浅析海上风电装备产业园的建设

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  在“十二五”期间,我国陆上风电开发有着较快的增长,主要集中在“三北”地区。但考虑到当地电力的消纳能力和长距离的输电成本,陆上风电的开发规模逐渐减少。我国是海洋大国,海岸线长,海上风电资源丰富。东部沿海地区经济活跃,消纳能力大。同时,东部地区的电网容量大,风电接入等基础条件好,风电行业逐渐由陆上风电向海上风电转型发展。国家《风电发展“十三五”规划》提出,“十三五”期间将积极稳妥推进海上风电建设。到2020年,全国海上风电开工建设规模达到1000万千瓦,力争累计并网容量达到500万千瓦以上。伴随着国内海上风电产业的强劲势头,海上风电装备产业园在沿海地区逐渐规模发展。我们从产业园的角度,先了解海上风电装备制造业的自身特性:
  一、国家政策关联化。在“十三五”规划中,我国将发展可再生能源作为一个重要的战略决策,计划到2020、2030年非化石能源消费,包括海上风电,占一次能源消费的15%、20%。大规模发展海上风电将成为国家能源结构调整和节能减排目标实现的重要途径之一。国家能源局近年印发的《风电发展“十三五”规划》、《海上风电开发建设管理办法》,对优化海上风电项目提出了详细的政策要求和指导方针。,江苏、福建、浙江、辽宁、河北等沿海省份已建设开发了一批海上风电场,实现并网发电。广东省有多个项目获得核准或者进入施工阶段。2016年,我国海上风电新增装机59.2万千瓦,并以162.7万千瓦的累计装机一举超越丹麦,成为全球第三大海上风电市场。
  二、产业构成链式化。我们知道,一架海上风机主要由风能收集器、控制机构、传动和支撑部件等组成,包括有塔架、叶片、轮毂、轴承、发电机、偏航系统、电力转换器、制动系统、电缆、紧固件等。粗略划分,海上风电产业的细分领域约有十二类企业构成:开发企业、主机企业、主控系统企业、变桨系统企业、变频系统企业、在线监控监控系统企业、变压器企业、发电机企业、箱柜体企业、电线电缆企业、电源开关企业、其他部件企业。
  三、风电机组大型化。前些年,在上海市江苏省等北部近海和潮间带区域建设的风电机组容量多为2-3MW,现生产制造的海上风电机组为5-6MW等大容量机组,国内外还在积极研发更大容量的机组(如GE?Haliade-X 12MW风机),装机区域由近海逐渐延伸到深海(水深超过50米)。大容量的海上风电机组必然要求设计制造更大更重的机组部件。福清兴化湾300MW海上风电场(一期),总装机容79.4MW,项目投资约14.7亿元,总共布置14台机位,分别安装 6MW机组5台、6.7MW机组2台、5MW机组6台、5.5MW机组2台。
  四、制造安装一体化。由于海上风电机组部件超大超长超重,如6MW海上风电机组的机舱近300吨,叶片长近70米,塔筒直径超7米,无法进行长距离的陆路运输。即使通过水路运输,也会加大采购成本,延迟安装工期。海上风电施工与安装,主要依赖风电工程安装船。传统的海上风机安装方案,普遍采用叶片、风机、塔筒分装式,需要至少5~6艘作業船在海上施工。随着施工技术的提高和工程安装船升级,可在陆上完成安装调试风机(包括风机基础),以浮运的方式运输至海上风电场风机机位,采用负压技术下沉并精确调平安装。故,海上风电装备的制造和施工安装需与海上风场的位置就近完成,提高建设效率,降低施工安装成本,减少建设期安全风险。
  五、研发制造同步化。除上述提及的风电部件日趋大型化,我们还可以看到,我国“三北”地区因本地电力消纳能力弱,风电市场的“弃风限电”无法避免,风电发展的重心必然由陆地转向海洋开发。随着滩涂和近海(水深10-50米区域)风电开发的饱和,海上风电开发也将有近海向深海发展。海洋新能源的开发,将来还包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能和海水盐差能等新能源。
  目前,我国海上风电产业正进入规模化开发阶段,国家和沿海各级政府都出台了海上风电发展规划,各地海上风电产业园(基地)如雨后春笋般开发建设,政府大力引入海上风电开发商、风电装备制造商等公司机构参与海上风电产业园的建设发展。在借鉴国外成熟的海上风电产业园建设经验,总结国内现有的海上风电产业园的成功案例,笔者认为建设海上风电产业园应处理好以下几方面问题:
  1、园区的物理空间容量。海上风电产业链上的制造企业基本都属大型的现代装备制造企业,如整机制造、叶片制造、法兰制造、电缆制造等,需要大面积的生产车间和成品堆场,单个企业一般都需200亩(以上)的项目用地。园区链上企业多,园区总规划面积应不少于2000亩的工业用地,已满足海上风电产业的建设和发展。
  2、园区的岸线码头配置。海上风电装备自生产出来,需就近装配并装船,运至海上施工安装。因主要部件为超大超重超长构件,不能陆上长距离运输,园区需配置专业的作业码头。该类码头不同于物流码头,码头岸线宜200-300米,航道和港池满足载重量5000-10000吨的施工船舶作业。码头区域应划分船舶吊装作业区和安装作业区。吊装作业区配备大型的吊装设备,如起吊机、龙门吊等,吊装重量最好达到1200吨(以上)。安装作业区要有足够的场地,以适应大风机的安装和推放。
  3、园区的作业区域规划。海上风电产业园,可以科学地分为制造基地和运维基地,两个基地可以共用专用码头,或分别设立装配码头和运维码头。制造基地最好细分整机制造区、钢构制造区、机电(电气)制造区和海缆制造区等,在园内交通建设中,可规划运输的多样性(轨道化)和技术性(宽度、载重、空间等)。运维基地应设有船舶停靠泊位和避风泊位。
  4、园区的研发基地建设。研发基地的建设是海上风电产业园的“百年大计”,是园区持续高效健康发展的引擎,是园区核心竞争力的源泉。园区可联合海上风电开发商、制造商等入园企业,与全国的高等院校、科研机构等在园区设计研发中心、孵化中心、技术转化中心等科研平台,形成“以市场带动科研,以科研反哺制造”的产研体系。
  5、园区的第三方服务引入。海上风电市场不仅涵盖风力开发、装备制造、施工安装和运营维护四构成,还有第三方咨询服务市场同样庞大,且对产业集聚、市场辐射和竞争力提升有着重要影响。园区应重视第三方服务的引进,如检测测试、系统设计、智能监控、规划认证、方案咨询等,为科技企业、设计企业和咨询企业等提供适宜的生存发展环境。
  6、园区的全球技术输出。我国海上风电技术目前正追赶世界先进水平,细分领域也正在领先世界,如抗台风机组的研发试用、防锈防腐技术等。新能源(海上风电开发)技术将来必是我国继高铁后的另一张“中国名片”。园区应紧抓这潮流趋势,有战略有规划地建立国际技术交流平台,协助入园企业建立拓展国际市场的管道,建设有国际影响力的海上风电产业园。
  (作者身份证号:430402197008063038)
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