要获得最优的LCOE,需要在提升发电量的同时对机组、工程和运维进行全方位优化和管控,以实现全生命周期度电成本的降低。
金风科技在全球设有7个研发中心,2000多名研发工程师,致力于新技术开发从而降低度电成本,凭借iDO和iGO平台,协同联合开发商、设计院、施工单位通过推动海洋工程与运维技术革新降低施工与运维成本,在这方面积累了大量的经验。因此要想实现海上风电的平价化,整机商可以主要通过海上机组、海上工程、海上运维三大块去努力。
提升机组发电量,如何提升发电量是长期以来每个整机厂商研究的课题。对金风而言,在通过大兆瓦、大叶轮机组开发,利用Etop技术降低电缆损耗的同时,对叶片、风机传感及控制、柔性功率控制、风电场群智能控制、柔性直流以及未来其他新技术的研究,通过机组技术创新提升整场发电量。
降低初始投资,目前行业内普遍认知,海上风电在工程领域安全冗余过多。未来几年,需要提高工程设计优化与施工技术,降低海上工程建设成本。
通过工程设计优化降低CAPEX。金风打造了iDO(integrated Design Offshore)支撑结构整体化设计方法和平台,打通整个支撑结构的设计环节,优化风电场支撑结构设计。这套方法目前已应用于个别项目,可降低极限载荷10%以上,水深超过25米区域疲劳载荷降低可达到30%。
通过工程施工优化降低CAPEX。海上风电施工窗口期受天气影响很大,不同时间段开始施工对工程成本将带来不同影响。金风建立了专业的工程施工技术团队,对施工窗口期进行量化分解,核算各个窗口期的施工时间与成本。同时通过开发吊装工装(如单叶片吊具),大大提高风机吊装窗口期时间。
降低海上运维成本,金风开发了iGO(intelligent Goldwind Offshore)海上风电智能管理系统,通过智能化运维技术能够及时分析处理气象、海洋波浪、潮涌、流等数据,精准规划航线和航行时间,有效提升了运维效率,提高机组发电量。除智能化运维管理外,还可利用运维船舶设备提高运维效率,利用区域化运维管理技术降低运维成本,并且借助海上风电安全技术培训一体化管理保障运维人员的安全与维护效率。
此外,就是集中连片开发,未来海上风电可通过集中连片规模化开发,降低电力送出成本。深远海漂浮式风机技术探索,海上风电与海洋牧场融合发展、海上风电制氢等应用方式,提升风电场综合价值。
总结一下,大兆瓦风机,叶片新材料、新设计技术、柔性直流,这些风机新技术整机商可以一起往前做,在海上风电支撑结构整体化设计及运维技术方面,需要协同联合开发商、设计院、施工单位,共同推动海洋工程与运维技术革新降低施工与运维成本。
海上风电实现平价化,需要“发、输、配、用”整个环节的综合平衡管理。海上风电平价化,不仅仅是发电侧的任务,同样输变配用环节都需要付出努力,才可支撑这一国家能源转型的平稳过渡调整。今天把这个目标路径从大尺度给大家汇报了一下,总之一句话,未来大家要有信心,整机商肩负着重要的责任与使命,我们全力以赴,谢谢大家。
(根据演讲速记整理,未经演讲人审核)