海上风机大型化不仅能够摊薄风机制造、建设安装以及后期维护成本，而且采用了更加先进的设备，发电效率也将有所提高。但更高的单机功率意味着更高的塔筒高度、更高的轮毂高度以及更长的叶片，大型化风机也不得不面临着更高的运输成本以及吊装难度。大功率海上风机需要更大的海上风电安装船，而海上施工难度本就很高，还要面对复杂的海洋环境。
海上风电补贴退坡在即，投资成本仍相对高企的海上风电行业也走到了关键时期。如何降低度电成本、提高竞争力？目前的行业共识是，海上风机大型化是降低海上风电度电成本的重要一环。
截至目前，全球海上风机最大单机功率仍为15兆瓦，在海上风电基本实现平价的欧洲市场，瑞典公布了最新100万千瓦海上风电场的建设计划，其中一个方案显示，将应用单机功率达20兆瓦或以上的海上风电机型，最高风机高度不超过340米，引发业内猜想，海上风机大型化时代已经来临？
（文丨中国能源报记者 李丽旻）
单机功率连年上涨
“海上风机大型化的好处一是在于能够摊薄风机制造、建设安装以及后期维护成本，二是更高容量的海上风机往往使用更加先进的设备，发电效率也将有所提高。”某新能源行业协会专家告诉记者。
行业研究机构睿咨得能源在其报告中分析指出，尽管更大容量的海上风机制造成本相对更高，但使用更高容量海上风电机组的话，基座以及海缆等其他配套设备数量也将有所下降，从长远来看，大型化风机将有利于降低海上风电场总体投资成本。
多重优势加持下，近年来，全球海上风机平均单机功率已出现了显著上涨。据国际可再生能源署发布的数据，在2000年至2019年期间，全球海上风机平均单机功率已从1.6兆瓦提升至6.5兆瓦。
据中国风能协会发布的数据，2019年我国海上风电发展已明显提速，截至2019年底，我国所有吊装的海上风电机组中，单机容量为4兆瓦的机组累计装机为293万千瓦，在总装机量中占比达到41.7%，同时，4.0-4.9兆瓦机组占比为55.5%，5兆瓦机组占比为17%。在2020年、2021年两年间，6-8兆瓦风机也陆续下线，我国新增海上风机功率正逐年上涨。
主流企业一致青睐大风机
记者了解到，国内外主流风机制造商均已发布了大型化海上风机布局规划。2020年5月，风机制造巨头西门子歌美飒发布了15兆瓦风机，总计高度将达到220米左右，据该公司称，15兆瓦机型预计将在2024年前后实现商业化生产。今年2月，全球风机巨头维斯塔斯推出V236-15.0兆瓦海上风机，叶片长达115.5米，也是目前全球最大的单机叶轮扫风面积的机型。另外，由风机制造商GE生产的12兆瓦风机也已正式投入了使用。
在国内，10兆瓦及以上容量机型的研发也如火如荼。2019年，整机制造商东方电气宣布研发完成10兆瓦海上风机，并于今年在福建正式并网发电，创下我国目前单机容量最大、叶轮直径最长的纪录。与此同时，金风科技、上海电气等整机制造企业也在大容量海上风机领域有所布局。
大型化潮流势不可挡，但在业内看来，将“10兆瓦+”风机投入大规模使用，却不是一蹴而就的事情。
“从目前情况来看，不论是10兆瓦还是15兆瓦风机，都还没有进入批量化生产阶段，即使是最早开发海上风电的欧洲，也没有实现大功率风机的大面积应用，而20兆瓦风机很可能只是处于概念阶段。”上述行业专家告诉记者，“企业针对大兆瓦机组的布局肯定都是提前布局，但实际应用肯定还存在一定的滞后。”
配套产业尚未跟上
“更高的单机功率意味着风机将有更高的塔筒高度、更高的轮毂高度以及更长的叶片，大型化风机也不得不面临着更高的运输成本以及吊装难度。”上述业内专家指出，“大功率海上风机需要更大的海上风电安装船，而海上施工难度本就很高，还要面对复杂的海洋环境，这些因素都将成为大兆瓦海上风机应用遭遇的‘短板’。”
此前，多家行业研究机构统计称，全球海上风电安装船尚不足以满足各国海上风电装机需求，能够满足15兆瓦或以上机型运输及吊装需求的海上风电安装船更是紧缺。在去年我国海上风电“抢装潮”期间，海上风电安装船价格一度暴涨至千万元量级，甚至推高了海上风电项目成本。
“大兆瓦海上风电机组的大规模应用需要海上施工、海上船舶等行业的支持，从目前情况来看，高质量的海上风电安装船数量是否能够满足国内很可能还是未知数。”上述专家称，“海上风电尚属新兴行业，要实现海上风电全产业链协同发展，首先还是需要海上风电行业本身进入高速发展通道，实现度电成本的下降，让上下游各行业看到海上风电有足够大的市场空间和发展速度，有前景才会有投入。”
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