2021年12月國家能源局發(fā)布《風(fēng)電場改造升級和退役管理辦法》征求意見。為老舊機(jī)組的技改升級提供了明確可循的政策支撐。
由于早期風(fēng)電機(jī)組的技術(shù)水平限制,風(fēng)資源的利用率并沒有發(fā)揮到最大水平,隨著風(fēng)電平價的全面鋪開,風(fēng)電葉片技術(shù)迭代速度加快,針對老舊風(fēng)電機(jī)組的葉片技改升級進(jìn)入行業(yè)視線,衍生出包括氣動性能改造、葉片延長等多個類型的性能提升服務(wù),成為當(dāng)前風(fēng)電領(lǐng)域研究的熱門課題。
近年來,陸上風(fēng)電兆瓦級葉片長度從50-60米增長至80-90米。有專業(yè)機(jī)構(gòu)測算顯示,早期70米的葉片延長至80米左右,對應(yīng)的發(fā)電量提升數(shù)據(jù)可達(dá)4-5%。但從切實執(zhí)行過的項目經(jīng)驗來看,葉片延長還存在非常多的問題和漏洞,涉及知識產(chǎn)權(quán)、安全性風(fēng)險、施工安全以及評估效果等多個方面。
展開來講,一些非孤兒機(jī)組的產(chǎn)權(quán)、早期國外品牌的葉片設(shè)計資料,這些圖紙、文件包括后期的改造設(shè)計均需正規(guī)授權(quán)才可以使用,當(dāng)前市場上的多數(shù)技改服務(wù),在葉片改授權(quán)方面還存在很大的不確定性。
安全性上,葉片的改動涉及到載荷安全性、主控程序更新、葉片主體強(qiáng)度安全、對變槳系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)的影響也要考慮在內(nèi)。尤其是葉片主體以及粘接部分的安全性問題,保證延長節(jié)固定不脫落,還沒有完美的解決方案。
葉片技改牽一發(fā)而動全身
“葉片技改可謂牽一發(fā)而動全身。所以業(yè)主方要具備一定的甄別能力,形成對葉片技改的供應(yīng)商篩選、前期設(shè)計評估、中期安全監(jiān)督,以及后期效果評估的能力?!睒I(yè)內(nèi)專業(yè)人士提醒指出。
不過,與以上問題隱患相比,葉片延長效果并非行業(yè)預(yù)估的那么顯著,才是這個行當(dāng)最致命的。
不只一位從事風(fēng)電運維的專家表示:“葉片技改對于提升風(fēng)電機(jī)組發(fā)電量來說比較有限,相對于機(jī)組本身的低效原因來說只是錦上添花。”
單就延長一項來說,曾有技改從業(yè)人士向筆者透露:“針對發(fā)電量提升需求而言,葉片延長處理效果并不顯著,但相較于更換葉片的重大投資而言,延長確實是‘兩利相權(quán)取其重’的一種方式。”他表示,更換葉片對于提升發(fā)電量的效果在10-20%之間,因機(jī)組個體差異以及風(fēng)資源情況,實際發(fā)電量的提升空間差距很大。
同時,資本回收期也是橫在葉片技改面前的一道坎。一般而言,葉片技改投資回收期約為4-5年,長的甚至7-8年。
據(jù)CWEA數(shù)據(jù),截至2020年底我國風(fēng)電裝機(jī)1.0MW以下機(jī)組占3.1%、1.5-1.9MW(幾乎全部為1.5MW機(jī)組)占31.1%。也就是說,1.5MW及以下機(jī)組占比接近35%,且大部分集中在2010年裝機(jī)。對于已經(jīng)運行超過10年左右的1.5MW及以下機(jī)組而言,是否還有延長或更換的必要?
寧夏發(fā)布的《關(guān)于開展寧夏老舊風(fēng)電場“以大代小”更新試點的通知》中,1.5MW及以下、連續(xù)多年利用小時數(shù)低下的機(jī)組,被鼓勵作為優(yōu)先開展試點的對象。
一旦1.5MW以下機(jī)組的以大代小形成趨勢,針對葉片延長類的業(yè)務(wù)無論從可行性還是經(jīng)濟(jì)性上來說都不是特別占優(yōu)勢。有專家表示,在當(dāng)前這個空檔期內(nèi),機(jī)組葉片延長等技改服務(wù)可能還有2-3年的市場時間。
不如先聚焦這個世界性難題
如果數(shù)說葉片延長不是提升發(fā)電量提升的必選項,那么葉片覆冰絕對是造成發(fā)電量損失的關(guān)鍵,而且是困擾業(yè)界的一個“世界性難題”。
風(fēng)電機(jī)組在零下以及零度運行時,遇到潮濕的寒冷空氣、冰雪、雨水、鹽霧,特別是遇到過冷卻水滴時,就會發(fā)生凍冰現(xiàn)象。葉片覆冰后會產(chǎn)生很大的危害,對于年發(fā)電量的損失少則達(dá)1%-10%,惡劣地區(qū)達(dá)到20%-50% 。
“目前業(yè)內(nèi)防除冰技術(shù)的研究大致為加熱除冰、機(jī)械除冰和涂層除冰三個技術(shù)方向。但當(dāng)前無論是電力開發(fā)企業(yè)、葉片生產(chǎn)企業(yè)、科研等第三方企業(yè)均無綜合效果較好的方案,也無相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。”有專業(yè)人士說到。
空氣加熱和電加熱兩種方案的除冰效果較好,但是前期資金投入較大、施工復(fù)雜且時間較長,還需要解決防雷的問題;機(jī)械除冰無非也就是人工除冰,應(yīng)用比較廣泛但人工操作費時費力,需停機(jī)承擔(dān)發(fā)電量損失。
相比較下來,涂層除冰多為疏水型涂層,是目前施工最簡單、成本也最低的風(fēng)電葉片防除冰方案。目前國內(nèi)已經(jīng)有一些小批量的應(yīng)用項目。
“但在一些項目的應(yīng)用上,疏水涂層也存在一定的弊端,最顯著的是無法完全杜絕表面的結(jié)冰現(xiàn)象,無法持久防覆冰,特別是經(jīng)過幾輪結(jié)冰、融冰循環(huán)后,其抗結(jié)冰能力明顯下降?!鄙鲜鰧I(yè)人士指出。如何解決風(fēng)電葉片的結(jié)冰問題是一項全球性技術(shù)難題,也缺乏相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和驗證手段,是風(fēng)電葉片技改、提升發(fā)電量水平需要重點攻克的難題。
當(dāng)前,風(fēng)電后市場潛力巨大,但針對葉片的運維技改及技術(shù)創(chuàng)新遠(yuǎn)非行業(yè)感受到的那么樂觀,這也是該行當(dāng)未形成具有競爭力企業(yè)的原因之一。尤其是在目前提前退役、上大壓小的發(fā)展趨勢下,葉片技改正面臨著相對尷尬的發(fā)展局面。
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