時間:2012年2月23日
地點:皇家大飯店一層宴會3廳
蔣莉萍:各位大家下午好!現在我們就開始我們今天下午的分論壇,我們今天下午第一階段一共是五個發言人,我們有90分鐘的時間,按照會議主辦方的安排,我們希望每個發言人把演講的時間控制在15分鐘左右,我們能夠爭取留一點時間給我們在場的各位聽眾,各位到會的人員一起來探討一下他們關注的問題。我想因為時間關系,可能我們每個演講者后面如果時間允許,就給大家兩個問題的時間,一方面請我們每一位演講嘉賓把時間控制一下。第二我提醒大家,在場的各位出于我們為了大家有一個更加安靜的會議環境,也是出于我們對演講者的尊重,請大家務必把手機關到靜音狀態。下面我們先請我們的第一位演講嘉賓,他是能源電力集團股份有限公司總經理謝長軍先生,謝總在我們業內外是赫赫有名的,所以我們的會議主辦方也沒有準備他的簡歷,我覺得我也沒有必要介紹他的簡歷,下面我們有請謝總來給我們講風電這個崛起的產業他的一些見解和體會,有請謝總。
謝長軍:女士們,先生們,大家下午好!很高興做一個介紹,這個題目很好,一個迅速崛起的產業,這個產業確實很好,朝陽產業,也有很多苦惱。時間關系,我想有些就不講了,現在國際上整個情況大家都清楚,目前中國的裝機是排在第一位,到去年年底是6270萬,這些大家都清楚,我不講了。為什么要說這些數據,就是我們中國雖然是很大,但是我們的比重還是很小,我們連愛爾蘭還不如,中國風電整個裝機容量還不到6%。中國風電這些年取得的主要成績我總結了幾條,第一條就是可再生能源法的出臺為風電發展提供了強有力的法律政策保障,最早是全額收購,無條件的,但是電網公司最近提出來,要保障性收購,有些技術問題,所以就要限電了。
第二,國家風電特許權招標有效降低了風電開發成本,我們09年造價是9320塊錢,10年是8295塊錢,去年大概是7900塊錢,這個造價可能代表了整個行業造價,可能我們造價會比別人稍微低一些。
第三就是規模化帶動產業化,產業化促進規模化,加速了風機制造國產化的進程,這是一件好事,我做風電時間很早了,那時候中國沒有風機只能從國外進口,但是現在中國的風機遍布全國各地,量也很大,現在整機廠也有好幾十家,確實有點投資過熱,產能過剩,不需要那么多。我這里呼吁我們的風機制造業該停一停了,不能再上了。
第四個就是風電裝機連續五年翻番,但是未來幾年不會再翻番了,看來電網的承受和資源的配置還有風機的質量保障有個過程,未來幾年大概每年在1500萬千瓦的數字在前進,到2015年達到一千瓦沒有太多的懸念。去年裝了1800萬,實際投產的只有1200萬。
第五點,確實通過開發以后,培養了一批開發商。龍源作為領頭羊,大唐、新能源、華能新能源,帶動了整個中國風電的發展。風電基本80%還是由國有資產投資,因為它的回報率比較小,民營企業跑馬圈地比較多,真正動手就比較謹慎了。風電也拉動了一些地方經濟的發展,確實風電偏遠地區經濟比較落后,對地方經濟也起到一個帶動作用。
龍源電力是我國風電發展歷史的縮影,我們無論是裝機規模、速度、質量、效益等等基本是跟國家整個大環境是相吻合的。我們首先是風電到去年年底裝機是894.5萬千瓦,排在亞洲和中國第一位,世界排名有望升至第二。我們09年因為風電在香港主板上市,融資177億人民幣,創下了中國境外電力系統融資的一個奇跡。除了國電以外,其他四個發電集團的境外資本第一次在境外融資只融了24億美金,總和加在一起,龍源融了26億,風電給全球的信心,大家有一個很好的認識。
龍源是全過程管理,從前期測風、設計咨詢,設備采購,運行監控,檢修維護,技術研發,專業領域,包括CDM都是自己做,我在龍源當了11年總經理了,我沒干別的事情,就是打造一個產業鏈,但是我沒做風機,我認為風機是制造廠的事,不可能一個企業整個產業鏈都要做,那負擔會很重。
我們的效益也很好,我們設備平均可利用率是97.78%,設備利用小時數是2230小時,去年由于風資源的下降和電網限電的一些影響,利用小時數降到了2026小時,降幅很大。去年由于限電,龍源公司大概損失了100小時的小時數,總的限電量超過了發電量的10%以上,最嚴重的地區內蒙古東部達到了30%,黑龍江吉林達到了20%,還有甘肅等地方,其他地方基本是不限電,限電是各種因素,有電網調度上的一些原因,我想如果電網調度上能夠提高意識,我們在經濟利益上做些調整,就會好一些。去年限電大概損失了50億人民幣,我跟電網某個領導開玩笑,我說把這50億分一半給電網,限電可能就沒有了。
我們除了風電陸地以外,龍源還開發海上,現在在江蘇如東建成13.1萬千瓦海上風電廠,成為全國最大的海上風電廠。除此以外,我們還在考慮內陸地區的風電開發,剛才講的這些地區風資源很好,但是電網結構有問題,高海拔風電項目正在建設,這個可行的,我們在云南、貴州已經建成一些風電廠,在安徽建成25萬風電廠,風速70米高層的速度大概在六米二左右,它的造價大概在八千塊錢左右。它的小時數大概在1900小時,這樣倒算過來六毛一的電價,股本金的回本率會超過12%,這種風電不會多建,因為畢竟它的經濟效益有限,電量也有限。我們國家不限電應該在2200小時,1900小時不到平均數。
目前風電成績很好,但問題也不少,最大的問題就是風電的接網和消納問題。風資源遍布在內蒙古、甘肅、新疆、東北三省這些遼闊的地區,但這些地區的電網結構比較薄弱,負荷也不很好。當地能消納是有限的,只能靠外送,現在外送通道國家正在規劃建設,但需要一個過程。目前風電的發展速度受制于電網的建設,路上跟同志們在聊天,電網這兩年加快了外送通道的建設,同時充分認識到了這個問題的重要性,所以電網現在的積極性很高,而且他們也有信心。我認為有三到五年的時間,中國的風電會解決很大問題,十三五中國的風電發展會上一個很大的臺階。大家看報紙介紹,最近新疆要建三條通道,如果這個能建成的話,哈密地區就可以很快建起來。
第二這是一個很頭疼的事情,當然這是一個過程,目前中國風機制造業量很大,數很大,但整個質量還不盡人意。最近一兩年連續出現了多次事故,燒毀、倒塔等等,我們目前風機的質量還有一個很大的問題。這里并不是說所有的風機都不好,我們龍源在全國用六七家風機,這七家我個人認為好一點,沒有出太大的問題,其他的我們沒敢用。這里最主要的問題就是中國風電風機制造業發展太快,換句話說就是以我們那幾位制造業的老板們他們野心太大。剛剛做好一千五,回頭就想三千,三千樣機還沒有運行幾天,就想搞三兆六兆了,我看了看好象制造廠沒怎么來人,應該注意一下了,掌握一個節奏。風機不是越大越好,要可靠,要可行。歐洲人搞1.5兆瓦的風機大概搞了15年,三兆瓦搞了十年,六兆瓦也搞了好幾年,有人提出咱們搞十兆瓦了,這個太快,大躍進了。現在我們1.5兆瓦風機是主力機型,我這里呼吁我們這個行業還是要控制一下速度,保持一個質量。我不管別人,我買風機是很苛刻的,我一定要看它的業績,看它的可靠性。龍源效益比較好的原因就是我們風機質量比較好。
第三個問題,這件事我看地方政府也沒有太多官員,就是地方保護太嚴重。我有資源,你要來我這兒建廠,你一定要用我的風機,這是一個惡性循環。你選擇風機,制造廠質量好也行。我舉個例子,我們在一個縣里建立了兩個風機制造廠,過去沒做過風機,他要求你在這里建,一定要用我的風機,這就很麻煩。地方政府權力大,我也沒辦法,最后我跟他談判,談到最后的結果,你用我一半,我只能先忍忍了,所以地方保護是個大問題,風機本身是個高端產品,在一個縣城連基本的制造能力都沒有,連螺絲釘都做不了的地方,你做風機,另外地方為了GDP,我拉了多少業績來,確實不好,我也很生氣,我也得罪了不少縣太爺們,但是沒辦法,我有時候也得屈服他。但是這對中國的風機制造沒有好處,我接待過江澤民主席,接待過吳邦國委員長,我都直言這個不行,但是現在好象沒有人管,中國自由開放慣了。
海上風電開發秩序還有問題,這主要是國家海洋局和國家能源局意見不統一,這個不說了。
未來我認為發展勢頭還是比較好,還是很快。至少有兩條,一個是胡主席的承諾,一個是溫總理表態,我們非化石能源占一次能源消費要到15%,沒有風電達不到這個指標,我們核電要慢起來,太陽能造價又太高,只能靠風電。所以風電必須大發展,不管什么原因,而且現在電網也表態了,積極建設通道,“十二五”一個億,我預測未來這幾年你們要有資本運作機會的話,你們去考慮風機制造兼并的收購,肯定會整合的,太多了,多的實在數不過來,我現在數不清楚到底有多少。
第三個就是海上風電進入實質性開發階段,15年500萬應該能完成,我去年搞了15萬,未來三年可能會多一些。
最后是風電行業需要轉變了,一是從追求發展速度向追求發展質量轉變。我們中國風電大國,但絕不是強國。我們的質量應該說還是有問題的,去年中電聯統計我們風電利用小時數是1900小時,但是別忘記他統計的是我們裝機容量是六千多萬,統計的是已經發電的四千多萬小時數,如果把六千多萬算起來,就是2200小時。第二個就是追求裝機容量向追求風電電量來轉變,未來風電還是要電量,至少在1800小時的風電就不要去建設了,過于低風速的地方就不要建了。第三個就是過去強調大規模集中開發,我認為應該向大規模和分散式相結合轉變,還是要分散。我不是學電的,我是學熱動的,學污染學鍋爐的,后來搞風電,如果在甘肅九泉建了一大片,這個通道的建設總有穩定電力支撐的,風電是不穩定的,所以要分散建設。我就介紹這些,謝謝!
蔣莉萍:謝謝謝總,大家有什么問題?提兩個,只有兩個機會。
提問:剛剛提到如果是風機不太好的,如果在風電小時在兩千小時以下的,最好不要發展,但是我們跟國家發改委討論當中,他們現在好象鼓勵到風六米以上的都去發展,現在有很多風機低風的都可以發展,在這個問題上我想探討一下你的意見,我們中國風電往前走,還是高風速的還是在5.5米到6米的風速也可以發展風場。
謝長軍:你這個問題很重要,實際它涉及到國家策略問題,中國的風電資源還是很豐富的,應該說有的是,主要是電網結構問題受約。像我剛才說的西北地區風速都在7米以上,六七米以下的很少,這個建設沒有什么問題。目前看我們考量這些地區限電,安徽、山東、山西這些地方建設風電,我們選擇是每秒6.5米以上的風速,這樣建設起來倒算帳,按照現在的基礎條件可以超過1900小時。為什么這么算?因為造價很清楚,還有電價是確定的,倒算我的回報率能不能達到,目前看6.5米以上的風速開發沒有問題。隨著風機技術的進步,大葉片風機的出現,現在開發到93米,如果93米的時候,這個風的速度下降到六米,還是可以滿足77葉片的7米風速。我只能給官員們提供建議,盡可能要多開發一些高風速的風場,雖然現在電廠有些制約,會有限電,一旦電網解決了,這些電量是高的。像我們在新疆地區,我們利用小時數是2900小時,我們在甘肅只有2200小時,像內蒙古也可以發到2500小時左右,像我們在福建最高一個分場4350小時,那個電價也是六毛一,那我賺錢就賺很多,但這種資源有限,但是它的設備磨損會嚴重。
提問:我是來自法國大使館能源部的,現在所有風電場盈利的情況,你有沒有一個總體的分析?
謝長軍:全國情況我沒統計,龍源整個裝機去年是895萬,我去年掙了29億風電,按照股本金回報率算大概在15%左右。但是我敢保證除了龍源以外,沒有人像我這么高的,全國平均數大概10%不到。
蔣莉萍:謝謝謝總。其實謝總這邊我記得早幾年的時候,聽他說過一句話,印象很深,也是他今天說的一個概念,他這么多年專注做風電的開發,所以這個能源做得這么好。咱們知道喬布斯做了一件事就是做了一個蘋果。下面我們請來自德國聯邦外貿與投資署的中文名字叫韓佩德先生,請他來給我們做下一個演講,他的演講題目是德國風能市場展望與生產前景,因為德國在新能源開發方面是做得非常出色的國家,韓佩德先生他是德國聯邦外貿與投資署投資促進業務方面的駐華代表,聯邦外貿與投資署是德國對外貿易及對外引資的一個官方機構,為進入德國的中國企業提供業務支持的一個方面,韓佩德先生是經濟學博士,曾經在多個國家和多個機構共事過,而且他還撰寫了一本書叫變革時代的管理者責任。
Markus Hempel:女士們,先生們,大家好!我的中文說得不太好,我首先介紹一下德國風能市場,中國、美國和德國在鉛球風能領域居于領先地位,截止2010年底風電裝機容量中國是44733,德國風能市場數據,2011年新增風力渦輪機中,90%以上的渦輪機額定容量為兩兆瓦或以上。2011年德國制造商份額與容量等級份額,這是風力渦輪機裝機容量2011年德國制造商份額,這個圖上面列出的是歐洲主要風能市場數據,在德國來看主要在北德地區,比較東部地區來說,北部地區的裝機容量是最多的。這個是我們海上風能的市場,像謝總剛才也講到了海上風能這部分的發展,在實現我們宏偉目標,如果沒有強有力的海上風能的發展,就沒有辦法實現可再生能源占比的目標。在歐洲也有這樣的宏觀趨勢,現在2030年之前已經確認了將實施大約有35個海上風電場的項目,海上裝機容量就會超過116GW。我們可以做這樣的預估,通過對于主要市場上已有的服務,我們了解德國、英國等國家,這是北海、波羅的海海上風電開發的主要地區,這是在歐洲海峽地區最主要的裝機容量的地區,北海是排名第一的,其次就是波羅的海,他們正好和德國臨界。這張圖展示的是英國、德國、荷蘭三個最主要的風能利用國家和其他歐洲國家的裝機容量分布還有他們2030年的目標。
英國海上風機現在是做的最多的,而且目標最多,計劃最多的,德國是排名其后的。截止2011年中,歐洲已經批準海上風電項目是在右圖所列出來的。北海地區、波羅的海這兩個也是在未來歐洲加快發展海上發電的地區。截止2011年底,德國海上風能的已裝機容量約為215MW,目前正在開發的海上風力發電場項目有60多個。在2011年中,德國海灣超過26個海上風力發電場以及波羅的海的另外四個風力發電場已經獲得審批。有很多內陸做風電的也積極考慮向海上風電發展。
德國各沿海港口正在大力開展基礎設施建設,以滿足風電行業需求,有很多港口在最初設計的過程中,就已經考慮了海上風電基礎設施。此外,與此相關的研究機構也是非常豐富的,比如說ZDS研究機構,有很多機構在這方面已經研究很久了。現有的風電公司也是很多的,他們有可能是生產部件的,生產渦輪機的,和風電場的建設直接相關的,這個上面列出的紅點就是那些風電公司最密集的一些地區,這是不來梅港的一個圖,例如像不來梅港海上風電的一個碼頭它的一個發展的情況,上面藍色區域是計劃中的發展區域,而紅色所代表的是已經在存在的,不來梅港是一個典型。還有在波羅的海邊境的一些地區,波羅的海也是一些碼頭終端的發展。
我們接下來看一下我演講的下一個方面,就是德國風能領域相關的一些政策框架。德國是歐盟中的一部分,大部分德國所制定的這方面的宏觀計劃要符合歐洲的,也就是2030年之前,CEMS消費量占能源消費總量的比例將達到20%,寫我們希望能達到35%。到2030年,歐洲海上風能發電量將達到25GW。可再生能源法要確保風電固定入網電價總年數在20年以上,在海上風電方面,像德國有一個德國聯邦建設發電,現在銀行也會以50億歐元資助海上風能的項目,就不詳細介紹這些方面了,我們看一下可再生能源法,這是歐盟的一個宏觀法律,他設計了一些獎勵的項目,對于風能發電入網的電價有一定的額外獎金。比如有改擴建的將近,底下這張圖右邊是一個壓縮模型,初始電價比如說最初是19。風能領域的一些商業機會,風能產業供應鏈各個環節都存在著巨大商機,因為它涉及到很多專業技術的匯總,而且在德國這個供應鏈發展非常完善。一方面就像我說的,我們有歐盟的市場,因為我們在歐盟市場的中心,同時我之前也已經講過,我們是很早就開始這方面的研發。不管是在風機方面,還是在風力方面,在我們研究的時候,當時還沒有一個可再生能源的法案,所以德國在這方面是研發方面的先驅,所以我們有這方面的法律體系,來保證你的投資回報。當然,我們還有一個非常多元化的本地的供應產業,這就是說一個新的公司在這個市場上能夠有很多的機會,同時你們也可以看到我們有非常獨一無二的基礎設施,比如說我們有非常密集的基礎設施來幫助你們進行海上的風機發展。這些都是德國在地理上面的位置,可以把德國作為一個風機研發、生產方面非常有優勢的地理地區。我們在安裝方面也是一個先驅,在歐洲來說都是比較先進的。
德國政府當然也是非常致力于進一步促進風電的發展,德國是一個非常工業化的國家,所以它的能源必須要從其他的可再生能源中來獲取。因為我們最近也已經限制了核能的發展,所以總體來說風能在可再生能源中也是占了非常大的一個份額。風能也是德國的一個主要的能源來源,所以大家可以看到在可預見的未來,德國的風機市場會有長期的發展。就像我之前所說過的一樣,德國是非常先進的制造工業,我們現在是在世界上25%的風機都是在德國制造的,我們在這方面經驗豐富,也有這方面的人力資源。大家知道德國離北海非常近,所以在安裝方面也是非常方便,離周圍一些地區非常近,在未來發展上也是一個優勢。
作為我的一個結論來說,我簡短介紹一下我們的組織,可能你們不很了解我們的組織。對于我們德國貿易和投資署來說,如果外國公司想要進入德國市場,我們可以支持外國的投資。在我們這些投資項目中,我們有世界各地的投資項目,在中國也有辦事處,我們可以給大家提供一系列的服務,包括我們可以提供各個選址的信息,還有產業的信息,同時也可以幫助你們進行項目的管理,如果要有項目方面的投資的話。比如如果你們要是希望知道當地激勵措施的話,我們可以提供詳細的信息,你們就可以知道在你們的項目中可以享受哪方面的優惠措施。還可以幫助你們來取得德國相關政府對于這些激勵措施的批準,我們還有若干的員工在我們德國各個產業來進行專門的工作。同時也可以來幫助你們申請到歐盟委員會的激勵措施的批準,比如對一個公司來說在德國進行了投資,他們由于公司在不斷的改擴大在德國的制造,他們在德國建立起來了一個生產,我們就可以來幫助這個公司來取得在德國的優惠措施,能夠使他們的生產得到35%的現金獎勵。還可以幫助當地市場,因為我們有一部分工人是從本地所招募的,所以我們也可以為你們在當地建立起生產工廠來提供各種服務。
我之前也跟大家提到過,我們也可以給你們提供更多的信息,如果你們對于德國或者歐盟感興趣的話,我們有專門關于風能方面的手冊,還已經有中文版的,如果你們想要知道關于在德國建立企業更多的信息,怎么對德國進行投資,怎么來獲得德國的優惠措施等方面,你們都可以看到我們的聯系方式,我以及我們的同事,他們都在這里,如果有任何的信息的話,都可以隨時跟我們聯系。如果有任何問題,我們都愿意回答你們的問題。謝謝!
蔣莉萍:有問題需要提問嗎?
提問:我是來自于中國的法國大使館,是否能夠給我們講一下你們在世界各地的德國公司的成功案例。
Markus Hempel:當然我們是要支持對于進入德國的投資,當然也有很多德國的公司他們也有非常大份額的出口業務,德國是一個非常重要的出口國。我看到之所以他們成功,當然也是因為他們涉足這個行業比較早,我剛才已經提到了,我們在德國很早就有可再生能源方面的運作,所以很多公司在這方面有悠久的歷史和經驗了。他們也可以提供風機以及風機的材料,與此同時,德國也是非常致力于產品的質量,這也是為什么。我們德國非常愿意去提供高質量的機器。
蔣莉萍:我們有機會下面再交流吧,剛才韓先生給我們介紹了他們的興趣點,我相信大家可以從中找到自己的市場機會,我們看到德國在促進可再生能源發展方面決心也很大,他還有一個目標,到2050年,他們的可再生能源發電量是希望能占到總的電力消費的80%,這是一個非常宏大的目標。下面我們第三位演講嘉賓是來自中電聯可靠性管理中心發電處的副處長周紅女士,周紅女士給大家介紹風力發電設備可靠性評價規程宣貫,有請。
周紅:大家下午好!很高興大會能給我一個機會向大家介紹一下我們剛開始實行的風力發電可靠性評價規程,可靠性在我們國家已經開展有28年歷史了,我們剛開始是火電機組的評價,現在是從十萬以上的火電機組,四萬千瓦以上的水電機組,還有核電,目前我們正在開展風力發電可靠性評價,這是我們可靠性發展的一個大致過程。我們評價主要是通過我們一些指標來評價我們發電機組的可靠性還有對一些發電生產制造廠一些指標的評價,截止到2011年底,在我們中心報送的可靠裝機容量是1800萬,占了40%。到2011年底,整個上網機組是4200千瓦,從09年開始風力發電可靠性的統計工作,到現在可能也就三年的時間,正在逐步要求各個風力發電企業開展風力發電可靠性統計評價的工作。
下面我大致介紹一下我們統計辦法的一些要求和我們的一些狀態、定義還有我們評價的一些指標,對風電機組和風電場。我們評價指標是基于我們2001年頒布的《發電設備可靠性評價規程》,這個行業評價規程上制定風力發電的評價規程,首先在04年當時跟浙江省電力公司一起制定了風力發電可靠性評價規程試行版,最終2010年由電力行業可靠性管理標準化委員會組織修編了風力發電設備可靠性評價規程,今年報到國家能源局,要上升到行業標準。
風力發電可靠性評價我們是結合風力發電設備的具體情況編寫的,規定了我們風力發電機組和風電場評價的辦法和指標情況。這是我們評價風電可靠性的一個參考的國標和電力行業的標準。下面我從四個方面主要介紹一下我們評價里面的一些內容,一個是評價的范圍,第二是基本要求,還有一個狀態的劃分和一些相關的定義,第四就是我們評價的一些指標。
評價的范圍目前就是在我國境內的所有風力發電企業,目前我們中心要求一百千瓦以上的風電機組,要求報送到我們可靠性中心相關的數據。風力發電可靠性評價我們分為風電機組的可靠性評價和風電場的可靠性評價兩個部分。具體再往下劃分就是風電機組是我們以出口開關為界,包括風輪、傳動變速系統、發電機系統、液壓系統、控制系統、變漿系統等。
風電場的統計范圍,除了風電機組以外,還包括了一個箱變、匯流線路、主變等,以及相應的附屬、輔助設備,公用系統和設施。我們作為電力監管方面的一個要求,要求各個風力發電企業報送一些相關的數據。同時我們配套有一套風力設備可靠性管理信息系統,還有一些相關代碼來支撐我們這個風力發電可靠性統計評價。這是一個基本要求。
下面就是我們基于評價,把風電機組劃分所有的狀態都在這個里面,可能有些跟實際工作中特別是像計劃停運風電機組不講這個,已經是定期維護了,我們延續原來的風電機組可靠性評價里面的一些相關規定,這個就沒有進行修改。主要就是兩個大的狀態,一個是使用,可用和不可用兩個大的狀態,可用包括運行和備用兩個狀態,備用又分為調度停運備用和受類停運備用,受累停運備用又分為場內原因受累停運備用和場外原因受累停運備用。我詳細講一下我們規程中對于它狀態的詳細定義,運行狀態是機組在電氣上處于聯接到電力系統的狀態,或者未聯接到電力系統但在條件滿足時,可以自動聯接到電力系統的狀態,機組在運行時,可以是帶出力運行,也可以是因風速過低沒有出力。
備用分為調度停運備用和受累停運備用個狀態,調度停運備用是機組本身可用,但因電力系統需要執行調度命令的停運。受累停運備用分為兩類,一個是場外,一個是場內,場內原因受累停運備用,因機組以外的場內設備停運如回流線路、箱變、主變等故障或計劃檢修造成機組被迫退出運行的狀態。場外原因受累停運備用,主要是因場外原因如外部輸電線路、電力系統故障等造成機組被迫退出運行的狀態。計劃停運,現在風電場機組主要是定期維護,半年或者一年或者180,在規程里面我們規定叫計劃檢修也叫計劃停運,非計劃停運是機組不可用而又不是計劃停運的狀態,類似于故障停運。
第三個方面是我們相關的一個評價指標,就是我評價這個風電機組的可靠性如何,通過我們14項指標反映出來我們風電機組的可靠性。下面我介紹幾個主要的我們經常中心要用到的幾個指標,一個是可用系數,它主要是可用小時跟統計小時的一個比值。利用系數就是利用小時,利用小時大家都很重視這方面。運行系數還有非計劃停運率,非計劃停運率,非計劃停運的時候還需要估算一個電量損失,這個電量損失目前還不是很精確,都是各個風電場通過周圍風機的運行情況去估出來的一個估算值。
暴露率也是我們評價一個風電機組可靠性指標的一個很重要的指標。主要它運行小時和可用小時之間的比值,另外還包括計劃停運系數、非計劃停運系數、容量系數、出力系數、非計劃停運發生率、平均連續可用小時、平均無故障可用小時等14項指標,同時我們網站上也有這個規程,大家到時候可以去看一下。
上面是風電機組的評價指標,風電場的評價指標我們規程中有三項,一個是風電場的可用系數,還有一個就是風電場的非計劃停運系數,還有一個就是風電場的利用小時,風電場的評價指標主要是按機組指標的容量加權平均值進行計算的,可再生能源可用小時跟常規的火電機組不太一樣,我們這里的可用小時只包括運行小時、調度停運備用小時、場外受累原因停運備用小時。不可用小時包括我們場內原因受累停運備用狀態的機組,風電場利用小時,這是我們征求風電場的一些意見,把這個指標最終通過2011年修訂的時候,把這項指標加入進去。
這是我們中電聯發布的風電場可靠性的一些評價指標,這個不具有很強的代表性。目前我們在中心統計的基礎,今年能達到一千多萬多臺,占44%,我們會在2012年4月份有個全國的發電可靠性發布會,其中會發布風電可靠性相關指標,今年還會增加相關制造廠的一些評價,這是09年、10年的統計,也希望風電企業我們共同促進風電可靠性的一個工作的開展。謝謝大家!
蔣莉萍:這個辦法后期準備上升為行標,大家有什么好的建議可以隨時跟周處這邊進一步聯絡。謝謝!可靠性的問題這個辦法出來以后,給我的一個概念,我們行業已經把風電作為一個電源在對待,這個概念非常重要。大家知道風電在比例比較小的時候,在電力系統處理的方式是什么呢?把它作為一個負荷,作為一個變動的負荷去處理。我們現在從咱們行業協會把它作為出臺這么一個可靠性管理辦法,是把它嚴肅的作為一個會支撐電力系統安全穩定運行的電源來要求的,這是一個非常重要的行業信號。第一電力行業我們對風電寄予了希望,我們希望他扛起我們電力運行的大旗。第二你們要把風電場管理好,一個是你掙錢的基本要素,可靠了,你發電利用小時數才能提升。從電力系統運行來講,可靠性關系到整個行業安全穩定運行的一個很重要的要素。我想這是一個對我們整個行業發展都是非常有好處的指引辦法,下面有請第四位發言嘉賓,他是來自華電新能源發電公司總工程師袁凱峰,華電新能源是中國進入世界前十強之一的三個企業之一,有請袁總。
袁凱峰:謝謝,各位領導,各位嘉賓,大家下午好!下面我把我們的一些華電新能源公司在工作中遇到的一些問題,一些思考跟大家分享一下。非常高興能利用這個機會分享一下我們當前的一些觀點和判斷,如果不正確的,咱們還可以進一步商榷。華電新能源公司于07年9月成立,作為一家主要從事風電等清潔能源的投資開發的專業新能源公司,我們始終高度關注行業的發展現狀與未來。過去一年全球風電開發保持了強勢增長的勢頭,2011年全球風電裝機總量同比增長約21%,4100萬千瓦左右。其中我國市場增量是最大的,占總增量的五分之二。但是我們也發現了一些值得注意的變化,下面我分四個問題再進一步說明一下。
第一個是新增裝機規模出現減緩的趨勢,據有關方面統計,2011年全國新增風電裝機是1892萬千瓦,同比增速為73.3%,從而使我國風電裝機規模成為世界第一。2011年全國新增裝機約1650萬千瓦,全國風電裝機總量和新增裝機的總量仍然居世界第一,但是與2010年新增裝機總量相比已經略有減少,同比增幅是負的,可以看出風電自05年以來連續五年持續升溫的趨勢在2011年已經開始出現轉折。
二是裝機增量結構出現一些微妙的變化,作為風電的主要投資商,2011年五大發電集團除華電、國電新增裝機同比略有下降之外,華電同比減少了16萬,國電同比減少了30萬,其余三家均有增長,華能是27萬,大唐是16萬,中電投是31萬。總體五大發電集團同比新增數還是有所增加,新增裝機總量的比例從2010年的49%提高到58%,提高了九個百分點,超過了新增裝機總量的一半。這是幾個圖表數據。
第三個值得關注的問題是發電量增幅下降。2010年,全國風力發電量是501億千瓦時,同比增速是81.41%,而2011年風電發電量是706億千瓦時,增幅僅40%,電量增速出現大幅下滑。從設備等效利用小時看,五大發電集團的利用小時數也都出現了負增長。其中除大唐以外,基本上利用小時數均減少了200小時左右,我們華電減少比較多,減少將近500小時,491小時。
第四個問題就是風電行業經營更加困難,面臨著一些個別企業,不能說普遍的,國電剛才介紹他盈利28億,但是個別企業出現了虧損。虧損主要一方面是出力不夠,達不到當時設計的出力,如果當時2300小時,11年變成了1800小時,少了500小時,500小時的利潤就沒有了,所以出現了一些虧損,這也是值得注意的一個問題。
總體來說,我們作為一個風電的投資企業,2011年我們抓住了較好的發展機遇,同時也面臨著挑戰,也比較嚴峻。現在我們必須要思考這樣幾個問題,一個是風電行業高速發展的勢頭是否會繼續,今后我們是否繼續加大投資還是有所控制,第二是風電的優勢究竟還能有多長時間,制約風電健康發展的最大障礙在哪里,第三是“十二五”期間是不是風電的調整期,如果是,調整的風向標應該指向何處。過去的一年我們風電投資企業既受到外部的多種因素影響,又受到內部多種困難的制約,除風電核準速度減慢等因素外,還有資金來源、資金成本方面的壓力也比較大,受全球經濟復蘇和中東等局部地區的持續動蕩影響,風險防范成為金融產業面臨的重要課題。中央貨幣政策也因此從原來的適度寬松轉為穩健,前后多次調整準備金率和上調了存貸款利率。這樣給我們投資企業貸款利率的上幅,財務費用增加,據統計,自2011年七月末,五大發電集團的負債總體高達24823億元,同比增長了17%,累計發生財務費用528億,同比增加了33%。由于2011年全國五大集團的相關數據到現在還沒有最終看到,但是估計整個財務費用不會低于一千億,在這種情況下,我們對風電項目的選擇慎之又慎,其速度受到了嚴重制約。今年融資環境或許有所改善,但總體仍然偏緊,資金成本的壓力也將維持在一個不低的水平。與此同時,在融資困難的情況下,降低成本成為風電投資企業的首選,我們的低價格采購策略不可避免的把成本壓力傳遞到整機企業上,進而進一步下傳到零部件企業,導致整個產業鏈都拼命降低成本。以風電機組為例,從2008年至今,整機的價格每下降五百元的周期越來越短,分別是十個月、八個月、六個月、四個月,2011年由于總體裝機規模增速減緩,風機產能過剩比較明顯,價格下跌的速度也很驚人。產品價格下降是市場競爭的結果,對于我們投資企業來講,一方面是個好事,但是價格的下降在一定程度上有一個安全邊際,即質量成本的問題,與價格戰相伴隨的是產品質量的問題和售后服務的問題也就隨之而來,這對產業的安全和我們可持續發展帶來一些消極的影響,也是我們不愿意看到的。
去年風機起火倒塔以及脫網事故,構成惡性事故30多起,這已經為我們敲響了警鐘。另外近年來國內風機制造業突飛猛進,多家大型風機制造商都在爭相開發兩兆、三兆甚至五兆、六兆還有更大的,采用的路線也不相同,應該說我們的風機,剛才謝總也說到了,我們風機制造方面還沒有足夠的成熟的一些經驗和時間的考驗,還潛伏著比較大的危險。作為投資企業,我們對上游產業的這種發展表示一定的擔憂,我們認為應該是學會走,先走好,走穩再去學跑,再去追劉翔。追求規模一定要以質量第一為保證。
再下面我想著重談一下愈演愈烈的風電限電問題,據有關方面統計,2008年全國風電企業因電網限電損失約有2.96億,大約三個億千瓦時,而2011年限電已經超過15億千瓦時,約占風電發電量的12%。個別地區特別是三北一些地區接近20甚至更多,其中五大發電集團累積占90%以上,就區域看黑龍江、江蘇季風尤為嚴重,根據國家06年開始實施的可再生能源法,電網企業應該收購其覆蓋范圍內的電量,并提供上網服務,但實際上難以實施。限電的因素大致有三個,一是電網出于安全考慮,對達不到并網技術要求的,比如低電價穿越的風場給予限電。第二是電網的線路建設滿足不了偏遠地區風電裝機的速度,偏遠地區風資源好,地域也寬闊,一般都是荒漠地區、荒漠草原,適宜建風場,但是不能滿足送出的需要,所以在風機并網接入上比較困難。三是在偏遠地區當地的負荷也受到制約,消納能力不足。所以去年以來許多地方電網對于風機不具備低電價穿越能力的風電場進行了限電,隨著新標準的頒布,對于不符合風電場接入電網的進行限電今年還會延續,但是隨著風機的改造,這個制約時間不會太長。在偏遠地區風電并網,過去一年電網公司確實做了大量卓有成效的工作,全年累積送出風電線路新建的應該是2.26萬千米,風電送出匯集站25座,變電容量3370千伏安,風電并網接入得到了很大程度的改進。現在如何解決跨省區送出消納是我們面臨最主要的問題,我國風資源遍布特點,決定了風電場遍布在三北地區,當地消納不足,電網公司跨省區線路建設的規劃滯后,投資計劃等一系列工作與風電產業的發展有一個時間差,從而導致了風電大量的限電。現在我們也應該判斷到底是我們的風電發展速度過快,還是電網建設相對滯后,對問題的判斷不同,解決的方向就不同。如果是前者,就需要認真審視當前的投資速度,有意識的控制規模,如果是后者,則問題的解決就需要一種與電網規劃建設的進一步提速,業界的普遍看法,無論從國家“十二五”發展規劃對清潔能源的規劃看,還是從國外風電發展的現狀和規律看,作為可再生能源市場中最具商業化價值的風力發電,我國的風電發展還遠沒有達到需要控制的程度。應該說實現電網建設的加快,特別是跨省區送出線路的建設是我們共同的期待。
2011年,國網積極推進大型風電機送出工程和相應的跨省區的送電工程,完成了西蒙、南京等地的可研工作。似乎在一個不長的時間可以期待得到改善,送出的制約問題將得到較好的緩解。但是實際上跨省區送出問題提出由來已久,在十一五前后就提到日程,為什么沒有得到解決,主要原因之一是電網在外送問題上一直堅持采用交流特高壓技術路線,卻遭到了一些專家等外界強烈的不同意見,從而拖累了電網的建設步伐,到2020年全國可消納風電規模達1.6萬億千瓦,但是電力專家卻認為交流特高壓并非解決上策,一是技術不成熟,日本美國等國家已經放棄了這種技術路徑,他們同時呼吁采用分布式和直流高壓技術加以應對,送出的瓶頸問題一日難以解決。從2011年發布的國家電網公司綠色發展白皮書和2011年發布的國家電網公司促進風電發展白皮書可以看出,現在交流特高壓建設方案占了上風,而且國家電網已經有多個項目已經進入了實施階段,送出技術路線的爭論應該說塵埃落定。但是我們風電投資企業而言,到底哪一種技術路徑更為科學,實行交流特高壓后可能帶來大面積停電事故,對我們風電的沖擊能否控制,也是我們不得不擔心的問題。另外電網交流特高壓的建設,在具體跨省區路線選擇上,如何更多考慮風電消納外送,需要我們積極奔走呼吁,在呼吁過程中我們又認為如何制定相應的補償激勵機制,提高電網企業在外送風電方面的積極性,我們也需要共同的努力。
各位領導,各位嘉賓,從現在以及長遠來看,實現節能減排目標,發展風電是不可逆轉的。是我們的國策,2012年仍然是我國風電發展大發展大繁榮之年,我們預計全年全國新增裝機仍然會維持在一個較高的水平,但是制約我們發展的各種因素仍然很多,有些因素還將長期存在。今天非常高興的是,在這個論壇上把我們的意見提出來,供大家分析參考和一塊交流,給我們這個機會,我們也想拋磚引玉,提出一些不成熟的看法跟大家交流。謝謝!
提問:我叫吳剛,袁先生我要非常感謝你剛才坦誠不公的對于中國風產業的總結,我有兩個小問題,您認為所有這些產品中,什么時候你們可以改變對新投資的系統性要求?這是從現在的生命周期來看平均發電的成本。第二對于我們目前的數字來說,在所有的中國安裝的這些機組中,對于所有這些風機來說,不是不是98.4%?
袁凱峰:我的英語不太好,請翻譯一下。
提問:第一個問題很簡單,你剛才講到了很多問題,為什么,現在是安裝最便宜的風機,他在投標過程總是被選擇,但是在歐洲來說,我們是從20年的平均壽命來看它的成本,我認為中國如果改變了它的投標的標準的話,就會改變質量的問題。你剛才說了,你們現在在中國實際上最大的風場它的可用性已經是98.4%了,你認為它的可用性是多少?
袁凱峰:我試著回答一下,我想大家都希望風機的價格和綜合造價降低,這應該是個利好的消息。幾乎世界上所有的企業都通過招投標的方式來選擇好的設備,最低的價格,但是在中國特定市場和特定現在這個環境中,這個市場不太成熟,所以造成一些小的企業或者不成熟企業他利用這種低價中標,來爭得項目,但是它的設備質量確實令人擔憂,這是兩個問題。
第二個,剛才我們周處長說了,整體運行時數是98%多,我們看目前的設備作為我們華電來說,整個設備可用率應該在97%還是有保證的,個別的有99%的,但是不是完全一樣。國外采購的設備或者國外在威爾塔斯它的設備可用率小時數確實特別好,國產機組如果能維持到97%甚至更高,要花相當代價的。很多人在那兒維護,及時更換,如果這個跟不上,恐怕95%也很難保證。謝謝!
蔣莉萍:時間關系,咱們就不繼續提問了,下面我們進入這個環節的最后一個演講嘉賓,他是來自彭博新能源財經的風能研究部的負責人Justin Wu先生,彭博新能源財經是非常著名的媒體,吳先生領導的這個團隊是一個全球分析師隊伍,是負責風能領域的經濟政策和戰略研究方面的工作,其實剛才那位先生提到關于招標以最低價中標的這個問題,實際上我們現在在招標里面,從政府招標這個角度是在改善這一塊,并不是純粹以最低價來中標,還有一些其他指標在綜合考慮,這塊是在逐步改善。
Justin Wu:大家下午好!很高興有機會來做這個演講。我是來自彭博新能源財經,剛才有好幾個嘉賓已經講了,深入介紹了國內風電場的一些情況,我今天想用我的演講的機會,給大家介紹一下國外和全球現在風電發展的一些情況,包括面對一些挑戰,比如產業過剩或者價格和風電發電基礎的一些問題。
我們公司是一個全球的研究公司,辦公室在全世界各地都有。我們其中做的一個投資分析就是,每年投資到風電或者可再生能源行業的一個總的數量是多少,從04年開始到去年,每年全國清潔能源投資增長是每年都有的,而且增長是非常快的。在2011年太陽能在全世界超過了風能的發展和投資的數字,風電還是占發電和投資是很大的一塊。除此之外,我們會看到投資數字,但是我們也得去分析一下它的成本,清潔能源不同的成本,我們每個季度都來看在每一兆瓦時發電的時候,各種各樣可再生能源包括火電、天然氣等等他們的競爭成本是多少,大家如果能看到陸上風電是倒數第四,陸上風電是成本非常低。它跟其他的海上風電和其他的光伏來講,已經是離火電發電是非常近的一個位置,我們認為在未來幾年,這個發展會越來越快。我們會進入一個階段,就是陸上風電會不需要補貼的情況下,跟火電或者天然氣是有競爭力的。風能協會還有各國的機構都有統計,每年的裝機容量有多少,在2012年這個市場還會增長,去年投資的數字和風機銷售是非常高的情況,在14年、15年會慢慢下降,會受到一些打擊,尤其是美國市場對這個行業有些影響,美國市場的電價補貼結束,會對它的需求量下降。風電在長期在未來占每年新增裝機容量的比例是占很高一部分,歐洲、美國、加拿大和中國市場是比較大的市場,對于風電新裝機容量。但是我們看到很多新的國家也會考慮風電放到他們能源的規劃里面,包括巴西、南非、澳洲、土耳其等等,這些國家都會慢慢在未來幾年會發展,然后把市場給調動起來。
這也是一個投資的分析,每個季度的數字,其實風電行業在10年投資數字是非常高的。但是未來往后看,這個投資數量會越來越下降,其中一個原因就是每兆瓦投資,或者每一百塊錢或者每一千塊錢,一百萬塊錢的投資,你得回來的兆瓦會越來越多,因為風電的設備開發成本在下降,未來的數字不會像以前那么高,但是這個市場還會繼續往前發展。在產能過剩這個問題也是,如果你把世界上所有風機生產量加在一起,這個數字是超過每年的需求量。一個比較有意思的現象,其實我們在10年、11年才開始大規模的產能過剩的問題,這是因為在07年、08年的時候市場缺風機的時候,尤其在美國、中國投資新的生產線,這些新的生產線是前年、去年、今年才開始,過剩的問題現在剛開始變得目前越來越嚴重。在不同的市場有不同的考慮,比如在歐洲現在很多舊的陸上的風機生產線退下來,改成一些新的海上風機的制造線和生產線。在美國我們認為現在是產能過剩最嚴重的一個國家,因為在今年底PTC就是美國的國家對于風電的補貼在今年底會結束,在今年美國的發展基本上不會有的。最近我看到一些美國的風機訂單的情況,在12年基本上一個訂單都沒有,大家都在等著PTC等著補貼的后果是什么樣。在這種情況下,加拿大和墨西哥市場會越來越主要收美國過剩的情況。包括中國、韓國一些產業要到美國去開發新的制造線的話,基本上不是特別可能的,而且這不是很好的時候。在中國也是這樣,之前也提到現在在我國做風機制造商多的大家數不過來,我們認為大多數沒有機會在里面,大多數會悄悄下去,因為沒有什么技術,沒有什么市場,沒有什么真正的發展,是不會被別的公司收買的。我們認為中國市場已經開始慢慢在縮小,在并合起來。在其他的市場,像巴西、土耳其等等現在是要求當地生產的話,才能這邊來開發項目,這樣的話,也會引起一些新的產業線在那邊開發投產。
我們公司做了一件事情,我們會分析風機的價格,這是最新我們分析的一些結果,在2011年下半年我們分析了全球差不多10.5到11GW新的訂單,這是拋掉所有中國的價格,如果我們把中國國內的價格要加進去的話,這個線會非常低,這光看歐洲、美國和巴西的一些訂單情況。現在平均價格是在2011年下半年簽的平均價格是0.94,新的風機比如B112或者G90,他們的價格還是在一百萬歐元一兆瓦以上的標準,但是當初他們做研發和投資這些風機的時候,他們的價格是定的比這個高的水平。所以他們現在沒有得到回報,與此同時,舊一點的風機價格反而比這個平均還往下,在0.87、0.85,比現在的平均價格還更低。如果我們要求往之前看一下歷史的趨勢,風機價格在1984年的時候,在丹麥德國最早期的一些項目,基本兩百萬歐元一兆瓦,今天的價格大家剛才看到了,比如把中國的市場價格平均到全球的市場價格是88萬歐元一兆瓦的一個情況,這個價格下降是非常快的。基本上世界上裝機容量是每翻一倍是降7%風機價格,這是在歷史上的一個標準。與此同時,我們可以看比如發電的成本,兆瓦時發電成本,在1984年早期的丹麥和德國裝了一些項目,也是二百以上歐元一兆瓦時的發電成本,到今天降到52、53歐元一兆瓦時。每次裝機容量在世界上翻一倍的時候,這個成本降14%,如果根據這個趨勢一直走下去的話,剛才看到我們圖上說天然氣價格在世界上是46歐元一兆瓦時,在美國稍微低一點,歐洲稍微高一點。如果這個趨勢再往下走,其實風電跟天然氣差六歐元一兆瓦時的情況,我們計算未來四五年以后,可能陸上風電就能跟天然氣的價格完全可以在經濟上競爭,沒有補貼也能生存下去。價格下降成本下降是個好事情,對企業對發展是個好事,但其實對這個事情是很困難很有挑戰的一個問題。如果我們能維持5%,最后可能再賣硬件的時候都沒有利潤來賣這個設備。所以產業鏈再往下生存要靠什么,這是大家需要考慮,需要想的,這個商業模式怎么做下去,我覺得這是現在產業鏈面對的一個最大挑戰。這也是說陸風電的行業馬上進入一個跟其他能源是可以經濟上競爭的一個情況,不需要補貼也可以競爭。謝謝大家!
蔣莉萍:謝謝!到此為止我們完成了今天下午第一個環節五個嘉賓的演講,剛才吳先生的這個演講,我覺得是換了一個角度來看風電的發展,他有很多很好的數據,我想大家就不在這兒專門提問了,我們利用茶歇的時間,你們再共同探討。而且我也希望回頭我們可以跟您再多一些交流,圍繞風力發電前景的問題,這邊我想補充一點,就是關于風力發電成本可能下一步的趨勢,風力發電成本會接近天然氣成本,但是風力發電它的本體發電成本可能接近常規的一些發電技術,但是從整個系統的運行來講,還有一塊成本是需要大家認購的,需要消費者認購的,這個需要大家有一個高度的認識。謝謝!到現在我們完成了這個環節的工作,謝謝大家!我是來自國網能源研究院的蔣莉萍,謝謝我們今天下午的五位嘉賓支持我的工作,也謝謝在座的各位對我工作的一個支持。我也希望在座各位一起,對我們剛才演講的五位嘉賓他們的精彩演講以掌聲表示感謝。下各環節將會由中國再生能源投資有限公司執行理事長兼董事總經理Bruce Yung先生,他將主持下一環節的演講。
Bruce Yung:我們下面進行今天下午的第二個階段,大家下午好,我叫Bruce Yung,我是中國再生能源投資有限公司執行理事長,董事總經理,我們這個公司是在香港證交所上市的,我們公司關注風能的投資運行在中國的一些項目,我將負責今天下午的第二個階段的主持,第一個階段我們講到了中國陸上和海上風電場的一些情況,一些現狀,同時我們也講到了全球風電市場與投資的情況,還有我們講到了風電將會是非常有競爭力的,有可能和天然氣有直接的競爭力。在第二個階段討論中我們會關注海上風電的情況,大家都知道在去年10月份的時候,中國發改委與國家能源局共同出了中國的風電2015年之前的路線圖,其中也講到了風電一些具體的裝機容量,未來的設計,按照這樣的計劃,在海上風力發電方面也有裝機容量的提高。在國際海上風電發展上中國也會發揮作用,中國風力發電還處于一個萌芽階段,盡管動力很足,今天在這里的討論是恰到好處的,我們在這里邀請了四位演講者,他們將會從四個不同的角度去講解海上風電的可持續性發展,接下來就有請第一位發言人,Wenske博士是來自德國的Fraunhofer研究院,他是陸上風電和海上風電的專家,他為我們介紹的題目是海上風力渦輪機動態艙試驗臺實驗概念,有請。
Wensks:你好,我就會說這么一句中文,說了你好之外,就得講英文了,各位下午好,非常感謝主持人的介紹,我想跟大家介紹海上風力渦輪機動態艙試驗臺實驗概念,這種應用的確成為一個問題,因為陸上風力發電也會關注它的穩定性、可靠性問題。同樣在海上風力發電方面可用性可靠性也用通過實驗來驗證,我介紹一下在測試臺上進行動態艙這個實驗概念,還有它的加速生命周期的測試以及硬件在環的概念。很多其他的行業他們都已經生產出了非常可靠的產品,在生產產品的過程中所用的是一個V模型,是技術型的產品開發的一個模型,比如說在國防還有汽車以及航空制造業方面,都使用了這個V模型。從各種各樣的需求開始,把需求進行一個拆分,拆分成更小的細節,做相關的設計。在這個流程中,驗證對于各種各樣的性能驗證是非常重要的部分,在每個集成的各個階段都要進行驗證。對于渦輪機來說,可能它的V模型是更進一步的簡化,但是把這個渦輪機進行一個細的拆分,拆分成它的具體材料,然后再分成不同的部件,比如主軸再做子系統,最后做成整個系統,這是從上到下的各個階段。在每一個發展的階段都應該有一個接受度的實驗和驗證,比如在選擇了材料之后,我可不可以把它做成組件,主軸,然后再進行測試,看看能不能進行動力組合的組合,這不是一個簡單的過程,有很多的挑戰。因為對于測試的定義和測試的流程都是非常復雜的,而且這個過程本身就有一定的復雜性。但是接受度的測試卻是非常重要的,這樣才能一步一步去確保最后生產出來的產品是可靠的,而且每一個步驟接受度測試都要去進行。
大部分的風力渦輪機的生產廠商我并不是說亞洲,歐洲也是這樣,都會關注實地的測試,會渦輪機生產出來進行測試,但其實不是V模型的最根本所在。整個接受度和驗證的測試應該在每個流程中每個階段都去做,才能保證最終的這個產品是自然而然沒有問題的。而現在人們所做的越來越多的是傾向于上級別的測試,也就是說敞口那個地方的測試。測試的范圍是如此之狀況,測試也如此之復雜,我們在這里所看到的至少有三個組群是我們值得關注的。如果我們想看有一些不同的話,第一個是開發測試,第二個就是模式的驗證,最后就是下線測試,這是三個最重要的,而且我覺得這個是沒有任何討論余地的,必須是要去測試的。測試的設備必須要有,而且必須是正常運行的,這是第一個組別。
第二個組別可能要更加復雜一些,我們覺得第二個組別的測試是可行的。而且可以在試驗臺上去進行測試,到目前為止,現在還沒有關于第二個組別詳細的測試的一個定義。比如說大家所遵循的這個測試的列別也是各有不同,如HLT高加速說明測試,還有高加速用力測試等等,最后一個組別由于時間的限制,或者是其他的一些限制,可能并不適合。比如包括全面的風機的認證測試和全壽命周期監控和疲勞度的測試。今天幾乎所有的運行的還有可能未來會運行的這些測試都叫做非循環的加載應用測試,具體來講,這意味著什么呢?非循環的負載,就是在這個設備上進行負載,接下來看實際的表現,一般它會轉成旋轉的模式。在這個中心的主軸和旁邊就會有一個互動力,其中就包括幾個方面,如軸彎矩、軸扭矩還有轉速旋翼,這是一個典型的測試臺,比如左上方的機艙,還有中間是負載應用,負載加載的這個,也就是說在機艙上進行一個負載,這個機艙我們認為它是一個適應器,這個地方不能提供的是一個主軸。在右邊是一個主要的移動力,相對應的就是它的總裝系統,動力系統。其中也包括中間那個部分替代主軸的是補償軸,還有右端的右上方的是原動力的一個測試。如果說在這個地方施加一定力的話,它會有一個相應的反作用力,在這個補償軸上它會解決這樣移動的狀況。到最后不會對原動力,也就是右邊造成任何的影響,而主要是通過補償軸來回應之前所加載負載上的實驗單位的一個負載,由補償軸來回應,而并不會影響到右端的原動力。
再詳細看一下里面一些具體的部分,藍色是這些非旋轉的設備。其中也包括黃色所代表的是旋轉的部分,藍色代表的是非旋轉的部分,這個部分是補償軸的部分,是補償軸所帶的部分,而這個地方用的是靜壓的軸承。這是在實際運行中的,也就是下線測試,至少是在2017年之前,這種測試臺還將是全面使用的。在德國2017年之前,我們將會一直使用,這個測試臺對應的是五兆瓦的,這個是一個十兆瓦的機艙的試驗臺,也是在西班牙的研究中心,我們有一個開發測試臺,不管是對于小的這些風機還有一些其他類型的機艙,這是我們目前來說是我們在建的一個最大的測試臺,是在美國的一所大學進行的一個海上的風機機艙測試臺,它是有16兆瓦,95%的這些設計,他們是在未來的測試都是由這個測試臺來進行。包括海上的風機,還有對一些新型的海上風機來說。現在在它的輪和轉子之間沒有非常清晰的界面,我們加入一個界面,它在旋轉的過程中還需要來通過液態壓力導管來進行疏導,它會帶來更多的成本,會失去一些靈活性。現在這個試驗臺在現實中還沒有存在,是正在建設之中,它不僅是對于機械進行測試,我們在最后一部分還有一個電子原件方面的測試。因此,你們在這個幻燈片上可以看到,這是我們的一個圖紙,是我們在實驗室的電子測試部分。它完全是在實驗室進行機艙電子部分的測試,我們把不同的電氣原件聯接在一起,這個原件可以在內部來模擬各種各樣的情況,包括低壓穿越、高壓穿越等等,還有各種電網的行為都可以進行模擬。我們還有一個電子認證流程,在我們的機艙測試臺上可以進行電子測試,我們有些測試需要一年多的時間才能獲得所有的數據。我們需要供應商來給我們提供這些,還有可以在不到一個月的時間進行電子方面的認證。
對于高質量的測試臺來說,需要一些硬件圈的概念。我現在給大家解釋一下,你必須去模擬一些不僅是現在的風機,以及它對于轉子長期的影響,以及短期的影響,還有電子模型在現實生活中的情況,還有這些測試臺都是新時代的系統中的部分。它可以在非常大的起動器上進行運作,它在機械部分來施加負載,所有的這些測試都應該進行它的風險的衡量,然后在新的設計上可以來進行考慮,只有這樣,我們才能保證我們的實驗結果是非常高質量的。
我們今天所看到的是在未來在非傳輸裝置的風機和傳輸裝置的風機上會有一個區別,我們對于有這個傳輸裝置的風機來說,會有特殊的測試。我們會有測量的數據和模擬的數據,還有可以看到它在運作點的情況,對于這些沒有齒輪的風機來說,我們也進行風流的計算,它的原則就是從不同的時間階段和不同的事件上面,不同的負載,把他們進行一個收集。對于它的加速生命周期實驗來說,必須要限制它的正負,這樣就可以減少它的實驗時間。對于它的齒輪方面,必須要考慮到所有的運作點,因為有更多內部的力磁,所以在這種情況下,我們會有一個分布密度方程式。然后我們再把它放到我們人工的負載時間缺陷的合成上,然后產生這樣一個結果,然后可以顯示出它最后的方程。
在這里,我們可以看一下它可以對于沒有齒輪的測試來說,它似乎要簡單一點。它對于振動原件的考慮不用這么多,在這里可能它的測試加快的倍數可以十到二十,而對于這個車輪的風機來說它可能加速的倍數是五到十倍,非常重要的就是對于傳動部分的測試,他們必須要在這個試驗臺以及在實際的工況中進行進一步數字的證實。在這里我給大家總結一下我們現在轉子負載應用,現在在6F的旋轉液壓起動器上,主要看一下你們整體情況和工況,有五齒輪風機的概念現在需要其他的測試機,它需要建立起其他的試驗臺。目前我們主要的重點是在機械上的測試,而不是電子上的測試。但是我們現在看到一個狀況,對于電子認證的過程你要有一個很好的試驗臺,而且這個機械認證在試驗臺上總是有限的。對于不同的風機有不同的程序,也需要不同的考慮。現在我們有很多研究工作,謝謝大家,也非常歡迎大家跟我進行討論或者跟我進行討論。
Bruce Yung:謝謝教授剛才給我們提供的這些內容這么豐富的介紹,對于我們測試系統的介紹。現在就進行問答階段,誰問第一個問題。
提問:在您的發言中,您給我們介紹了這個材料,對于未來來說,風機哪些材料是比較有優勢的,你們的著重點在哪里?
Wenske:第一個對于電子刀片的測試,還有疲勞測試,如果你考慮到疲勞測試的話,我不知道英文的詞是哪個,對于這種材料目前來說,你要取出一些試樣來進行實驗,但是它沒有考慮到一個全局的設計情況。所以我們現在需要有一些新的測試程序,讓這些新的測試程序可以考慮到全局性的問題,比如說有一些特殊的材料,這些特殊的材料它需要跟其他的這些特殊的部件,其他特殊的設計聯合起來進行測試,而不僅僅是把這個材料的試樣拿出來進行測試。因為它的實際運作過程中,可能它的應力比它在試驗上受到的應力情況更加復雜,所以你在實驗的時候要模擬工況。
在這個領域,比如在主軸方面,有一個方法可以對于主軸進行測試,有的時候我們可以看到進行正常設計的時候,它是行得通的,但是在現實生活中它卻沒有辦法行得通,可能有一些其他的部件影響。比如說它的表面或者其他的東西,有一些東西在研究中還是處于不明朗的狀況,所以我們不能只是指望著進行材料實驗就行了,有的時候他會給我們進行誤導。
Bruce Yung:再次感謝Wenske博士的發言。今天下午第二位發言人是Richard先生,他是在風能上面已經有十年的工作經驗了,他的專業領域是風的測量分析以及風能生產,今天他的話題是海上風力監測最佳做法和案例研究,謝謝。
Richard:非常感謝邀請我來到今天下午這個會議,我非常榮幸。現在讓我準備一下,剛才已經介紹過了,我今天下午的發言是講在海上風力管理以及怎么從測量和分析中達到最佳結果,首先我想給大家講一下峰能公司,我們是一個工程咨詢公司,我們的專業是在風能方面。我們是在2002年建立起來的,我們已經有十年歷史了,我們在中國已經有五到十年的歷史。在2010年的時候,我們加入伍德集團,他現在有六萬多員工,他有非常好的油氣背景,他們也非常希望把油氣方面放在風力發電方面。我們有很多資質,我們獲得多個質量體系和風電場項目的資質。
我們主要的重點是為我們的客戶來驅動可再生能源的發展。我們去參與各種各樣的活動,我們有很多可再生能源的項目是我們從建設到運行到維護分析都是有參與的,所以我們參與它各個階段。在過去我們主要做的是風能方面海上和陸上有關的工作,同時我們也參與到生物質能以及潮汐能等方面的發展。
Sgurrtrend是我們的一個軟件包,這個軟件包是分析運行中的風能,并且收集風機以及風方面的數據。Galion有著非常強大的測試能力,這是我們的辦公室我們的總部所在,我們在世界各地一共有七個辦公室,總部在蘇格蘭。我們可以看到這是我們在各個辦公室做出非常好的全球成績,我們現在已經是直接服務過六萬五千兆瓦的項目,現在我們去想一下海上測風,對于海上測風來說,你們怎么來找到最佳的方案。我們希望看到的是在各種各樣的地址上來進行測風,這樣我們就知道在每個風機位置上長期和短期的風流,通常來說如果我們有這么大覆蓋面的話,是非常昂貴的,所以我們希望我們在建模方面和質量方面是非常可靠的。我們要減少我們不可預見性,來考慮發電量中的不可預見性。這個是基于我們所做的一個研究,這個研究是在美國進行的,他們去了75個風場,怎么去減少在能量預測方面的不可預見性。在這里可以看到有一系列問題從測試到建模包括其他一些相關的問題,包括在這個項目周期過程中風的改變情況,所以我們有一系列的不可確定性。在這里看到不確定因素的丙圖,如果我們可以減少它的不可預見性,可以把20%的不可確定性都消除了。如果你們看一下建模的問題,如果去掉了建模方面的不可確定性,你可以去掉40%的不可確定性,剩下40%的不可預見性是跟你所的測量有關系,因為在這個項目的生命周期中你看到這個風的情況是不一樣的,我們就從剩下的不可預見性開始著手。所以你們現在看到的就是40%的不可預見性,但是總體來說有60%的建模和測量可以改善你的測量結果,同時也可以改善你的建模結果,就可以減少很多不可確定性。
這是我們在陸上的風場上所做的工作。不管是在陸上還是在海上,對于在海上你還要去考慮到風高還有風的其他情況,我們可以做一個假定,實際的建模和測量大約含有50%的不確定性,如果你減少了在測量中的不可確定性和風的不可確定性,是你需要著重的地方。現在這里看到的并不是在歷史上我們比較關注的地方,在過去所經常遇到的情況,我們看一下在歐洲首個海上風電場的風流測量用了以下的方式,他用了油氣安裝的方式,還有天氣預報,包括船上的預報裝置,用這種設備來進行的測試能夠達到預期的目標。但是對于我們需要預測一個非常大的風場上的能源來說并不具有準確性。最近人們認識到這一點,人們開始安裝更多的海上各種測量的設備,有時候它的高度可以到70、80米這么高,而海上的測風塔只有一百米高,測風塔是非常昂貴的。而且它是一個非常大的建筑,而且整個建筑物也經常會出現故障。
未來可能會有更大的風力渦輪機,規格要更大一些,相應的看到的轉子也會非常高,高度將會達到二百米,而海上測風塔只有一百米,中間就有非常不確定性,因為測風塔一百米和風高二百米之間會有很大不確定性。這是一個例子,尤其是風的切片的問題,這個是我們所使用的激光雷達,激光雷達區只能達到六百米這樣一個測風高度,在二百米以下精確度比較高。在晚上的時候,在這樣的區域風速是非常高的,但是它并不總是這樣,它可能風速比較高,一會兒又消失了。這是比較冷的區域,比如從山上下來的冷空氣,一般是這樣的風速,但是突然可能會一下達到二百米深度的不同,而在這個區域是一個運行中的風電場的區域,就會出現很多齒輪向上的問題。業主沒有辦法理解為什么會出現這個階段的停機,實際發生的情況是只能夠測試到雷達區是一百米,而風切變在這個區域是一樣的,可是到了晚上的時候,如果出現了風力極大提高的時候,對整個齒輪箱還有傳動系統都會直接產生一連串的反應和影響。
如果關注一下輪轂的風切變推斷和實際發生的對比,在輪轂這邊的風切變是最高的。什么才是最佳的測量方案呢?就是一定要測到足夠的高度。對整個轉子,對整個輪轂區,它的測量結果必須要覆蓋輪轂直徑所在的高度,并且要保證一定的精度,這就需要使用遙感的設備,比如激光雷達或者聲雷達,但是現在還有一定的干擾,而且它的成本比較高。測量的數據也需要具有較高的可利用率,這就需要利用測風塔再加上激光雷達或聲雷達進行整合,目前關注的最重要一點就是輪轂直徑高度要覆蓋得掉。總是可以把這些數據和已有的傳統方法做的這些數據做一些對比和找到他們相對應的關系。這是一個案例分析,用的是ORQA的量化分析的系統,是最為先進的技術,這是目前為止最先進的技術與數據監測平臺,希望用比較經濟的合理的方法去進行全面的數據統計,全方位捕捉氣象、環境、海浪、潮汐和基礎數據。還有像聲學多布勒德測試的結果也會納入到測試結果中來,來做潮汐、海浪方面的數據。還有其他已有的技術和設備的整合,并且對相關參數進行調整,所以在做一個風電項目的時候,可以根據你這個項目的具體情況來調整實際的測量方式和測量的參數,這個可以用ORQA這樣一個平臺捕捉到全方位的數據,如氣象方面的數據,風速和風向,氣壓溫度濕度,包括鳥類前夕的影響,海洋生物的數據,水文的數據,包括海水深度、浪高及流向、洋流,像環境因素的數據也是根據你具體的選址位置來的。比如像歐洲像鳥類我們會跟鳥類直接相關的雷達來獲得相關的數據。還有在歐洲海洋生物哺乳動物的存在,也會對我們數據造成影響的一個常見項目。
Galion雷達可以全天候測試,也可以做獨立驗證,同時它也是一個自動化的無人設計,有7×24小時的電源,風力或太陽凝發電機,蓄電池及柴油或汽油發電機,我們可以做遠端這些數據的捕捉記錄分析和反饋,也可以乘船或者直升機,直接進入這個平臺上進行相關工作。其中最重要的一部分就是要確保你的測試是恰當正確的,而且也是可以回頭進行捕捉的。Galion激光雷達就可以提供這樣的功能,它在測試過程中用最為常見的測試體,而且可以測長達五米的風軸,最主要的一點,他可以測到十米高的測風塔的上面。在風速發生了明顯變化的時候,相對應的對于其他一些設備的影響,它也可以得到直接的體現。如果用傳統的測風塔進行測試的話,所獲得的數據和通過這個雷達的數據我們進行了一個對比,99.6%是一致的。在香港已經有這樣的設備實際安裝了,現在剛剛調試交付使用。還有一個是左邊的,左邊是之前的,右邊這個是一個禮拜之后將會直接交付使用的。我的同事,有三個同事他們現在是直接做這個平臺的,而且剛剛完成了它的調試工作。還有另外一個主要因素就是驅動力,為什么這個行業要考慮使用雷達的系統,最重要的一點是它非常小,而且非常便攜,而且測風塔在兩米之下它的數據可以頻繁使用,但是用這個雷達可以測十米以上,選址你可以根據實際的選址來做這一套設備的具體調試和參數的設計,我就講這么多。
Bruce Yung:香港那個海上風機多高?
Richard:他們好象相對應的還沒有確定,但是我覺得是五兆瓦的,相對應的就會根據五兆瓦選一個規格,20米左右。相關對應的高度是160米,就是測試應該能夠覆蓋的高度。
Bruce Yung:非常感謝Richard。接下來一位發言人是Garrad Hassan的經理潘偉平先生,大家可能很熟悉Garrad Hassan,Garrad Hassan在中國的業務到底是什么樣的,他也是清華的畢業生,后來在加拿大在中國雙邊工作,非常感謝,有請潘先生。
潘先生:我的名字叫潘偉平,我來自Garrad Hassan公司,感謝組織者給我這個機會來做這個介紹,需要澄清一下,在大會的議程里是我的同事張冰冰先生,他有急事回到上海總部去了,所以由我來做介紹。這個PPT原本是用英文做的,我用中文來講,這樣可以使本地的聽眾來了解。需要講一下,我這個題目是我們對于中國海上風電這個行業的技術方面挑戰的一些觀察,我本人實際上算不上海上風電的專家,但是我們公司在海上風電做了很多年。我們歐洲的同事給了一些比較好的材料,如果在講演的過程中有不對的地方,請大家指正。
很簡單,我就用一張幻燈片來介紹Garrad Hassan,我們是誰,我們做什么。GL是德國勞埃德船級社,Garrad Hassan在風電已經做30年,它的認證很有名氣。GL我們是風電領域的技術顧問,我們做風電場和風機的設計,第三方的技術評估。09年8月Garrad Hassan加入了GL集團,和GL下面另外四個品牌做業務,形成了GL下面的可再生能源集團,我們用的品牌是GLGarrad Hassan,我們在全球有將近一千人從事主要是風電行業,現在還有在太陽能、潮汐和波浪能這個領域的技術咨詢工作。在中國我們已經有七年了,在中國和上海有本地的辦公室,大概有35個人。
我下面想簡單講一講中國風力發電機走過的一個路程,這個可能能反映一點在中國這個行業的一個發展。在中國從早期04年開始,本地的風機行業開始通過技術轉讓的方式,05年就開始慢慢發展起來了。經過這些年的發展,中國的風機制造特別是本地的風機制造行業有了很大的發展,在之前講演里也都提到了。我們大概總結了一下發展的歷程,04年到08年是一個階段,08年到10年是一個階段,11年到現在應該是下一個階段。在目前這個階段,我們覺得有幾個特點,從行業的整合到這個產業鏈的垂直發展,到多產品平臺的建設,風機這個產品的優化和改進的服務,我畫紅圈的就是海上風機的開發應該是目前一個亮點,倒不能說它的規模有多大,這是現在的一個特點。另外一個就是中國品牌的風機走向國際市場。
我們做了一個總結,是一個比較粗的看法,就是中國現在的風機制造廠家從他們在這個產業的地位和自己能生產零部件的程度的高低,因為有些廠家基本上是組裝,自己不生產,有些廠商自己生產一些。現在一個特點,不一定完全準確,我們可以看一下領先的幾個廠家像華瑞、金風、聯合動力都已經生產規模很大,從他們的生產量和國際上統計,像國際上的咨詢公司BTM和其他的咨詢公司統計,他們的產量已經很大,在產業上的地位也有。但實際上它跟國際上的其他品牌比起來,這個差距還是不小。我底下畫這些小的紅圈,這個大家可能也能猜得到,之前有其他的講演者講,中國現在有八九十廠家,把中國的廠家分成第一、第二、第三梯隊,這些廠家到現在的位置比較微妙,其實我們也看到這兩年有幾個韓國大的廠家雖然起步比較晚,但是他們的步伐比較快。底下也有幾個印度的廠家在做這個風機,總體上來講,在中國這個市場上兩極分化非常厲害,行業整合現在正在進行。
我列了一個中國本土的廠家目前正在開發和做的跟海上風電有關系的一些情況,到目前為止,有一定運行經驗的是在上海東海大橋華瑞的三兆瓦,正在開發的或已經有樣機的,我列了這些,也可能不夠全面。華瑞有六兆瓦,湘電買了荷蘭的風機公司五兆瓦已經有樣機了,國電聯合動力最近在連云港六兆瓦下線,上海電氣自己做3.6兆瓦也有樣機了,金風在研制六兆瓦,株洲南車在做五兆瓦,東氣在做三兆瓦和五兆瓦的大風機,明陽也宣布自己2.5到3兆瓦的兩葉片的風機,江陰的遠景開發了3.6兆瓦的兩葉片風機,運達在做五兆瓦,浙江華宜宣布了他們在開發六兆瓦的風機。簡單的說,實際上在中國這個市場這些本土的風機廠家都在鼓起勁來大規模開發海上用的風機,這個是現在目前的一個狀況。
這張幻燈片我記得我以前在會上也講過,目前這個狀態是這樣,簡單做了一個比較,中國廠家雖然產量很大,但是他們的市場還是區域性的,不是一個全球性的市場,雖然有些廠家現在在往外走。在我們對中國市場的觀察,雖然這些廠家的生產能力都很強,但是在關鍵的核心技術的開發和產品的優化上還是有一些欠缺。對于新產品的開發,特別是大功率的海上風機的開發,對于有效的測試,對于產品的優化這方面的工作還是有待于提高。另外,大家可能也知道在這個行業里人才的流動也比較快,因為發展得很快,相對來講有經驗的人很缺,造成了目前有一些行業上特別是大的公司之間對人員的挖掘,還有人才流動這個現象。在中國這個市場上,對于供應鏈的管理,到目前為止雖然經過很多努力,但是還是出了一些問題。之前幾個開發商包括華電和龍源也都講過,去年包括前年出了一些事情。其中有一部分原因是出在供應鏈上,還有就是我們覺得在這個市場上,質量體系的管理不是特別的有效。有很多原因,這個跟西方發達的風電市場體系,第三方的約束或者是國家對風電這個產品的質量管理、監督、約束的力度還是有很大的區別。
我們簡單做了一下中國目前規劃的海上風電的項目,我就不一一過了,從最北的遼寧到最南端的廣東規劃的情況。這里在每一個括弧里15指的是2015年,20是2020年,現在的一個狀況,因為這個規劃的信息是變化的,僅供大家參考。我這個片子底下列的是第一期江蘇海上特許權的這四個項目,我們大家可能都知道四個特許權的項目雖然批了,沒有一個動工的。具體什么原因,實際上有很多內在的原因導致了這個項目一直拖到今天。
下面簡單講一下對于海上風電的市場我們觀察到的一些技術上的挑戰。這張片子可能有點字太小了,如果大家看不清楚,表示道歉。我簡單講一下,我們前段時間做了一個研究,海上風力發電機的開發在歐洲發展的一個趨勢和中國目前的情況之間的差距。這個片子里第一個就是關于風機的應用,實際上在歐洲現在它的一個趨勢,海上風機的開發已經開始專門為海上風電來開發這個風機,而不是說像在歷史上把陸上的風機移植到海上做一些改進。在中國我們觀察到已經有這樣的趨勢,領先的本土廠家已經意識到不用去移植陸上已經用的風機到海上,他可以去專門為海上的氣候工況條件單獨去開發海上的風機。
第二個就是關于現在海上風機所謂的大小,在歐洲運行兩到三兆瓦到五兆瓦,目前廣泛應用的已經裝到水里或者正在做的海上風機大概在三到五兆瓦之間,當然也有報道說,有在開發了,像日本的三零重工開發了三兆瓦。到目前為止,在中國我們所了解的放在水里的三兆瓦的就是華瑞的東海大橋,有國內幾個廠家已經在做三兆瓦以上,四兆瓦、五兆瓦,甚至開發五兆瓦的風機。
第三塊所謂的結構性的效率。在歐洲我們可以看到,現在對于海上風機的開發已經越來越多的把精力放在系統的效率,包括大葉片的風機到整體結構的優化。包括控制系統的策略,集中體現在它如何把風機整體效率提高,整體效率其實也包括傳動量效率的提高,風機的機頭如何機頭重量降低,包括對于疲勞和載荷的設計和它的特點。
第四是傳動鏈技術,大家可能也都比較清楚,如果你比較關注風機的技術發展的話,現在在歐洲的發展實際上有一個趨勢,但是不是完全的,在減少傳動鏈里的齒輪箱這個環節,有些直驅的風機開發進來,國內叫半直驅,一到二級的齒輪箱帶中速的發電機,永磁是一個很好的選擇,當然也有立體的發動機,這個趨勢在國內也被大家認可,大家也在做。還有一個特點就是全功率變流,這并不是說使用全功率變流,使用永磁的發電機,雙柜發電機就不用了。這個趨勢我們覺得在國內還是有所認識,大家也能夠清楚這個好處和壞處。
批量生產這個事情在中國還沒有,在歐洲批量生產只能說少數的幾個廠商有這個批量生產。現在跟具體的項目很有關系,比如英國的第三輪、第四輪的海上風電,法國現在在做的海上風電的招標,這些東西可能對于廠家來講,做他的生產規劃會有幫助。在海上風電的廠址附近,在海邊上做生產,實際上是從風機的運輸、安裝各方面來講,可能在最近的港口附近做生產或組裝是一個比較好的選擇。在歐洲我們看到這樣的例子,但是現在中國還看不太出來,雖然我們了解像金風和華瑞,一個在大豐,一個在鹽城有基地,是不是那附近海上風電項目就足以支撐他們的生產能力,這個并不清楚。但是在附近的港口做組裝做生產肯定是一個趨勢。
最后一個,實際上是從風機的設計和對于海上風機的維護,在歐洲已經很長時間就是把風機的可靠和穩定性和容易維護,作為它一個非常核心的設計的準則。這個東西反應到風機從早期設計概念開始,你的設計準則里就會把這個加進去。我后面還要講到還有一些比較重要的數據或者是模型來支持對于風機的穩定性和容易維護這種設計的趨勢和支持。
簡單的說一下我們一些看法和建議,要保證海上風機的穩定運行和能夠降低成本,通過技術進步和設計上的突破是一個很重要的手段。為了能夠進行最好的優化,設計出最可靠的風機,有幾個重要的方面是要在設計海上風機的過程中要考慮的。這里我大致列了一下,可能還有其他的,這個不一定完全。
第一個就是用更加先進的控制策略來解決或者是部分解決風機的一些問題。實際上在設計風機的過程中,對載荷的主動控制一直是搞風機控制系統工程師們的一個追求的目的。你如何主動控制,你用獨立變漿,現在陸上風機大多數不用,海上做風機設計的時候,獨立變漿是一個很重要的方式。你通過獨立的變漿,它可能采集葉片上的信號,你可能在葉片上就要裝傳感器,對每個葉片的載荷進行收集,反應到你的控制器里,通過你的控制算法,對葉片包括傳動鏈進行調動或者是安排。所以通過控制的算法做主動的載荷控制,這是一個非常重要的手段。
第二個,對于智能葉片的開發,其實我們可以看到現在世界上領先的葉片公司他所采用的手段和做葉片設計,通過氣動,通過控制,通過智能材料,提高葉片的性能。還有一個就是對于并網特性的研究、控制和運用,復雜的風機控制系統可以使風機具有比如說低電壓穿越、零電壓穿越、高電壓穿越的性能。我們國家過去一年到一年半的時間里在講低電壓穿越,海上風機也很重要,你通過復雜的控制手段,通過改善并網的特性,來實現這些功能。
還有一個就是為了達到系統的可靠性,把控制和維修的策略把它放到狀態監控里面去,對于海上風機來講更是這樣,如果你對風機的監控和你維護策略要是不對的話,停機會影響很多的出力和發電。
這里我簡單列了一下,有一些對于海上風機設計的關鍵事項,包括穩定性,包括一次投資的建設成本和運營成本的權衡。有的時候你要想提高風機的可用率,特別是海上風機的可用率,你這個成本會很高,中間有一個平衡,如何來平衡,我不詳細講了,底下畫紅圈的,設計一個比較可靠的先進的海上風機,設計周期會很長。而且這里有測試,有優化的環節,但是我們發現在國內這個環節不是說所有,往往是被本地的風機制造商甚至很領先的風機制造商忽略了。本地有政治任務或者市場的任務,我需要把我的產品很快放到水里面去或者拿出來,你如何衡量你對這個市場對你的壓力,還有你本身設計的要求,這有時候是很難辦的。
這張片子列了一下,關于可靠性工具和成本優化這么一個流程。實際上陸上的風機設計也應該用這個模型。對海上風機的設計也很重要,但是目前就像我剛才所提的中國風機制造商他因為受到市場的壓力,或者受到其他方面的壓力,它的產品開發進程相對來講比較短。特別是故障統計、可靠性分析、運營分析的這些數據缺失或者很少,你在風機設計過程中,你沒有這些基礎數據的支持,你開發設計風機這方面比較盲目,會導致你將來運行過程中在這些方面,特別是穩定性和成本方面的損失。所以我們覺得可靠性工具和成本優化,特別是基礎的這些數據統計,對于開發大型的海上風機,對于提高可靠性,對于降低成本是非常重要的。
總結來講,現在在中國實際上有一個比較好的機會,國家準備開發海上風電,這個行業也在發展。開發下一代的風機,我們又可以借鑒很多歐洲之前有的經驗,通過這些方面的改進、優化和學習先進經驗,特別我想強調一下,就是用成熟的成本模型來指導你的設計方案,會對海上風機的開發有很大的幫助。簡單的說,在這個過程中用科學的手段,用基礎的數據,用更多的時間進行優化,長期來講,你可能會得到回報。這就是我今天講演的主要內容,謝謝大家!
Bruce Yung:謝謝潘先生,潘先生給我們做了一個非常好的演講,介紹了相關技術上的挑戰,有什么想問潘先生具體的問題嗎?如果沒有的話,那么再次感謝潘先生。今天最后一位發言人是張冰冰先生,是英國Ramax科技有限公司中國區運行與維護服務經理,有請張先生。
張冰冰:首先感謝主席,感謝組委會給我們Ramax一個演講的機會,我也用漢語的方式演講,正好翻譯的工作也就打平了。我前面一直也在專心致志地聽前面前輩的演講,差點把自己演講的內容給忘掉了。首先介紹一下自己,我叫張冰冰,是Ramax運行與維護的經理,在中國以及亞太地區為各個風電場提供一些運營類的服務和狀態監控。今天我的主要內容首先是一個簡短的半分鐘公司介紹,通過我們在歐洲和亞太地區的兩個商務案例,來引出我們Ramax提出的全壽命周期監控,會貫穿四個連續的案例。
首先我介紹一下我們公司,Ramax我們主要的業務就是風力發電的齒輪箱還有汽車傳動還有工程機械,還有航空航天的一些傳動系統。我們總部在英國的諾丁漢,在全球一共有11個分公司,在中國我們有三個辦公室,分別在杭州、北京和重慶。在過去幾年里,我們最值得驕傲的是,由Ramax設計的齒輪箱,由中國制造的各個齒輪箱從1.5兆瓦到5兆瓦大部分得到了德國船級社的認證,只有五兆瓦得到了設計認證,正在A級認證中。現在在整個中國齒輪箱市場里面,我們感到非常自豪的是,所有拿到A級認證的齒輪箱都是由我們Ramax設計的。
后面就是切入今天的主題,主要與大家分享海上的幾個經驗,首先我要澄清一下,如果我的演講中帶一些公司標志的,這些信息已經得到了他們的首肯,可以和大家分享。如果我要是不能提及他的姓名,也請大家不要多問,實在抱歉。首先我們看一下EON商務案例,這是它的風場名字,離海的距離是2500米,是應該第一輪進海風場項目之一,04年3月開始運行。最開始的時候EON也覺得這個風場肯定會盈利,但是他們沒想到在最初三年運行里面,所有的電機都更換了,所有的齒輪箱在機艙維修之后也被更換掉了。來來回回坐船到風機三年之內一共訪問了1500次,非常不可思議的數據,在國內我們現在也沒有運營商或者是風電場與我們分享這些數據,在國內到底是什么情況我們也不是十分清楚。
他的損失肯定是驚人的,EON最開始期待值,如果風機運行的比較適當,比較可靠,三年它的電量銷售額差不多應該是三千萬英鎊,現在匯率乘以10就是人民幣,這是它的預期收入。1500次的風機訪問損失的成本是750萬英鎊,由于齒輪箱和電機不斷更換,有很多風機都停機,利用率非常低,這樣電量又損失了150英鎊,更換齒輪箱海上風機基本上每一個百萬英鎊,電機比較相似。我們知道它的損失是非常嚴重的,之后我們和EON一起工作,對他們整個風機運行狀態以及他們的供應商都進行了全壽命的監控。在我們合作之后,之前1500次的風機訪問以及維護,轉變成了每年兩次定期的維護,而且我們把它變成了前瞻性的維護,這是非常重要的。這樣我們就可以選擇在低風的季節,對風機進行維護,損失就相對少很多。之前都是被動維護,即使換了齒輪箱或者電機,也會出現二次失效。其中有一臺齒輪箱就是壞了兩個,之后我們基于狀態監控的維護,也為EON做了很多根源失效分析,也幫助他們找到原因。之前EON比較頭疼的是他們有很多數據沒有處理,我們幫助他們進行處理,又為他們安裝了狀態監控,現在EON對他們風場很有信心。到底是該降低運營成本還是提高利用率,30臺兩兆瓦的風機,如果這30臺風機能夠每年提高1%的利用率,銷售額可以提高213K,也就是213萬人民幣。大家做一個簡單的除法,就知道這個杠桿加1%的利用率是我們更期望的,這也是我們和各個業主一起努力所要達成的目標。
第二個商務案例就是臺灣地區某一個電力公司他們的一個齒輪箱,最初的時候這個齒輪箱只是與太陽能有一些交合,我們業主客戶沒能夠發現這個問題,他們因為可能在監控上并不完善。齒輪箱不斷運行,他們磨下來的鐵屑隨著齒輪箱的潤滑油到了各個部位,引起高速齒軸發生嚴重問題,如果早期發現,這是歐洲某齒輪箱他給我們的一個報價,但是如果要是這時候發現將齒輪箱換掉一級太陽輪,問題就解決了,成本也比較低。但是到最后這個情況,整臺齒輪箱基本處于一個報廢的狀態了,所以損失非常慘重。這也是為什么我們提出提高風機的可靠性,才是風電行業立足的根本,才是成功的關鍵。我們提出了傳動鏈全壽命周期監控的概念,后面我會通過連續幾個案例,貫穿于整個壽命周期的始終,與大家分享我們在工程執行過程中的一些結果和經驗。
到底什么是全壽命周期監控呢,現在我們傳統監控只是集中在風機運行的時候裝一個狀態運行監控系統,或者把數據利用起來,這是比較全面的一個監控。但是我們現在要說全壽命周期監控的理念,將監控貫穿于產品壽命周期的始終,從產品開始制造到運輸到安裝調試到運行到最后的保修期結束,都要采用一個比較快速合理統一的平臺,對整個質量進行監控。剛才潘經理說風機有很多運行維護的數據都沒有利用,或者對齒輪箱再設計進行幫助,有了這套理念,為咱們中國本土二代、三代、四代風機開發奠定基礎。
第一個環節就是制造,在制造方面齒輪箱下線測試,首先我們用Ramax傳動鏈,最主要的目的找到傳動鏈的共振點,要對風機這些有共振的位置進行監控,因為合理的傳感器布局會對未來的風機狀態診斷或者故障診斷能夠帶來非常大的幫助。我們每次都會先執行這個程序,對我們后期的傳感器布置有一個作用。之后我們幫助業主對其風機供應商進行管理,ABC三個供應商,我們在他們的下線實驗臺裝上我們的智能系統,我們知道一個風機齒輪箱里面的零件非常多,有各種軸承,如果想控制每個零件的質量,對業主來說并不是那么容易。但是我們可以通過控制整機的性能,來讓業主了解他們購買傳動鏈的一個情況。供應商AB雖然滿足了振動指導值,但我們清楚看到供應商A比供應商B的振動等級低很多,供應商B肯定是有很多地方需要整改。在供應商B實驗臺進行一個比較,我們發現齒輪箱振動非常高,遠遠超出我們的預值,第一臺齒輪箱肯定需要進行一定的返修。在幾年前我一直是風機傳動鏈的認證師,也和德國船級社合作,做了很多齒輪的認證。我們很多同行對傳動鏈最終的下線測試并不是很重視,他們認為前期投入很大了,因為產品都已經成型拿到了,盡快結束就出廠吧,其實這是一個非常重要的環節。
第二個環節就是運輸,在出口的時候會有一些外國的采購者要求我們對整個運輸過程的沖擊進行監控,可能就是簡單的裝一個沖擊表,但是沖擊表并不能給出我們歷史數據,只能給出我們運輸過程中的沖擊最大值。然而沖擊中的監控確實非常重要,為什么?因為如果運輸過程中的沖擊超過軸承所能超過的靜載最大值,雖然產品還沒運行,就會產生一些損傷。我們在與業主工作過程中,對他們的風電場和供應商在產品運輸之前,就裝了我們的智能診斷系統,如果在運輸過程中有3G覆蓋,我們可以實時監控,如果沒有3G覆蓋,就需要副駕駛員記錄他們的運輸過程。我們看到在某一次運輸中產生了三次非常高的沖擊值,10、6.5、10,我們與軸承供應商探討,大致是在5到6G,很明顯這次運輸已經遠遠超出了咱們所能夠接受的質量范圍。
第三個環節就是安裝調試,這樣就能讓我們在風機安裝之后的第一時間知道整個評估風機的健康狀態。我們可以看到因為之前我們有了下線測試,所以我們有一些歷史數據作為參考。當風機在運行的時候,采集第一手數據,我們會發現整個傳動鏈的振動值比在實驗臺架上高很多。有兩方面造成,第一方面由于實驗臺架并不能完全反應整機的布局結構,導致他們的振動有一些不同。更主要的還是可能在風機裝配之后,它的運行狀態有了一些改變。我們經過細致的分析,一級系統的捏合指數錯位量值大了很多,我們給業主的建議必須進行持續的監控,應該嚴格的持續的對風機的運行狀態進行掌握,這樣以便及時做出反應。
下一個環節就是在風機運行過程中對風機進行監控。這一環節是監控時間最長,也是最復雜的一個過程。當然我們期待的都是能夠持續監控20年,風機沒有任何故障。我們能夠看到在某一個時段,風機高速跳動開始報警,隨著時間的推移,幾個月之后振動值不斷變大。這個給我們一個預警信號,可能電機和齒輪箱之間由于長時間在載荷情況下的跑,可能有些偏了,之后可以對風機進行預定的維護,維護之后我們發現統一位置的振動值小了很多。同時會采用一些其他的比如高頻率波等手段,對其進行更好的診斷。
既然我們在運行過程中發現了風機的零件有些故障,我們當然需要做出一些反應,到底是糾錯性的維護還是前瞻性的維護。我們這個案例中就可以看到,我們在2007年中旬的時候就發現風場他們的某一個振動值開始超標了,我們進行了內窺鏡的檢查之后,認為這個情況可以持續運行,而且不會損傷其他的零件。我們在英國冬天風力最大的季節,雖然它的振動趨勢不斷增加,但是它仍然可以保持運行,這樣提高風機的出力。到了第二年的春夏之交的時候,風力比較小的時候,我們才進行了高速軸的更換,也為業主創造了更多的風機利用率和銷售額,真正從糾錯性維護到前瞻性維護。
預測風機后面等效運行時間,或者稱為疲勞監控或者疲勞預測這個模塊,通過持續測量,風機所受的實際載荷,或者測量風機在輪轂那塊的實際載荷,反過來通過之前我們設計時候的載荷負,驗證設計時候的疲勞,進而再預測風機的剩余壽命到底還能運行多長時間,這也會給我們后面的維修做一些前瞻性維護或者定期維護,提前給咱們做出很多的準備工作。
通過這個之后,我們跟EON的轉變是非常明顯的,我就不具體讀出這些數字了,大家看到這是一個非常明顯的結果,我相信各位風電場心中自然是有數的。
最后做一個總結,咱們風電行業走到現在這一步,大家都已經認識到可靠性和可持續性才是咱們能夠盈利的真正關鍵。考慮到商務還有技術上非常多的挑戰,風機也是一個非常復雜的系統,我們需要更加先進的健康評估方法。在不斷工作和經驗的積累中,我們也提出了全壽命周期監控與健康評估,幫助所有業主來提高風機的可靠性。我們Ramax也通過長期的研發,有了整套傳動系統,也借此機會愿意跟中國更多的客戶進行技術上、商務上一些分享,也希望大家在我演講過后多多交流。謝謝!
Bruce Yung:謝謝張冰冰先生,有沒有什么問題要問張冰冰的?對于Ramax技術有什么問題嗎?
提問:你也有若干的這些工具,我認為這些工具可以進行這些工具的產品銷售,對于在中國的五大供應商中,有沒有人正在使用你們的工具,包括你們在風機上的監測儀器?
張冰冰:很好的問題,謝謝您,他用英文問的,我就用英文回答,我們是跟非常著名的供應商包括GL還有在丹麥的認證公司進行過合作,還有西門子公司他們CMI專門供應商,他們在世界各地都有很多風機的安裝。與此同時,前五的運行商他們還有很多新的風機的OEM制造商,都是我們的客戶,他們隨著新的風場的建設,也需要質量上的咨詢。這些對我們公司來說,這些都是非常好的業務。
提問:您剛才講的這個系統是非常成功的,你們事實上測試的是測風塔的測量還是其他的方法測量?
張冰冰:謝謝您,這是一個更加詳細的技術上的問題,我們的部署包括空間感應器和測風器,我們還有一些模型,我們有很多的模型,還有泄露的管理,我們都是根據客戶的要求。
Bruce Yung:還有其他的問題嗎?如果沒有的話,我現在就宣布這一部分的會議結束,在此,我要感謝所有杰出的發言人為我們提供了非常豐富的發言內容,并且給我們帶來了非常好的海上風電的討論機會,所以非常感謝大家,希望大家回去的時候一路平安。謝謝!
主題:風力發電分論壇速記
時間:2012年2月23日
地點:皇家大飯店一層宴會3廳
蔣莉萍:各位大家下午好!現在我們就開始我們今天下午的分論壇,我們今天下午第一階段一共是五個發言人,我們有90分鐘的時間,按照會議主辦方的安排,我們希望每個發言人把演講的時間控制在15分鐘左右,我們能夠爭取留一點時間給我們在場的各位聽眾,各位到會的人員一起來探討一下他們關注的問題。我想因為時間關系,可能我們每個演講者后面如果時間允許,就給大家兩個問題的時間,一方面請我們每一位演講嘉賓把時間控制一下。第二我提醒大家,在場的各位出于我們為了大家有一個更加安靜的會議環境,也是出于我們對演講者的尊重,請大家務必把手機關到靜音狀態。下面我們先請我們的第一位演講嘉賓,他是能源電力集團股份有限公司總經理謝長軍先生,謝總在我們業內外是赫赫有名的,所以我們的會議主辦方也沒有準備他的簡歷,我覺得我也沒有必要介紹他的簡歷,下面我們有請謝總來給我們講風電這個崛起的產業他的一些見解和體會,有請謝總。
謝長軍:女士們,先生們,大家下午好!很高興做一個介紹,這個題目很好,一個迅速崛起的產業,這個產業確實很好,朝陽產業,也有很多苦惱。時間關系,我想有些就不講了,現在國際上整個情況大家都清楚,目前中國的裝機是排在第一位,到去年年底是6270萬,這些大家都清楚,我不講了。為什么要說這些數據,就是我們中國雖然是很大,但是我們的比重還是很小,我們連愛爾蘭還不如,中國風電整個裝機容量還不到6%。中國風電這些年取得的主要成績我總結了幾條,第一條就是可再生能源法的出臺為風電發展提供了強有力的法律政策保障,最早是全額收購,無條件的,但是電網公司最近提出來,要保障性收購,有些技術問題,所以就要限電了。
第二,國家風電特許權招標有效降低了風電開發成本,我們09年造價是9320塊錢,10年是8295塊錢,去年大概是7900塊錢,這個造價可能代表了整個行業造價,可能我們造價會比別人稍微低一些。
第三就是規模化帶動產業化,產業化促進規模化,加速了風機制造國產化的進程,這是一件好事,我做風電時間很早了,那時候中國沒有風機只能從國外進口,但是現在中國的風機遍布全國各地,量也很大,現在整機廠也有好幾十家,確實有點投資過熱,產能過剩,不需要那么多。我這里呼吁我們的風機制造業該停一停了,不能再上了。
第四個就是風電裝機連續五年翻番,但是未來幾年不會再翻番了,看來電網的承受和資源的配置還有風機的質量保障有個過程,未來幾年大概每年在1500萬千瓦的數字在前進,到2015年達到一千瓦沒有太多的懸念。去年裝了1800萬,實際投產的只有1200萬。
第五點,確實通過開發以后,培養了一批開發商。龍源作為領頭羊,大唐、新能源、華能新能源,帶動了整個中國風電的發展。風電基本80%還是由國有資產投資,因為它的回報率比較小,民營企業跑馬圈地比較多,真正動手就比較謹慎了。風電也拉動了一些地方經濟的發展,確實風電偏遠地區經濟比較落后,對地方經濟也起到一個帶動作用。
龍源電力是我國風電發展歷史的縮影,我們無論是裝機規模、速度、質量、效益等等基本是跟國家整個大環境是相吻合的。我們首先是風電到去年年底裝機是894.5萬千瓦,排在亞洲和中國第一位,世界排名有望升至第二。我們09年因為風電在香港主板上市,融資177億人民幣,創下了中國境外電力系統融資的一個奇跡。除了國電以外,其他四個發電集團的境外資本第一次在境外融資只融了24億美金,總和加在一起,龍源融了26億,風電給全球的信心,大家有一個很好的認識。
龍源是全過程管理,從前期測風、設計咨詢,設備采購,運行監控,檢修維護,技術研發,專業領域,包括CDM都是自己做,我在龍源當了11年總經理了,我沒干別的事情,就是打造一個產業鏈,但是我沒做風機,我認為風機是制造廠的事,不可能一個企業整個產業鏈都要做,那負擔會很重。
我們的效益也很好,我們設備平均可利用率是97.78%,設備利用小時數是2230小時,去年由于風資源的下降和電網限電的一些影響,利用小時數降到了2026小時,降幅很大。去年由于限電,龍源公司大概損失了100小時的小時數,總的限電量超過了發電量的10%以上,最嚴重的地區內蒙古東部達到了30%,黑龍江吉林達到了20%,還有甘肅等地方,其他地方基本是不限電,限電是各種因素,有電網調度上的一些原因,我想如果電網調度上能夠提高意識,我們在經濟利益上做些調整,就會好一些。去年限電大概損失了50億人民幣,我跟電網某個領導開玩笑,我說把這50億分一半給電網,限電可能就沒有了。
我們除了風電陸地以外,龍源還開發海上,現在在江蘇如東建成13.1萬千瓦海上風電廠,成為全國最大的海上風電廠。除此以外,我們還在考慮內陸地區的風電開發,剛才講的這些地區風資源很好,但是電網結構有問題,高海拔風電項目正在建設,這個可行的,我們在云南、貴州已經建成一些風電廠,在安徽建成25萬風電廠,風速70米高層的速度大概在六米二左右,它的造價大概在八千塊錢左右。它的小時數大概在1900小時,這樣倒算過來六毛一的電價,股本金的回本率會超過12%,這種風電不會多建,因為畢竟它的經濟效益有限,電量也有限。我們國家不限電應該在2200小時,1900小時不到平均數。
目前風電成績很好,但問題也不少,最大的問題就是風電的接網和消納問題。風資源遍布在內蒙古、甘肅、新疆、東北三省這些遼闊的地區,但這些地區的電網結構比較薄弱,負荷也不很好。當地能消納是有限的,只能靠外送,現在外送通道國家正在規劃建設,但需要一個過程。目前風電的發展速度受制于電網的建設,路上跟同志們在聊天,電網這兩年加快了外送通道的建設,同時充分認識到了這個問題的重要性,所以電網現在的積極性很高,而且他們也有信心。我認為有三到五年的時間,中國的風電會解決很大問題,十三五中國的風電發展會上一個很大的臺階。大家看報紙介紹,最近新疆要建三條通道,如果這個能建成的話,哈密地區就可以很快建起來。
第二這是一個很頭疼的事情,當然這是一個過程,目前中國風機制造業量很大,數很大,但整個質量還不盡人意。最近一兩年連續出現了多次事故,燒毀、倒塔等等,我們目前風機的質量還有一個很大的問題。這里并不是說所有的風機都不好,我們龍源在全國用六七家風機,這七家我個人認為好一點,沒有出太大的問題,其他的我們沒敢用。這里最主要的問題就是中國風電風機制造業發展太快,換句話說就是以我們那幾位制造業的老板們他們野心太大。剛剛做好一千五,回頭就想三千,三千樣機還沒有運行幾天,就想搞三兆六兆了,我看了看好象制造廠沒怎么來人,應該注意一下了,掌握一個節奏。風機不是越大越好,要可靠,要可行。歐洲人搞1.5兆瓦的風機大概搞了15年,三兆瓦搞了十年,六兆瓦也搞了好幾年,有人提出咱們搞十兆瓦了,這個太快,大躍進了。現在我們1.5兆瓦風機是主力機型,我這里呼吁我們這個行業還是要控制一下速度,保持一個質量。我不管別人,我買風機是很苛刻的,我一定要看它的業績,看它的可靠性。龍源效益比較好的原因就是我們風機質量比較好。
第三個問題,這件事我看地方政府也沒有太多官員,就是地方保護太嚴重。我有資源,你要來我這兒建廠,你一定要用我的風機,這是一個惡性循環。你選擇風機,制造廠質量好也行。我舉個例子,我們在一個縣里建立了兩個風機制造廠,過去沒做過風機,他要求你在這里建,一定要用我的風機,這就很麻煩。地方政府權力大,我也沒辦法,最后我跟他談判,談到最后的結果,你用我一半,我只能先忍忍了,所以地方保護是個大問題,風機本身是個高端產品,在一個縣城連基本的制造能力都沒有,連螺絲釘都做不了的地方,你做風機,另外地方為了GDP,我拉了多少業績來,確實不好,我也很生氣,我也得罪了不少縣太爺們,但是沒辦法,我有時候也得屈服他。但是這對中國的風機制造沒有好處,我接待過江澤民主席,接待過吳邦國委員長,我都直言這個不行,但是現在好象沒有人管,中國自由開放慣了。
海上風電開發秩序還有問題,這主要是國家海洋局和國家能源局意見不統一,這個不說了。
未來我認為發展勢頭還是比較好,還是很快。至少有兩條,一個是胡主席的承諾,一個是溫總理表態,我們非化石能源占一次能源消費要到15%,沒有風電達不到這個指標,我們核電要慢起來,太陽能造價又太高,只能靠風電。所以風電必須大發展,不管什么原因,而且現在電網也表態了,積極建設通道,“十二五”一個億,我預測未來這幾年你們要有資本運作機會的話,你們去考慮風機制造兼并的收購,肯定會整合的,太多了,多的實在數不過來,我現在數不清楚到底有多少。
第三個就是海上風電進入實質性開發階段,15年500萬應該能完成,我去年搞了15萬,未來三年可能會多一些。
最后是風電行業需要轉變了,一是從追求發展速度向追求發展質量轉變。我們中國風電大國,但絕不是強國。我們的質量應該說還是有問題的,去年中電聯統計我們風電利用小時數是1900小時,但是別忘記他統計的是我們裝機容量是六千多萬,統計的是已經發電的四千多萬小時數,如果把六千多萬算起來,就是2200小時。第二個就是追求裝機容量向追求風電電量來轉變,未來風電還是要電量,至少在1800小時的風電就不要去建設了,過于低風速的地方就不要建了。第三個就是過去強調大規模集中開發,我認為應該向大規模和分散式相結合轉變,還是要分散。我不是學電的,我是學熱動的,學污染學鍋爐的,后來搞風電,如果在甘肅九泉建了一大片,這個通道的建設總有穩定電力支撐的,風電是不穩定的,所以要分散建設。我就介紹這些,謝謝!
蔣莉萍:謝謝謝總,大家有什么問題?提兩個,只有兩個機會。
提問:剛剛提到如果是風機不太好的,如果在風電小時在兩千小時以下的,最好不要發展,但是我們跟國家發改委討論當中,他們現在好象鼓勵到風六米以上的都去發展,現在有很多風機低風的都可以發展,在這個問題上我想探討一下你的意見,我們中國風電往前走,還是高風速的還是在5.5米到6米的風速也可以發展風場。
謝長軍:你這個問題很重要,實際它涉及到國家策略問題,中國的風電資源還是很豐富的,應該說有的是,主要是電網結構問題受約。像我剛才說的西北地區風速都在7米以上,六七米以下的很少,這個建設沒有什么問題。目前看我們考量這些地區限電,安徽、山東、山西這些地方建設風電,我們選擇是每秒6.5米以上的風速,這樣建設起來倒算帳,按照現在的基礎條件可以超過1900小時。為什么這么算?因為造價很清楚,還有電價是確定的,倒算我的回報率能不能達到,目前看6.5米以上的風速開發沒有問題。隨著風機技術的進步,大葉片風機的出現,現在開發到93米,如果93米的時候,這個風的速度下降到六米,還是可以滿足77葉片的7米風速。我只能給官員們提供建議,盡可能要多開發一些高風速的風場,雖然現在電廠有些制約,會有限電,一旦電網解決了,這些電量是高的。像我們在新疆地區,我們利用小時數是2900小時,我們在甘肅只有2200小時,像內蒙古也可以發到2500小時左右,像我們在福建最高一個分場4350小時,那個電價也是六毛一,那我賺錢就賺很多,但這種資源有限,但是它的設備磨損會嚴重。
提問:我是來自法國大使館能源部的,現在所有風電場盈利的情況,你有沒有一個總體的分析?
謝長軍:全國情況我沒統計,龍源整個裝機去年是895萬,我去年掙了29億風電,按照股本金回報率算大概在15%左右。但是我敢保證除了龍源以外,沒有人像我這么高的,全國平均數大概10%不到。
蔣莉萍:謝謝謝總。其實謝總這邊我記得早幾年的時候,聽他說過一句話,印象很深,也是他今天說的一個概念,他這么多年專注做風電的開發,所以這個能源做得這么好。咱們知道喬布斯做了一件事就是做了一個蘋果。下面我們請來自德國聯邦外貿與投資署的中文名字叫韓佩德先生,請他來給我們做下一個演講,他的演講題目是德國風能市場展望與生產前景,因為德國在新能源開發方面是做得非常出色的國家,韓佩德先生他是德國聯邦外貿與投資署投資促進業務方面的駐華代表,聯邦外貿與投資署是德國對外貿易及對外引資的一個官方機構,為進入德國的中國企業提供業務支持的一個方面,韓佩德先生是經濟學博士,曾經在多個國家和多個機構共事過,而且他還撰寫了一本書叫變革時代的管理者責任。
Markus Hempel:女士們,先生們,大家好!我的中文說得不太好,我首先介紹一下德國風能市場,中國、美國和德國在鉛球風能領域居于領先地位,截止2010年底風電裝機容量中國是44733,德國風能市場數據,2011年新增風力渦輪機中,90%以上的渦輪機額定容量為兩兆瓦或以上。2011年德國制造商份額與容量等級份額,這是風力渦輪機裝機容量2011年德國制造商份額,這個圖上面列出的是歐洲主要風能市場數據,在德國來看主要在北德地區,比較東部地區來說,北部地區的裝機容量是最多的。這個是我們海上風能的市場,像謝總剛才也講到了海上風能這部分的發展,在實現我們宏偉目標,如果沒有強有力的海上風能的發展,就沒有辦法實現可再生能源占比的目標。在歐洲也有這樣的宏觀趨勢,現在2030年之前已經確認了將實施大約有35個海上風電場的項目,海上裝機容量就會超過116GW。我們可以做這樣的預估,通過對于主要市場上已有的服務,我們了解德國、英國等國家,這是北海、波羅的海海上風電開發的主要地區,這是在歐洲海峽地區最主要的裝機容量的地區,北海是排名第一的,其次就是波羅的海,他們正好和德國臨界。這張圖展示的是英國、德國、荷蘭三個最主要的風能利用國家和其他歐洲國家的裝機容量分布還有他們2030年的目標。
英國海上風機現在是做的最多的,而且目標最多,計劃最多的,德國是排名其后的。截止2011年中,歐洲已經批準海上風電項目是在右圖所列出來的。北海地區、波羅的海這兩個也是在未來歐洲加快發展海上發電的地區。截止2011年底,德國海上風能的已裝機容量約為215MW,目前正在開發的海上風力發電場項目有60多個。在2011年中,德國海灣超過26個海上風力發電場以及波羅的海的另外四個風力發電場已經獲得審批。有很多內陸做風電的也積極考慮向海上風電發展。
德國各沿海港口正在大力開展基礎設施建設,以滿足風電行業需求,有很多港口在最初設計的過程中,就已經考慮了海上風電基礎設施。此外,與此相關的研究機構也是非常豐富的,比如說ZDS研究機構,有很多機構在這方面已經研究很久了。現有的風電公司也是很多的,他們有可能是生產部件的,生產渦輪機的,和風電場的建設直接相關的,這個上面列出的紅點就是那些風電公司最密集的一些地區,這是不來梅港的一個圖,例如像不來梅港海上風電的一個碼頭它的一個發展的情況,上面藍色區域是計劃中的發展區域,而紅色所代表的是已經在存在的,不來梅港是一個典型。還有在波羅的海邊境的一些地區,波羅的海也是一些碼頭終端的發展。
我們接下來看一下我演講的下一個方面,就是德國風能領域相關的一些政策框架。德國是歐盟中的一部分,大部分德國所制定的這方面的宏觀計劃要符合歐洲的,也就是2030年之前,CEMS消費量占能源消費總量的比例將達到20%,寫我們希望能達到35%。到2030年,歐洲海上風能發電量將達到25GW。可再生能源法要確保風電固定入網電價總年數在20年以上,在海上風電方面,像德國有一個德國聯邦建設發電,現在銀行也會以50億歐元資助海上風能的項目,就不詳細介紹這些方面了,我們看一下可再生能源法,這是歐盟的一個宏觀法律,他設計了一些獎勵的項目,對于風能發電入網的電價有一定的額外獎金。比如有改擴建的將近,底下這張圖右邊是一個壓縮模型,初始電價比如說最初是19。風能領域的一些商業機會,風能產業供應鏈各個環節都存在著巨大商機,因為它涉及到很多專業技術的匯總,而且在德國這個供應鏈發展非常完善。一方面就像我說的,我們有歐盟的市場,因為我們在歐盟市場的中心,同時我之前也已經講過,我們是很早就開始這方面的研發。不管是在風機方面,還是在風力方面,在我們研究的時候,當時還沒有一個可再生能源的法案,所以德國在這方面是研發方面的先驅,所以我們有這方面的法律體系,來保證你的投資回報。當然,我們還有一個非常多元化的本地的供應產業,這就是說一個新的公司在這個市場上能夠有很多的機會,同時你們也可以看到我們有非常獨一無二的基礎設施,比如說我們有非常密集的基礎設施來幫助你們進行海上的風機發展。這些都是德國在地理上面的位置,可以把德國作為一個風機研發、生產方面非常有優勢的地理地區。我們在安裝方面也是一個先驅,在歐洲來說都是比較先進的。
德國政府當然也是非常致力于進一步促進風電的發展,德國是一個非常工業化的國家,所以它的能源必須要從其他的可再生能源中來獲取。因為我們最近也已經限制了核能的發展,所以總體來說風能在可再生能源中也是占了非常大的一個份額。風能也是德國的一個主要的能源來源,所以大家可以看到在可預見的未來,德國的風機市場會有長期的發展。就像我之前所說過的一樣,德國是非常先進的制造工業,我們現在是在世界上25%的風機都是在德國制造的,我們在這方面經驗豐富,也有這方面的人力資源。大家知道德國離北海非常近,所以在安裝方面也是非常方便,離周圍一些地區非常近,在未來發展上也是一個優勢。
作為我的一個結論來說,我簡短介紹一下我們的組織,可能你們不很了解我們的組織。對于我們德國貿易和投資署來說,如果外國公司想要進入德國市場,我們可以支持外國的投資。在我們這些投資項目中,我們有世界各地的投資項目,在中國也有辦事處,我們可以給大家提供一系列的服務,包括我們可以提供各個選址的信息,還有產業的信息,同時也可以幫助你們進行項目的管理,如果要有項目方面的投資的話。比如如果你們要是希望知道當地激勵措施的話,我們可以提供詳細的信息,你們就可以知道在你們的項目中可以享受哪方面的優惠措施。還可以幫助你們來取得德國相關政府對于這些激勵措施的批準,我們還有若干的員工在我們德國各個產業來進行專門的工作。同時也可以來幫助你們申請到歐盟委員會的激勵措施的批準,比如對一個公司來說在德國進行了投資,他們由于公司在不斷的改擴大在德國的制造,他們在德國建立起來了一個生產,我們就可以來幫助這個公司來取得在德國的優惠措施,能夠使他們的生產得到35%的現金獎勵。還可以幫助當地市場,因為我們有一部分工人是從本地所招募的,所以我們也可以為你們在當地建立起生產工廠來提供各種服務。
我之前也跟大家提到過,我們也可以給你們提供更多的信息,如果你們對于德國或者歐盟感興趣的話,我們有專門關于風能方面的手冊,還已經有中文版的,如果你們想要知道關于在德國建立企業更多的信息,怎么對德國進行投資,怎么來獲得德國的優惠措施等方面,你們都可以看到我們的聯系方式,我以及我們的同事,他們都在這里,如果有任何的信息的話,都可以隨時跟我們聯系。如果有任何問題,我們都愿意回答你們的問題。謝謝!
蔣莉萍:有問題需要提問嗎?
提問:我是來自于中國的法國大使館,是否能夠給我們講一下你們在世界各地的德國公司的成功案例。
Markus Hempel:當然我們是要支持對于進入德國的投資,當然也有很多德國的公司他們也有非常大份額的出口業務,德國是一個非常重要的出口國。我看到之所以他們成功,當然也是因為他們涉足這個行業比較早,我剛才已經提到了,我們在德國很早就有可再生能源方面的運作,所以很多公司在這方面有悠久的歷史和經驗了。他們也可以提供風機以及風機的材料,與此同時,德國也是非常致力于產品的質量,這也是為什么。我們德國非常愿意去提供高質量的機器。
蔣莉萍:我們有機會下面再交流吧,剛才韓先生給我們介紹了他們的興趣點,我相信大家可以從中找到自己的市場機會,我們看到德國在促進可再生能源發展方面決心也很大,他還有一個目標,到2050年,他們的可再生能源發電量是希望能占到總的電力消費的80%,這是一個非常宏大的目標。下面我們第三位演講嘉賓是來自中電聯可靠性管理中心發電處的副處長周紅女士,周紅女士給大家介紹風力發電設備可靠性評價規程宣貫,有請。
周紅:大家下午好!很高興大會能給我一個機會向大家介紹一下我們剛開始實行的風力發電可靠性評價規程,可靠性在我們國家已經開展有28年歷史了,我們剛開始是火電機組的評價,現在是從十萬以上的火電機組,四萬千瓦以上的水電機組,還有核電,目前我們正在開展風力發電可靠性評價,這是我們可靠性發展的一個大致過程。我們評價主要是通過我們一些指標來評價我們發電機組的可靠性還有對一些發電生產制造廠一些指標的評價,截止到2011年底,在我們中心報送的可靠裝機容量是1800萬,占了40%。到2011年底,整個上網機組是4200千瓦,從09年開始風力發電可靠性的統計工作,到現在可能也就三年的時間,正在逐步要求各個風力發電企業開展風力發電可靠性統計評價的工作。
下面我大致介紹一下我們統計辦法的一些要求和我們的一些狀態、定義還有我們評價的一些指標,對風電機組和風電場。我們評價指標是基于我們2001年頒布的《發電設備可靠性評價規程》,這個行業評價規程上制定風力發電的評價規程,首先在04年當時跟浙江省電力公司一起制定了風力發電可靠性評價規程試行版,最終2010年由電力行業可靠性管理標準化委員會組織修編了風力發電設備可靠性評價規程,今年報到國家能源局,要上升到行業標準。
風力發電可靠性評價我們是結合風力發電設備的具體情況編寫的,規定了我們風力發電機組和風電場評價的辦法和指標情況。這是我們評價風電可靠性的一個參考的國標和電力行業的標準。下面我從四個方面主要介紹一下我們評價里面的一些內容,一個是評價的范圍,第二是基本要求,還有一個狀態的劃分和一些相關的定義,第四就是我們評價的一些指標。
評價的范圍目前就是在我國境內的所有風力發電企業,目前我們中心要求一百千瓦以上的風電機組,要求報送到我們可靠性中心相關的數據。風力發電可靠性評價我們分為風電機組的可靠性評價和風電場的可靠性評價兩個部分。具體再往下劃分就是風電機組是我們以出口開關為界,包括風輪、傳動變速系統、發電機系統、液壓系統、控制系統、變漿系統等。
風電場的統計范圍,除了風電機組以外,還包括了一個箱變、匯流線路、主變等,以及相應的附屬、輔助設備,公用系統和設施。我們作為電力監管方面的一個要求,要求各個風力發電企業報送一些相關的數據。同時我們配套有一套風力設備可靠性管理信息系統,還有一些相關代碼來支撐我們這個風力發電可靠性統計評價。這是一個基本要求。
下面就是我們基于評價,把風電機組劃分所有的狀態都在這個里面,可能有些跟實際工作中特別是像計劃停運風電機組不講這個,已經是定期維護了,我們延續原來的風電機組可靠性評價里面的一些相關規定,這個就沒有進行修改。主要就是兩個大的狀態,一個是使用,可用和不可用兩個大的狀態,可用包括運行和備用兩個狀態,備用又分為調度停運備用和受類停運備用,受累停運備用又分為場內原因受累停運備用和場外原因受累停運備用。我詳細講一下我們規程中對于它狀態的詳細定義,運行狀態是機組在電氣上處于聯接到電力系統的狀態,或者未聯接到電力系統但在條件滿足時,可以自動聯接到電力系統的狀態,機組在運行時,可以是帶出力運行,也可以是因風速過低沒有出力。
備用分為調度停運備用和受累停運備用個狀態,調度停運備用是機組本身可用,但因電力系統需要執行調度命令的停運。受累停運備用分為兩類,一個是場外,一個是場內,場內原因受累停運備用,因機組以外的場內設備停運如回流線路、箱變、主變等故障或計劃檢修造成機組被迫退出運行的狀態。場外原因受累停運備用,主要是因場外原因如外部輸電線路、電力系統故障等造成機組被迫退出運行的狀態。計劃停運,現在風電場機組主要是定期維護,半年或者一年或者180,在規程里面我們規定叫計劃檢修也叫計劃停運,非計劃停運是機組不可用而又不是計劃停運的狀態,類似于故障停運。
第三個方面是我們相關的一個評價指標,就是我評價這個風電機組的可靠性如何,通過我們14項指標反映出來我們風電機組的可靠性。下面我介紹幾個主要的我們經常中心要用到的幾個指標,一個是可用系數,它主要是可用小時跟統計小時的一個比值。利用系數就是利用小時,利用小時大家都很重視這方面。運行系數還有非計劃停運率,非計劃停運率,非計劃停運的時候還需要估算一個電量損失,這個電量損失目前還不是很精確,都是各個風電場通過周圍風機的運行情況去估出來的一個估算值。
暴露率也是我們評價一個風電機組可靠性指標的一個很重要的指標。主要它運行小時和可用小時之間的比值,另外還包括計劃停運系數、非計劃停運系數、容量系數、出力系數、非計劃停運發生率、平均連續可用小時、平均無故障可用小時等14項指標,同時我們網站上也有這個規程,大家到時候可以去看一下。
上面是風電機組的評價指標,風電場的評價指標我們規程中有三項,一個是風電場的可用系數,還有一個就是風電場的非計劃停運系數,還有一個就是風電場的利用小時,風電場的評價指標主要是按機組指標的容量加權平均值進行計算的,可再生能源可用小時跟常規的火電機組不太一樣,我們這里的可用小時只包括運行小時、調度停運備用小時、場外受累原因停運備用小時。不可用小時包括我們場內原因受累停運備用狀態的機組,風電場利用小時,這是我們征求風電場的一些意見,把這個指標最終通過2011年修訂的時候,把這項指標加入進去。
這是我們中電聯發布的風電場可靠性的一些評價指標,這個不具有很強的代表性。目前我們在中心統計的基礎,今年能達到一千多萬多臺,占44%,我們會在2012年4月份有個全國的發電可靠性發布會,其中會發布風電可靠性相關指標,今年還會增加相關制造廠的一些評價,這是09年、10年的統計,也希望風電企業我們共同促進風電可靠性的一個工作的開展。謝謝大家!
蔣莉萍:這個辦法后期準備上升為行標,大家有什么好的建議可以隨時跟周處這邊進一步聯絡。謝謝!可靠性的問題這個辦法出來以后,給我的一個概念,我們行業已經把風電作為一個電源在對待,這個概念非常重要。大家知道風電在比例比較小的時候,在電力系統處理的方式是什么呢?把它作為一個負荷,作為一個變動的負荷去處理。我們現在從咱們行業協會把它作為出臺這么一個可靠性管理辦法,是把它嚴肅的作為一個會支撐電力系統安全穩定運行的電源來要求的,這是一個非常重要的行業信號。第一電力行業我們對風電寄予了希望,我們希望他扛起我們電力運行的大旗。第二你們要把風電場管理好,一個是你掙錢的基本要素,可靠了,你發電利用小時數才能提升。從電力系統運行來講,可靠性關系到整個行業安全穩定運行的一個很重要的要素。我想這是一個對我們整個行業發展都是非常有好處的指引辦法,下面有請第四位發言嘉賓,他是來自華電新能源發電公司總工程師袁凱峰,華電新能源是中國進入世界前十強之一的三個企業之一,有請袁總。
袁凱峰:謝謝,各位領導,各位嘉賓,大家下午好!下面我把我們的一些華電新能源公司在工作中遇到的一些問題,一些思考跟大家分享一下。非常高興能利用這個機會分享一下我們當前的一些觀點和判斷,如果不正確的,咱們還可以進一步商榷。華電新能源公司于07年9月成立,作為一家主要從事風電等清潔能源的投資開發的專業新能源公司,我們始終高度關注行業的發展現狀與未來。過去一年全球風電開發保持了強勢增長的勢頭,2011年全球風電裝機總量同比增長約21%,4100萬千瓦左右。其中我國市場增量是最大的,占總增量的五分之二。但是我們也發現了一些值得注意的變化,下面我分四個問題再進一步說明一下。
第一個是新增裝機規模出現減緩的趨勢,據有關方面統計,2011年全國新增風電裝機是1892萬千瓦,同比增速為73.3%,從而使我國風電裝機規模成為世界第一。2011年全國新增裝機約1650萬千瓦,全國風電裝機總量和新增裝機的總量仍然居世界第一,但是與2010年新增裝機總量相比已經略有減少,同比增幅是負的,可以看出風電自05年以來連續五年持續升溫的趨勢在2011年已經開始出現轉折。
二是裝機增量結構出現一些微妙的變化,作為風電的主要投資商,2011年五大發電集團除華電、國電新增裝機同比略有下降之外,華電同比減少了16萬,國電同比減少了30萬,其余三家均有增長,華能是27萬,大唐是16萬,中電投是31萬。總體五大發電集團同比新增數還是有所增加,新增裝機總量的比例從2010年的49%提高到58%,提高了九個百分點,超過了新增裝機總量的一半。這是幾個圖表數據。
第三個值得關注的問題是發電量增幅下降。2010年,全國風力發電量是501億千瓦時,同比增速是81.41%,而2011年風電發電量是706億千瓦時,增幅僅40%,電量增速出現大幅下滑。從設備等效利用小時看,五大發電集團的利用小時數也都出現了負增長。其中除大唐以外,基本上利用小時數均減少了200小時左右,我們華電減少比較多,減少將近500小時,491小時。
第四個問題就是風電行業經營更加困難,面臨著一些個別企業,不能說普遍的,國電剛才介紹他盈利28億,但是個別企業出現了虧損。虧損主要一方面是出力不夠,達不到當時設計的出力,如果當時2300小時,11年變成了1800小時,少了500小時,500小時的利潤就沒有了,所以出現了一些虧損,這也是值得注意的一個問題。
總體來說,我們作為一個風電的投資企業,2011年我們抓住了較好的發展機遇,同時也面臨著挑戰,也比較嚴峻。現在我們必須要思考這樣幾個問題,一個是風電行業高速發展的勢頭是否會繼續,今后我們是否繼續加大投資還是有所控制,第二是風電的優勢究竟還能有多長時間,制約風電健康發展的最大障礙在哪里,第三是“十二五”期間是不是風電的調整期,如果是,調整的風向標應該指向何處。過去的一年我們風電投資企業既受到外部的多種因素影響,又受到內部多種困難的制約,除風電核準速度減慢等因素外,還有資金來源、資金成本方面的壓力也比較大,受全球經濟復蘇和中東等局部地區的持續動蕩影響,風險防范成為金融產業面臨的重要課題。中央貨幣政策也因此從原來的適度寬松轉為穩健,前后多次調整準備金率和上調了存貸款利率。這樣給我們投資企業貸款利率的上幅,財務費用增加,據統計,自2011年七月末,五大發電集團的負債總體高達24823億元,同比增長了17%,累計發生財務費用528億,同比增加了33%。由于2011年全國五大集團的相關數據到現在還沒有最終看到,但是估計整個財務費用不會低于一千億,在這種情況下,我們對風電項目的選擇慎之又慎,其速度受到了嚴重制約。今年融資環境或許有所改善,但總體仍然偏緊,資金成本的壓力也將維持在一個不低的水平。與此同時,在融資困難的情況下,降低成本成為風電投資企業的首選,我們的低價格采購策略不可避免的把成本壓力傳遞到整機企業上,進而進一步下傳到零部件企業,導致整個產業鏈都拼命降低成本。以風電機組為例,從2008年至今,整機的價格每下降五百元的周期越來越短,分別是十個月、八個月、六個月、四個月,2011年由于總體裝機規模增速減緩,風機產能過剩比較明顯,價格下跌的速度也很驚人。產品價格下降是市場競爭的結果,對于我們投資企業來講,一方面是個好事,但是價格的下降在一定程度上有一個安全邊際,即質量成本的問題,與價格戰相伴隨的是產品質量的問題和售后服務的問題也就隨之而來,這對產業的安全和我們可持續發展帶來一些消極的影響,也是我們不愿意看到的。
去年風機起火倒塔以及脫網事故,構成惡性事故30多起,這已經為我們敲響了警鐘。另外近年來國內風機制造業突飛猛進,多家大型風機制造商都在爭相開發兩兆、三兆甚至五兆、六兆還有更大的,采用的路線也不相同,應該說我們的風機,剛才謝總也說到了,我們風機制造方面還沒有足夠的成熟的一些經驗和時間的考驗,還潛伏著比較大的危險。作為投資企業,我們對上游產業的這種發展表示一定的擔憂,我們認為應該是學會走,先走好,走穩再去學跑,再去追劉翔。追求規模一定要以質量第一為保證。
再下面我想著重談一下愈演愈烈的風電限電問題,據有關方面統計,2008年全國風電企業因電網限電損失約有2.96億,大約三個億千瓦時,而2011年限電已經超過15億千瓦時,約占風電發電量的12%。個別地區特別是三北一些地區接近20甚至更多,其中五大發電集團累積占90%以上,就區域看黑龍江、江蘇季風尤為嚴重,根據國家06年開始實施的可再生能源法,電網企業應該收購其覆蓋范圍內的電量,并提供上網服務,但實際上難以實施。限電的因素大致有三個,一是電網出于安全考慮,對達不到并網技術要求的,比如低電價穿越的風場給予限電。第二是電網的線路建設滿足不了偏遠地區風電裝機的速度,偏遠地區風資源好,地域也寬闊,一般都是荒漠地區、荒漠草原,適宜建風場,但是不能滿足送出的需要,所以在風機并網接入上比較困難。三是在偏遠地區當地的負荷也受到制約,消納能力不足。所以去年以來許多地方電網對于風機不具備低電價穿越能力的風電場進行了限電,隨著新標準的頒布,對于不符合風電場接入電網的進行限電今年還會延續,但是隨著風機的改造,這個制約時間不會太長。在偏遠地區風電并網,過去一年電網公司確實做了大量卓有成效的工作,全年累積送出風電線路新建的應該是2.26萬千米,風電送出匯集站25座,變電容量3370千伏安,風電并網接入得到了很大程度的改進。現在如何解決跨省區送出消納是我們面臨最主要的問題,我國風資源遍布特點,決定了風電場遍布在三北地區,當地消納不足,電網公司跨省區線路建設的規劃滯后,投資計劃等一系列工作與風電產業的發展有一個時間差,從而導致了風電大量的限電。現在我們也應該判斷到底是我們的風電發展速度過快,還是電網建設相對滯后,對問題的判斷不同,解決的方向就不同。如果是前者,就需要認真審視當前的投資速度,有意識的控制規模,如果是后者,則問題的解決就需要一種與電網規劃建設的進一步提速,業界的普遍看法,無論從國家“十二五”發展規劃對清潔能源的規劃看,還是從國外風電發展的現狀和規律看,作為可再生能源市場中最具商業化價值的風力發電,我國的風電發展還遠沒有達到需要控制的程度。應該說實現電網建設的加快,特別是跨省區送出線路的建設是我們共同的期待。
2011年,國網積極推進大型風電機送出工程和相應的跨省區的送電工程,完成了西蒙、南京等地的可研工作。似乎在一個不長的時間可以期待得到改善,送出的制約問題將得到較好的緩解。但是實際上跨省區送出問題提出由來已久,在十一五前后就提到日程,為什么沒有得到解決,主要原因之一是電網在外送問題上一直堅持采用交流特高壓技術路線,卻遭到了一些專家等外界強烈的不同意見,從而拖累了電網的建設步伐,到2020年全國可消納風電規模達1.6萬億千瓦,但是電力專家卻認為交流特高壓并非解決上策,一是技術不成熟,日本美國等國家已經放棄了這種技術路徑,他們同時呼吁采用分布式和直流高壓技術加以應對,送出的瓶頸問題一日難以解決。從2011年發布的國家電網公司綠色發展白皮書和2011年發布的國家電網公司促進風電發展白皮書可以看出,現在交流特高壓建設方案占了上風,而且國家電網已經有多個項目已經進入了實施階段,送出技術路線的爭論應該說塵埃落定。但是我們風電投資企業而言,到底哪一種技術路徑更為科學,實行交流特高壓后可能帶來大面積停電事故,對我們風電的沖擊能否控制,也是我們不得不擔心的問題。另外電網交流特高壓的建設,在具體跨省區路線選擇上,如何更多考慮風電消納外送,需要我們積極奔走呼吁,在呼吁過程中我們又認為如何制定相應的補償激勵機制,提高電網企業在外送風電方面的積極性,我們也需要共同的努力。
各位領導,各位嘉賓,從現在以及長遠來看,實現節能減排目標,發展風電是不可逆轉的。是我們的國策,2012年仍然是我國風電發展大發展大繁榮之年,我們預計全年全國新增裝機仍然會維持在一個較高的水平,但是制約我們發展的各種因素仍然很多,有些因素還將長期存在。今天非常高興的是,在這個論壇上把我們的意見提出來,供大家分析參考和一塊交流,給我們這個機會,我們也想拋磚引玉,提出一些不成熟的看法跟大家交流。謝謝!
提問:我叫吳剛,袁先生我要非常感謝你剛才坦誠不公的對于中國風產業的總結,我有兩個小問題,您認為所有這些產品中,什么時候你們可以改變對新投資的系統性要求?這是從現在的生命周期來看平均發電的成本。第二對于我們目前的數字來說,在所有的中國安裝的這些機組中,對于所有這些風機來說,不是不是98.4%?
袁凱峰:我的英語不太好,請翻譯一下。
提問:第一個問題很簡單,你剛才講到了很多問題,為什么,現在是安裝最便宜的風機,他在投標過程總是被選擇,但是在歐洲來說,我們是從20年的平均壽命來看它的成本,我認為中國如果改變了它的投標的標準的話,就會改變質量的問題。你剛才說了,你們現在在中國實際上最大的風場它的可用性已經是98.4%了,你認為它的可用性是多少?
袁凱峰:我試著回答一下,我想大家都希望風機的價格和綜合造價降低,這應該是個利好的消息。幾乎世界上所有的企業都通過招投標的方式來選擇好的設備,最低的價格,但是在中國特定市場和特定現在這個環境中,這個市場不太成熟,所以造成一些小的企業或者不成熟企業他利用這種低價中標,來爭得項目,但是它的設備質量確實令人擔憂,這是兩個問題。
第二個,剛才我們周處長說了,整體運行時數是98%多,我們看目前的設備作為我們華電來說,整個設備可用率應該在97%還是有保證的,個別的有99%的,但是不是完全一樣。國外采購的設備或者國外在威爾塔斯它的設備可用率小時數確實特別好,國產機組如果能維持到97%甚至更高,要花相當代價的。很多人在那兒維護,及時更換,如果這個跟不上,恐怕95%也很難保證。謝謝!
蔣莉萍:時間關系,咱們就不繼續提問了,下面我們進入這個環節的最后一個演講嘉賓,他是來自彭博新能源財經的風能研究部的負責人Justin Wu先生,彭博新能源財經是非常著名的媒體,吳先生領導的這個團隊是一個全球分析師隊伍,是負責風能領域的經濟政策和戰略研究方面的工作,其實剛才那位先生提到關于招標以最低價中標的這個問題,實際上我們現在在招標里面,從政府招標這個角度是在改善這一塊,并不是純粹以最低價來中標,還有一些其他指標在綜合考慮,這塊是在逐步改善。
Justin Wu:大家下午好!很高興有機會來做這個演講。我是來自彭博新能源財經,剛才有好幾個嘉賓已經講了,深入介紹了國內風電場的一些情況,我今天想用我的演講的機會,給大家介紹一下國外和全球現在風電發展的一些情況,包括面對一些挑戰,比如產業過剩或者價格和風電發電基礎的一些問題。
我們公司是一個全球的研究公司,辦公室在全世界各地都有。我們其中做的一個投資分析就是,每年投資到風電或者可再生能源行業的一個總的數量是多少,從04年開始到去年,每年全國清潔能源投資增長是每年都有的,而且增長是非常快的。在2011年太陽能在全世界超過了風能的發展和投資的數字,風電還是占發電和投資是很大的一塊。除此之外,我們會看到投資數字,但是我們也得去分析一下它的成本,清潔能源不同的成本,我們每個季度都來看在每一兆瓦時發電的時候,各種各樣可再生能源包括火電、天然氣等等他們的競爭成本是多少,大家如果能看到陸上風電是倒數第四,陸上風電是成本非常低。它跟其他的海上風電和其他的光伏來講,已經是離火電發電是非常近的一個位置,我們認為在未來幾年,這個發展會越來越快。我們會進入一個階段,就是陸上風電會不需要補貼的情況下,跟火電或者天然氣是有競爭力的。風能協會還有各國的機構都有統計,每年的裝機容量有多少,在2012年這個市場還會增長,去年投資的數字和風機銷售是非常高的情況,在14年、15年會慢慢下降,會受到一些打擊,尤其是美國市場對這個行業有些影響,美國市場的電價補貼結束,會對它的需求量下降。風電在長期在未來占每年新增裝機容量的比例是占很高一部分,歐洲、美國、加拿大和中國市場是比較大的市場,對于風電新裝機容量。但是我們看到很多新的國家也會考慮風電放到他們能源的規劃里面,包括巴西、南非、澳洲、土耳其等等,這些國家都會慢慢在未來幾年會發展,然后把市場給調動起來。
這也是一個投資的分析,每個季度的數字,其實風電行業在10年投資數字是非常高的。但是未來往后看,這個投資數量會越來越下降,其中一個原因就是每兆瓦投資,或者每一百塊錢或者每一千塊錢,一百萬塊錢的投資,你得回來的兆瓦會越來越多,因為風電的設備開發成本在下降,未來的數字不會像以前那么高,但是這個市場還會繼續往前發展。在產能過剩這個問題也是,如果你把世界上所有風機生產量加在一起,這個數字是超過每年的需求量。一個比較有意思的現象,其實我們在10年、11年才開始大規模的產能過剩的問題,這是因為在07年、08年的時候市場缺風機的時候,尤其在美國、中國投資新的生產線,這些新的生產線是前年、去年、今年才開始,過剩的問題現在剛開始變得目前越來越嚴重。在不同的市場有不同的考慮,比如在歐洲現在很多舊的陸上的風機生產線退下來,改成一些新的海上風機的制造線和生產線。在美國我們認為現在是產能過剩最嚴重的一個國家,因為在今年底PTC就是美國的國家對于風電的補貼在今年底會結束,在今年美國的發展基本上不會有的。最近我看到一些美國的風機訂單的情況,在12年基本上一個訂單都沒有,大家都在等著PTC等著補貼的后果是什么樣。在這種情況下,加拿大和墨西哥市場會越來越主要收美國過剩的情況。包括中國、韓國一些產業要到美國去開發新的制造線的話,基本上不是特別可能的,而且這不是很好的時候。在中國也是這樣,之前也提到現在在我國做風機制造商多的大家數不過來,我們認為大多數沒有機會在里面,大多數會悄悄下去,因為沒有什么技術,沒有什么市場,沒有什么真正的發展,是不會被別的公司收買的。我們認為中國市場已經開始慢慢在縮小,在并合起來。在其他的市場,像巴西、土耳其等等現在是要求當地生產的話,才能這邊來開發項目,這樣的話,也會引起一些新的產業線在那邊開發投產。
我們公司做了一件事情,我們會分析風機的價格,這是最新我們分析的一些結果,在2011年下半年我們分析了全球差不多10.5到11GW新的訂單,這是拋掉所有中國的價格,如果我們把中國國內的價格要加進去的話,這個線會非常低,這光看歐洲、美國和巴西的一些訂單情況。現在平均價格是在2011年下半年簽的平均價格是0.94,新的風機比如B112或者G90,他們的價格還是在一百萬歐元一兆瓦以上的標準,但是當初他們做研發和投資這些風機的時候,他們的價格是定的比這個高的水平。所以他們現在沒有得到回報,與此同時,舊一點的風機價格反而比這個平均還往下,在0.87、0.85,比現在的平均價格還更低。如果我們要求往之前看一下歷史的趨勢,風機價格在1984年的時候,在丹麥德國最早期的一些項目,基本兩百萬歐元一兆瓦,今天的價格大家剛才看到了,比如把中國的市場價格平均到全球的市場價格是88萬歐元一兆瓦的一個情況,這個價格下降是非常快的。基本上世界上裝機容量是每翻一倍是降7%風機價格,這是在歷史上的一個標準。與此同時,我們可以看比如發電的成本,兆瓦時發電成本,在1984年早期的丹麥和德國裝了一些項目,也是二百以上歐元一兆瓦時的發電成本,到今天降到52、53歐元一兆瓦時。每次裝機容量在世界上翻一倍的時候,這個成本降14%,如果根據這個趨勢一直走下去的話,剛才看到我們圖上說天然氣價格在世界上是46歐元一兆瓦時,在美國稍微低一點,歐洲稍微高一點。如果這個趨勢再往下走,其實風電跟天然氣差六歐元一兆瓦時的情況,我們計算未來四五年以后,可能陸上風電就能跟天然氣的價格完全可以在經濟上競爭,沒有補貼也能生存下去。價格下降成本下降是個好事情,對企業對發展是個好事,但其實對這個事情是很困難很有挑戰的一個問題。如果我們能維持5%,最后可能再賣硬件的時候都沒有利潤來賣這個設備。所以產業鏈再往下生存要靠什么,這是大家需要考慮,需要想的,這個商業模式怎么做下去,我覺得這是現在產業鏈面對的一個最大挑戰。這也是說陸風電的行業馬上進入一個跟其他能源是可以經濟上競爭的一個情況,不需要補貼也可以競爭。謝謝大家!
蔣莉萍:謝謝!到此為止我們完成了今天下午第一個環節五個嘉賓的演講,剛才吳先生的這個演講,我覺得是換了一個角度來看風電的發展,他有很多很好的數據,我想大家就不在這兒專門提問了,我們利用茶歇的時間,你們再共同探討。而且我也希望回頭我們可以跟您再多一些交流,圍繞風力發電前景的問題,這邊我想補充一點,就是關于風力發電成本可能下一步的趨勢,風力發電成本會接近天然氣成本,但是風力發電它的本體發電成本可能接近常規的一些發電技術,但是從整個系統的運行來講,還有一塊成本是需要大家認購的,需要消費者認購的,這個需要大家有一個高度的認識。謝謝!到現在我們完成了這個環節的工作,謝謝大家!我是來自國網能源研究院的蔣莉萍,謝謝我們今天下午的五位嘉賓支持我的工作,也謝謝在座的各位對我工作的一個支持。我也希望在座各位一起,對我們剛才演講的五位嘉賓他們的精彩演講以掌聲表示感謝。下各環節將會由中國再生能源投資有限公司執行理事長兼董事總經理Bruce Yung先生,他將主持下一環節的演講。
Bruce Yung:我們下面進行今天下午的第二個階段,大家下午好,我叫Bruce Yung,我是中國再生能源投資有限公司執行理事長,董事總經理,我們這個公司是在香港證交所上市的,我們公司關注風能的投資運行在中國的一些項目,我將負責今天下午的第二個階段的主持,第一個階段我們講到了中國陸上和海上風電場的一些情況,一些現狀,同時我們也講到了全球風電市場與投資的情況,還有我們講到了風電將會是非常有競爭力的,有可能和天然氣有直接的競爭力。在第二個階段討論中我們會關注海上風電的情況,大家都知道在去年10月份的時候,中國發改委與國家能源局共同出了中國的風電2015年之前的路線圖,其中也講到了風電一些具體的裝機容量,未來的設計,按照這樣的計劃,在海上風力發電方面也有裝機容量的提高。在國際海上風電發展上中國也會發揮作用,中國風力發電還處于一個萌芽階段,盡管動力很足,今天在這里的討論是恰到好處的,我們在這里邀請了四位演講者,他們將會從四個不同的角度去講解海上風電的可持續性發展,接下來就有請第一位發言人,Wenske博士是來自德國的Fraunhofer研究院,他是陸上風電和海上風電的專家,他為我們介紹的題目是海上風力渦輪機動態艙試驗臺實驗概念,有請。
Wensks:你好,我就會說這么一句中文,說了你好之外,就得講英文了,各位下午好,非常感謝主持人的介紹,我想跟大家介紹海上風力渦輪機動態艙試驗臺實驗概念,這種應用的確成為一個問題,因為陸上風力發電也會關注它的穩定性、可靠性問題。同樣在海上風力發電方面可用性可靠性也用通過實驗來驗證,我介紹一下在測試臺上進行動態艙這個實驗概念,還有它的加速生命周期的測試以及硬件在環的概念。很多其他的行業他們都已經生產出了非常可靠的產品,在生產產品的過程中所用的是一個V模型,是技術型的產品開發的一個模型,比如說在國防還有汽車以及航空制造業方面,都使用了這個V模型。從各種各樣的需求開始,把需求進行一個拆分,拆分成更小的細節,做相關的設計。在這個流程中,驗證對于各種各樣的性能驗證是非常重要的部分,在每個集成的各個階段都要進行驗證。對于渦輪機來說,可能它的V模型是更進一步的簡化,但是把這個渦輪機進行一個細的拆分,拆分成它的具體材料,然后再分成不同的部件,比如主軸再做子系統,最后做成整個系統,這是從上到下的各個階段。在每一個發展的階段都應該有一個接受度的實驗和驗證,比如在選擇了材料之后,我可不可以把它做成組件,主軸,然后再進行測試,看看能不能進行動力組合的組合,這不是一個簡單的過程,有很多的挑戰。因為對于測試的定義和測試的流程都是非常復雜的,而且這個過程本身就有一定的復雜性。但是接受度的測試卻是非常重要的,這樣才能一步一步去確保最后生產出來的產品是可靠的,而且每一個步驟接受度測試都要去進行。
大部分的風力渦輪機的生產廠商我并不是說亞洲,歐洲也是這樣,都會關注實地的測試,會渦輪機生產出來進行測試,但其實不是V模型的最根本所在。整個接受度和驗證的測試應該在每個流程中每個階段都去做,才能保證最終的這個產品是自然而然沒有問題的。而現在人們所做的越來越多的是傾向于上級別的測試,也就是說敞口那個地方的測試。測試的范圍是如此之狀況,測試也如此之復雜,我們在這里所看到的至少有三個組群是我們值得關注的。如果我們想看有一些不同的話,第一個是開發測試,第二個就是模式的驗證,最后就是下線測試,這是三個最重要的,而且我覺得這個是沒有任何討論余地的,必須是要去測試的。測試的設備必須要有,而且必須是正常運行的,這是第一個組別。
第二個組別可能要更加復雜一些,我們覺得第二個組別的測試是可行的。而且可以在試驗臺上去進行測試,到目前為止,現在還沒有關于第二個組別詳細的測試的一個定義。比如說大家所遵循的這個測試的列別也是各有不同,如HLT高加速說明測試,還有高加速用力測試等等,最后一個組別由于時間的限制,或者是其他的一些限制,可能并不適合。比如包括全面的風機的認證測試和全壽命周期監控和疲勞度的測試。今天幾乎所有的運行的還有可能未來會運行的這些測試都叫做非循環的加載應用測試,具體來講,這意味著什么呢?非循環的負載,就是在這個設備上進行負載,接下來看實際的表現,一般它會轉成旋轉的模式。在這個中心的主軸和旁邊就會有一個互動力,其中就包括幾個方面,如軸彎矩、軸扭矩還有轉速旋翼,這是一個典型的測試臺,比如左上方的機艙,還有中間是負載應用,負載加載的這個,也就是說在機艙上進行一個負載,這個機艙我們認為它是一個適應器,這個地方不能提供的是一個主軸。在右邊是一個主要的移動力,相對應的就是它的總裝系統,動力系統。其中也包括中間那個部分替代主軸的是補償軸,還有右端的右上方的是原動力的一個測試。如果說在這個地方施加一定力的話,它會有一個相應的反作用力,在這個補償軸上它會解決這樣移動的狀況。到最后不會對原動力,也就是右邊造成任何的影響,而主要是通過補償軸來回應之前所加載負載上的實驗單位的一個負載,由補償軸來回應,而并不會影響到右端的原動力。
再詳細看一下里面一些具體的部分,藍色是這些非旋轉的設備。其中也包括黃色所代表的是旋轉的部分,藍色代表的是非旋轉的部分,這個部分是補償軸的部分,是補償軸所帶的部分,而這個地方用的是靜壓的軸承。這是在實際運行中的,也就是下線測試,至少是在2017年之前,這種測試臺還將是全面使用的。在德國2017年之前,我們將會一直使用,這個測試臺對應的是五兆瓦的,這個是一個十兆瓦的機艙的試驗臺,也是在西班牙的研究中心,我們有一個開發測試臺,不管是對于小的這些風機還有一些其他類型的機艙,這是我們目前來說是我們在建的一個最大的測試臺,是在美國的一所大學進行的一個海上的風機機艙測試臺,它是有16兆瓦,95%的這些設計,他們是在未來的測試都是由這個測試臺來進行。包括海上的風機,還有對一些新型的海上風機來說。現在在它的輪和轉子之間沒有非常清晰的界面,我們加入一個界面,它在旋轉的過程中還需要來通過液態壓力導管來進行疏導,它會帶來更多的成本,會失去一些靈活性。現在這個試驗臺在現實中還沒有存在,是正在建設之中,它不僅是對于機械進行測試,我們在最后一部分還有一個電子原件方面的測試。因此,你們在這個幻燈片上可以看到,這是我們的一個圖紙,是我們在實驗室的電子測試部分。它完全是在實驗室進行機艙電子部分的測試,我們把不同的電氣原件聯接在一起,這個原件可以在內部來模擬各種各樣的情況,包括低壓穿越、高壓穿越等等,還有各種電網的行為都可以進行模擬。我們還有一個電子認證流程,在我們的機艙測試臺上可以進行電子測試,我們有些測試需要一年多的時間才能獲得所有的數據。我們需要供應商來給我們提供這些,還有可以在不到一個月的時間進行電子方面的認證。
對于高質量的測試臺來說,需要一些硬件圈的概念。我現在給大家解釋一下,你必須去模擬一些不僅是現在的風機,以及它對于轉子長期的影響,以及短期的影響,還有電子模型在現實生活中的情況,還有這些測試臺都是新時代的系統中的部分。它可以在非常大的起動器上進行運作,它在機械部分來施加負載,所有的這些測試都應該進行它的風險的衡量,然后在新的設計上可以來進行考慮,只有這樣,我們才能保證我們的實驗結果是非常高質量的。
我們今天所看到的是在未來在非傳輸裝置的風機和傳輸裝置的風機上會有一個區別,我們對于有這個傳輸裝置的風機來說,會有特殊的測試。我們會有測量的數據和模擬的數據,還有可以看到它在運作點的情況,對于這些沒有齒輪的風機來說,我們也進行風流的計算,它的原則就是從不同的時間階段和不同的事件上面,不同的負載,把他們進行一個收集。對于它的加速生命周期實驗來說,必須要限制它的正負,這樣就可以減少它的實驗時間。對于它的齒輪方面,必須要考慮到所有的運作點,因為有更多內部的力磁,所以在這種情況下,我們會有一個分布密度方程式。然后我們再把它放到我們人工的負載時間缺陷的合成上,然后產生這樣一個結果,然后可以顯示出它最后的方程。
在這里,我們可以看一下它可以對于沒有齒輪的測試來說,它似乎要簡單一點。它對于振動原件的考慮不用這么多,在這里可能它的測試加快的倍數可以十到二十,而對于這個車輪的風機來說它可能加速的倍數是五到十倍,非常重要的就是對于傳動部分的測試,他們必須要在這個試驗臺以及在實際的工況中進行進一步數字的證實。在這里我給大家總結一下我們現在轉子負載應用,現在在6F的旋轉液壓起動器上,主要看一下你們整體情況和工況,有五齒輪風機的概念現在需要其他的測試機,它需要建立起其他的試驗臺。目前我們主要的重點是在機械上的測試,而不是電子上的測試。但是我們現在看到一個狀況,對于電子認證的過程你要有一個很好的試驗臺,而且這個機械認證在試驗臺上總是有限的。對于不同的風機有不同的程序,也需要不同的考慮。現在我們有很多研究工作,謝謝大家,也非常歡迎大家跟我進行討論或者跟我進行討論。
Bruce Yung:謝謝教授剛才給我們提供的這些內容這么豐富的介紹,對于我們測試系統的介紹。現在就進行問答階段,誰問第一個問題。
提問:在您的發言中,您給我們介紹了這個材料,對于未來來說,風機哪些材料是比較有優勢的,你們的著重點在哪里?
Wenske:第一個對于電子刀片的測試,還有疲勞測試,如果你考慮到疲勞測試的話,我不知道英文的詞是哪個,對于這種材料目前來說,你要取出一些試樣來進行實驗,但是它沒有考慮到一個全局的設計情況。所以我們現在需要有一些新的測試程序,讓這些新的測試程序可以考慮到全局性的問題,比如說有一些特殊的材料,這些特殊的材料它需要跟其他的這些特殊的部件,其他特殊的設計聯合起來進行測試,而不僅僅是把這個材料的試樣拿出來進行測試。因為它的實際運作過程中,可能它的應力比它在試驗上受到的應力情況更加復雜,所以你在實驗的時候要模擬工況。
在這個領域,比如在主軸方面,有一個方法可以對于主軸進行測試,有的時候我們可以看到進行正常設計的時候,它是行得通的,但是在現實生活中它卻沒有辦法行得通,可能有一些其他的部件影響。比如說它的表面或者其他的東西,有一些東西在研究中還是處于不明朗的狀況,所以我們不能只是指望著進行材料實驗就行了,有的時候他會給我們進行誤導。
Bruce Yung:再次感謝Wenske博士的發言。今天下午第二位發言人是Richard先生,他是在風能上面已經有十年的工作經驗了,他的專業領域是風的測量分析以及風能生產,今天他的話題是海上風力監測最佳做法和案例研究,謝謝。
Richard:非常感謝邀請我來到今天下午這個會議,我非常榮幸。現在讓我準備一下,剛才已經介紹過了,我今天下午的發言是講在海上風力管理以及怎么從測量和分析中達到最佳結果,首先我想給大家講一下峰能公司,我們是一個工程咨詢公司,我們的專業是在風能方面。我們是在2002年建立起來的,我們已經有十年歷史了,我們在中國已經有五到十年的歷史。在2010年的時候,我們加入伍德集團,他現在有六萬多員工,他有非常好的油氣背景,他們也非常希望把油氣方面放在風力發電方面。我們有很多資質,我們獲得多個質量體系和風電場項目的資質。
我們主要的重點是為我們的客戶來驅動可再生能源的發展。我們去參與各種各樣的活動,我們有很多可再生能源的項目是我們從建設到運行到維護分析都是有參與的,所以我們參與它各個階段。在過去我們主要做的是風能方面海上和陸上有關的工作,同時我們也參與到生物質能以及潮汐能等方面的發展。
Sgurrtrend是我們的一個軟件包,這個軟件包是分析運行中的風能,并且收集風機以及風方面的數據。Galion有著非常強大的測試能力,這是我們的辦公室我們的總部所在,我們在世界各地一共有七個辦公室,總部在蘇格蘭。我們可以看到這是我們在各個辦公室做出非常好的全球成績,我們現在已經是直接服務過六萬五千兆瓦的項目,現在我們去想一下海上測風,對于海上測風來說,你們怎么來找到最佳的方案。我們希望看到的是在各種各樣的地址上來進行測風,這樣我們就知道在每個風機位置上長期和短期的風流,通常來說如果我們有這么大覆蓋面的話,是非常昂貴的,所以我們希望我們在建模方面和質量方面是非常可靠的。我們要減少我們不可預見性,來考慮發電量中的不可預見性。這個是基于我們所做的一個研究,這個研究是在美國進行的,他們去了75個風場,怎么去減少在能量預測方面的不可預見性。在這里可以看到有一系列問題從測試到建模包括其他一些相關的問題,包括在這個項目周期過程中風的改變情況,所以我們有一系列的不可確定性。在這里看到不確定因素的丙圖,如果我們可以減少它的不可預見性,可以把20%的不可確定性都消除了。如果你們看一下建模的問題,如果去掉了建模方面的不可確定性,你可以去掉40%的不可確定性,剩下40%的不可預見性是跟你所的測量有關系,因為在這個項目的生命周期中你看到這個風的情況是不一樣的,我們就從剩下的不可預見性開始著手。所以你們現在看到的就是40%的不可預見性,但是總體來說有60%的建模和測量可以改善你的測量結果,同時也可以改善你的建模結果,就可以減少很多不可確定性。
這是我們在陸上的風場上所做的工作。不管是在陸上還是在海上,對于在海上你還要去考慮到風高還有風的其他情況,我們可以做一個假定,實際的建模和測量大約含有50%的不確定性,如果你減少了在測量中的不可確定性和風的不可確定性,是你需要著重的地方。現在這里看到的并不是在歷史上我們比較關注的地方,在過去所經常遇到的情況,我們看一下在歐洲首個海上風電場的風流測量用了以下的方式,他用了油氣安裝的方式,還有天氣預報,包括船上的預報裝置,用這種設備來進行的測試能夠達到預期的目標。但是對于我們需要預測一個非常大的風場上的能源來說并不具有準確性。最近人們認識到這一點,人們開始安裝更多的海上各種測量的設備,有時候它的高度可以到70、80米這么高,而海上的測風塔只有一百米高,測風塔是非常昂貴的。而且它是一個非常大的建筑,而且整個建筑物也經常會出現故障。
未來可能會有更大的風力渦輪機,規格要更大一些,相應的看到的轉子也會非常高,高度將會達到二百米,而海上測風塔只有一百米,中間就有非常不確定性,因為測風塔一百米和風高二百米之間會有很大不確定性。這是一個例子,尤其是風的切片的問題,這個是我們所使用的激光雷達,激光雷達區只能達到六百米這樣一個測風高度,在二百米以下精確度比較高。在晚上的時候,在這樣的區域風速是非常高的,但是它并不總是這樣,它可能風速比較高,一會兒又消失了。這是比較冷的區域,比如從山上下來的冷空氣,一般是這樣的風速,但是突然可能會一下達到二百米深度的不同,而在這個區域是一個運行中的風電場的區域,就會出現很多齒輪向上的問題。業主沒有辦法理解為什么會出現這個階段的停機,實際發生的情況是只能夠測試到雷達區是一百米,而風切變在這個區域是一樣的,可是到了晚上的時候,如果出現了風力極大提高的時候,對整個齒輪箱還有傳動系統都會直接產生一連串的反應和影響。
如果關注一下輪轂的風切變推斷和實際發生的對比,在輪轂這邊的風切變是最高的。什么才是最佳的測量方案呢?就是一定要測到足夠的高度。對整個轉子,對整個輪轂區,它的測量結果必須要覆蓋輪轂直徑所在的高度,并且要保證一定的精度,這就需要使用遙感的設備,比如激光雷達或者聲雷達,但是現在還有一定的干擾,而且它的成本比較高。測量的數據也需要具有較高的可利用率,這就需要利用測風塔再加上激光雷達或聲雷達進行整合,目前關注的最重要一點就是輪轂直徑高度要覆蓋得掉。總是可以把這些數據和已有的傳統方法做的這些數據做一些對比和找到他們相對應的關系。這是一個案例分析,用的是ORQA的量化分析的系統,是最為先進的技術,這是目前為止最先進的技術與數據監測平臺,希望用比較經濟的合理的方法去進行全面的數據統計,全方位捕捉氣象、環境、海浪、潮汐和基礎數據。還有像聲學多布勒德測試的結果也會納入到測試結果中來,來做潮汐、海浪方面的數據。還有其他已有的技術和設備的整合,并且對相關參數進行調整,所以在做一個風電項目的時候,可以根據你這個項目的具體情況來調整實際的測量方式和測量的參數,這個可以用ORQA這樣一個平臺捕捉到全方位的數據,如氣象方面的數據,風速和風向,氣壓溫度濕度,包括鳥類前夕的影響,海洋生物的數據,水文的數據,包括海水深度、浪高及流向、洋流,像環境因素的數據也是根據你具體的選址位置來的。比如像歐洲像鳥類我們會跟鳥類直接相關的雷達來獲得相關的數據。還有在歐洲海洋生物哺乳動物的存在,也會對我們數據造成影響的一個常見項目。
Galion雷達可以全天候測試,也可以做獨立驗證,同時它也是一個自動化的無人設計,有7×24小時的電源,風力或太陽凝發電機,蓄電池及柴油或汽油發電機,我們可以做遠端這些數據的捕捉記錄分析和反饋,也可以乘船或者直升機,直接進入這個平臺上進行相關工作。其中最重要的一部分就是要確保你的測試是恰當正確的,而且也是可以回頭進行捕捉的。Galion激光雷達就可以提供這樣的功能,它在測試過程中用最為常見的測試體,而且可以測長達五米的風軸,最主要的一點,他可以測到十米高的測風塔的上面。在風速發生了明顯變化的時候,相對應的對于其他一些設備的影響,它也可以得到直接的體現。如果用傳統的測風塔進行測試的話,所獲得的數據和通過這個雷達的數據我們進行了一個對比,99.6%是一致的。在香港已經有這樣的設備實際安裝了,現在剛剛調試交付使用。還有一個是左邊的,左邊是之前的,右邊這個是一個禮拜之后將會直接交付使用的。我的同事,有三個同事他們現在是直接做這個平臺的,而且剛剛完成了它的調試工作。還有另外一個主要因素就是驅動力,為什么這個行業要考慮使用雷達的系統,最重要的一點是它非常小,而且非常便攜,而且測風塔在兩米之下它的數據可以頻繁使用,但是用這個雷達可以測十米以上,選址你可以根據實際的選址來做這一套設備的具體調試和參數的設計,我就講這么多。
Bruce Yung:香港那個海上風機多高?
Richard:他們好象相對應的還沒有確定,但是我覺得是五兆瓦的,相對應的就會根據五兆瓦選一個規格,20米左右。相關對應的高度是160米,就是測試應該能夠覆蓋的高度。
Bruce Yung:非常感謝Richard。接下來一位發言人是Garrad Hassan的經理潘偉平先生,大家可能很熟悉Garrad Hassan,Garrad Hassan在中國的業務到底是什么樣的,他也是清華的畢業生,后來在加拿大在中國雙邊工作,非常感謝,有請潘先生。
潘先生:我的名字叫潘偉平,我來自Garrad Hassan公司,感謝組織者給我這個機會來做這個介紹,需要澄清一下,在大會的議程里是我的同事張冰冰先生,他有急事回到上海總部去了,所以由我來做介紹。這個PPT原本是用英文做的,我用中文來講,這樣可以使本地的聽眾來了解。需要講一下,我這個題目是我們對于中國海上風電這個行業的技術方面挑戰的一些觀察,我本人實際上算不上海上風電的專家,但是我們公司在海上風電做了很多年。我們歐洲的同事給了一些比較好的材料,如果在講演的過程中有不對的地方,請大家指正。
很簡單,我就用一張幻燈片來介紹Garrad Hassan,我們是誰,我們做什么。GL是德國勞埃德船級社,Garrad Hassan在風電已經做30年,它的認證很有名氣。GL我們是風電領域的技術顧問,我們做風電場和風機的設計,第三方的技術評估。09年8月Garrad Hassan加入了GL集團,和GL下面另外四個品牌做業務,形成了GL下面的可再生能源集團,我們用的品牌是GLGarrad Hassan,我們在全球有將近一千人從事主要是風電行業,現在還有在太陽能、潮汐和波浪能這個領域的技術咨詢工作。在中國我們已經有七年了,在中國和上海有本地的辦公室,大概有35個人。
我下面想簡單講一講中國風力發電機走過的一個路程,這個可能能反映一點在中國這個行業的一個發展。在中國從早期04年開始,本地的風機行業開始通過技術轉讓的方式,05年就開始慢慢發展起來了。經過這些年的發展,中國的風機制造特別是本地的風機制造行業有了很大的發展,在之前講演里也都提到了。我們大概總結了一下發展的歷程,04年到08年是一個階段,08年到10年是一個階段,11年到現在應該是下一個階段。在目前這個階段,我們覺得有幾個特點,從行業的整合到這個產業鏈的垂直發展,到多產品平臺的建設,風機這個產品的優化和改進的服務,我畫紅圈的就是海上風機的開發應該是目前一個亮點,倒不能說它的規模有多大,這是現在的一個特點。另外一個就是中國品牌的風機走向國際市場。
我們做了一個總結,是一個比較粗的看法,就是中國現在的風機制造廠家從他們在這個產業的地位和自己能生產零部件的程度的高低,因為有些廠家基本上是組裝,自己不生產,有些廠商自己生產一些。現在一個特點,不一定完全準確,我們可以看一下領先的幾個廠家像華瑞、金風、聯合動力都已經生產規模很大,從他們的生產量和國際上統計,像國際上的咨詢公司BTM和其他的咨詢公司統計,他們的產量已經很大,在產業上的地位也有。但實際上它跟國際上的其他品牌比起來,這個差距還是不小。我底下畫這些小的紅圈,這個大家可能也能猜得到,之前有其他的講演者講,中國現在有八九十廠家,把中國的廠家分成第一、第二、第三梯隊,這些廠家到現在的位置比較微妙,其實我們也看到這兩年有幾個韓國大的廠家雖然起步比較晚,但是他們的步伐比較快。底下也有幾個印度的廠家在做這個風機,總體上來講,在中國這個市場上兩極分化非常厲害,行業整合現在正在進行。
我列了一個中國本土的廠家目前正在開發和做的跟海上風電有關系的一些情況,到目前為止,有一定運行經驗的是在上海東海大橋華瑞的三兆瓦,正在開發的或已經有樣機的,我列了這些,也可能不夠全面。華瑞有六兆瓦,湘電買了荷蘭的風機公司五兆瓦已經有樣機了,國電聯合動力最近在連云港六兆瓦下線,上海電氣自己做3.6兆瓦也有樣機了,金風在研制六兆瓦,株洲南車在做五兆瓦,東氣在做三兆瓦和五兆瓦的大風機,明陽也宣布自己2.5到3兆瓦的兩葉片的風機,江陰的遠景開發了3.6兆瓦的兩葉片風機,運達在做五兆瓦,浙江華宜宣布了他們在開發六兆瓦的風機。簡單的說,實際上在中國這個市場這些本土的風機廠家都在鼓起勁來大規模開發海上用的風機,這個是現在目前的一個狀況。
這張幻燈片我記得我以前在會上也講過,目前這個狀態是這樣,簡單做了一個比較,中國廠家雖然產量很大,但是他們的市場還是區域性的,不是一個全球性的市場,雖然有些廠家現在在往外走。在我們對中國市場的觀察,雖然這些廠家的生產能力都很強,但是在關鍵的核心技術的開發和產品的優化上還是有一些欠缺。對于新產品的開發,特別是大功率的海上風機的開發,對于有效的測試,對于產品的優化這方面的工作還是有待于提高。另外,大家可能也知道在這個行業里人才的流動也比較快,因為發展得很快,相對來講有經驗的人很缺,造成了目前有一些行業上特別是大的公司之間對人員的挖掘,還有人才流動這個現象。在中國這個市場上,對于供應鏈的管理,到目前為止雖然經過很多努力,但是還是出了一些問題。之前幾個開發商包括華電和龍源也都講過,去年包括前年出了一些事情。其中有一部分原因是出在供應鏈上,還有就是我們覺得在這個市場上,質量體系的管理不是特別的有效。有很多原因,這個跟西方發達的風電市場體系,第三方的約束或者是國家對風電這個產品的質量管理、監督、約束的力度還是有很大的區別。
我們簡單做了一下中國目前規劃的海上風電的項目,我就不一一過了,從最北的遼寧到最南端的廣東規劃的情況。這里在每一個括弧里15指的是2015年,20是2020年,現在的一個狀況,因為這個規劃的信息是變化的,僅供大家參考。我這個片子底下列的是第一期江蘇海上特許權的這四個項目,我們大家可能都知道四個特許權的項目雖然批了,沒有一個動工的。具體什么原因,實際上有很多內在的原因導致了這個項目一直拖到今天。
下面簡單講一下對于海上風電的市場我們觀察到的一些技術上的挑戰。這張片子可能有點字太小了,如果大家看不清楚,表示道歉。我簡單講一下,我們前段時間做了一個研究,海上風力發電機的開發在歐洲發展的一個趨勢和中國目前的情況之間的差距。這個片子里第一個就是關于風機的應用,實際上在歐洲現在它的一個趨勢,海上風機的開發已經開始專門為海上風電來開發這個風機,而不是說像在歷史上把陸上的風機移植到海上做一些改進。在中國我們觀察到已經有這樣的趨勢,領先的本土廠家已經意識到不用去移植陸上已經用的風機到海上,他可以去專門為海上的氣候工況條件單獨去開發海上的風機。
第二個就是關于現在海上風機所謂的大小,在歐洲運行兩到三兆瓦到五兆瓦,目前廣泛應用的已經裝到水里或者正在做的海上風機大概在三到五兆瓦之間,當然也有報道說,有在開發了,像日本的三零重工開發了三兆瓦。到目前為止,在中國我們所了解的放在水里的三兆瓦的就是華瑞的東海大橋,有國內幾個廠家已經在做三兆瓦以上,四兆瓦、五兆瓦,甚至開發五兆瓦的風機。
第三塊所謂的結構性的效率。在歐洲我們可以看到,現在對于海上風機的開發已經越來越多的把精力放在系統的效率,包括大葉片的風機到整體結構的優化。包括控制系統的策略,集中體現在它如何把風機整體效率提高,整體效率其實也包括傳動量效率的提高,風機的機頭如何機頭重量降低,包括對于疲勞和載荷的設計和它的特點。
第四是傳動鏈技術,大家可能也都比較清楚,如果你比較關注風機的技術發展的話,現在在歐洲的發展實際上有一個趨勢,但是不是完全的,在減少傳動鏈里的齒輪箱這個環節,有些直驅的風機開發進來,國內叫半直驅,一到二級的齒輪箱帶中速的發電機,永磁是一個很好的選擇,當然也有立體的發動機,這個趨勢在國內也被大家認可,大家也在做。還有一個特點就是全功率變流,這并不是說使用全功率變流,使用永磁的發電機,雙柜發電機就不用了。這個趨勢我們覺得在國內還是有所認識,大家也能夠清楚這個好處和壞處。
批量生產這個事情在中國還沒有,在歐洲批量生產只能說少數的幾個廠商有這個批量生產。現在跟具體的項目很有關系,比如英國的第三輪、第四輪的海上風電,法國現在在做的海上風電的招標,這些東西可能對于廠家來講,做他的生產規劃會有幫助。在海上風電的廠址附近,在海邊上做生產,實際上是從風機的運輸、安裝各方面來講,可能在最近的港口附近做生產或組裝是一個比較好的選擇。在歐洲我們看到這樣的例子,但是現在中國還看不太出來,雖然我們了解像金風和華瑞,一個在大豐,一個在鹽城有基地,是不是那附近海上風電項目就足以支撐他們的生產能力,這個并不清楚。但是在附近的港口做組裝做生產肯定是一個趨勢。
最后一個,實際上是從風機的設計和對于海上風機的維護,在歐洲已經很長時間就是把風機的可靠和穩定性和容易維護,作為它一個非常核心的設計的準則。這個東西反應到風機從早期設計概念開始,你的設計準則里就會把這個加進去。我后面還要講到還有一些比較重要的數據或者是模型來支持對于風機的穩定性和容易維護這種設計的趨勢和支持。
簡單的說一下我們一些看法和建議,要保證海上風機的穩定運行和能夠降低成本,通過技術進步和設計上的突破是一個很重要的手段。為了能夠進行最好的優化,設計出最可靠的風機,有幾個重要的方面是要在設計海上風機的過程中要考慮的。這里我大致列了一下,可能還有其他的,這個不一定完全。
第一個就是用更加先進的控制策略來解決或者是部分解決風機的一些問題。實際上在設計風機的過程中,對載荷的主動控制一直是搞風機控制系統工程師們的一個追求的目的。你如何主動控制,你用獨立變漿,現在陸上風機大多數不用,海上做風機設計的時候,獨立變漿是一個很重要的方式。你通過獨立的變漿,它可能采集葉片上的信號,你可能在葉片上就要裝傳感器,對每個葉片的載荷進行收集,反應到你的控制器里,通過你的控制算法,對葉片包括傳動鏈進行調動或者是安排。所以通過控制的算法做主動的載荷控制,這是一個非常重要的手段。
第二個,對于智能葉片的開發,其實我們可以看到現在世界上領先的葉片公司他所采用的手段和做葉片設計,通過氣動,通過控制,通過智能材料,提高葉片的性能。還有一個就是對于并網特性的研究、控制和運用,復雜的風機控制系統可以使風機具有比如說低電壓穿越、零電壓穿越、高電壓穿越的性能。我們國家過去一年到一年半的時間里在講低電壓穿越,海上風機也很重要,你通過復雜的控制手段,通過改善并網的特性,來實現這些功能。
還有一個就是為了達到系統的可靠性,把控制和維修的策略把它放到狀態監控里面去,對于海上風機來講更是這樣,如果你對風機的監控和你維護策略要是不對的話,停機會影響很多的出力和發電。
這里我簡單列了一下,有一些對于海上風機設計的關鍵事項,包括穩定性,包括一次投資的建設成本和運營成本的權衡。有的時候你要想提高風機的可用率,特別是海上風機的可用率,你這個成本會很高,中間有一個平衡,如何來平衡,我不詳細講了,底下畫紅圈的,設計一個比較可靠的先進的海上風機,設計周期會很長。而且這里有測試,有優化的環節,但是我們發現在國內這個環節不是說所有,往往是被本地的風機制造商甚至很領先的風機制造商忽略了。本地有政治任務或者市場的任務,我需要把我的產品很快放到水里面去或者拿出來,你如何衡量你對這個市場對你的壓力,還有你本身設計的要求,這有時候是很難辦的。
這張片子列了一下,關于可靠性工具和成本優化這么一個流程。實際上陸上的風機設計也應該用這個模型。對海上風機的設計也很重要,但是目前就像我剛才所提的中國風機制造商他因為受到市場的壓力,或者受到其他方面的壓力,它的產品開發進程相對來講比較短。特別是故障統計、可靠性分析、運營分析的這些數據缺失或者很少,你在風機設計過程中,你沒有這些基礎數據的支持,你開發設計風機這方面比較盲目,會導致你將來運行過程中在這些方面,特別是穩定性和成本方面的損失。所以我們覺得可靠性工具和成本優化,特別是基礎的這些數據統計,對于開發大型的海上風機,對于提高可靠性,對于降低成本是非常重要的。
總結來講,現在在中國實際上有一個比較好的機會,國家準備開發海上風電,這個行業也在發展。開發下一代的風機,我們又可以借鑒很多歐洲之前有的經驗,通過這些方面的改進、優化和學習先進經驗,特別我想強調一下,就是用成熟的成本模型來指導你的設計方案,會對海上風機的開發有很大的幫助。簡單的說,在這個過程中用科學的手段,用基礎的數據,用更多的時間進行優化,長期來講,你可能會得到回報。這就是我今天講演的主要內容,謝謝大家!
Bruce Yung:謝謝潘先生,潘先生給我們做了一個非常好的演講,介紹了相關技術上的挑戰,有什么想問潘先生具體的問題嗎?如果沒有的話,那么再次感謝潘先生。今天最后一位發言人是張冰冰先生,是英國Ramax科技有限公司中國區運行與維護服務經理,有請張先生。
張冰冰:首先感謝主席,感謝組委會給我們Ramax一個演講的機會,我也用漢語的方式演講,正好翻譯的工作也就打平了。我前面一直也在專心致志地聽前面前輩的演講,差點把自己演講的內容給忘掉了。首先介紹一下自己,我叫張冰冰,是Ramax運行與維護的經理,在中國以及亞太地區為各個風電場提供一些運營類的服務和狀態監控。今天我的主要內容首先是一個簡短的半分鐘公司介紹,通過我們在歐洲和亞太地區的兩個商務案例,來引出我們Ramax提出的全壽命周期監控,會貫穿四個連續的案例。
首先我介紹一下我們公司,Ramax我們主要的業務就是風力發電的齒輪箱還有汽車傳動還有工程機械,還有航空航天的一些傳動系統。我們總部在英國的諾丁漢,在全球一共有11個分公司,在中國我們有三個辦公室,分別在杭州、北京和重慶。在過去幾年里,我們最值得驕傲的是,由Ramax設計的齒輪箱,由中國制造的各個齒輪箱從1.5兆瓦到5兆瓦大部分得到了德國船級社的認證,只有五兆瓦得到了設計認證,正在A級認證中。現在在整個中國齒輪箱市場里面,我們感到非常自豪的是,所有拿到A級認證的齒輪箱都是由我們Ramax設計的。
后面就是切入今天的主題,主要與大家分享海上的幾個經驗,首先我要澄清一下,如果我的演講中帶一些公司標志的,這些信息已經得到了他們的首肯,可以和大家分享。如果我要是不能提及他的姓名,也請大家不要多問,實在抱歉。首先我們看一下EON商務案例,這是它的風場名字,離海的距離是2500米,是應該第一輪進海風場項目之一,04年3月開始運行。最開始的時候EON也覺得這個風場肯定會盈利,但是他們沒想到在最初三年運行里面,所有的電機都更換了,所有的齒輪箱在機艙維修之后也被更換掉了。來來回回坐船到風機三年之內一共訪問了1500次,非常不可思議的數據,在國內我們現在也沒有運營商或者是風電場與我們分享這些數據,在國內到底是什么情況我們也不是十分清楚。
他的損失肯定是驚人的,EON最開始期待值,如果風機運行的比較適當,比較可靠,三年它的電量銷售額差不多應該是三千萬英鎊,現在匯率乘以10就是人民幣,這是它的預期收入。1500次的風機訪問損失的成本是750萬英鎊,由于齒輪箱和電機不斷更換,有很多風機都停機,利用率非常低,這樣電量又損失了150英鎊,更換齒輪箱海上風機基本上每一個百萬英鎊,電機比較相似。我們知道它的損失是非常嚴重的,之后我們和EON一起工作,對他們整個風機運行狀態以及他們的供應商都進行了全壽命的監控。在我們合作之后,之前1500次的風機訪問以及維護,轉變成了每年兩次定期的維護,而且我們把它變成了前瞻性的維護,這是非常重要的。這樣我們就可以選擇在低風的季節,對風機進行維護,損失就相對少很多。之前都是被動維護,即使換了齒輪箱或者電機,也會出現二次失效。其中有一臺齒輪箱就是壞了兩個,之后我們基于狀態監控的維護,也為EON做了很多根源失效分析,也幫助他們找到原因。之前EON比較頭疼的是他們有很多數據沒有處理,我們幫助他們進行處理,又為他們安裝了狀態監控,現在EON對他們風場很有信心。到底是該降低運營成本還是提高利用率,30臺兩兆瓦的風機,如果這30臺風機能夠每年提高1%的利用率,銷售額可以提高213K,也就是213萬人民幣。大家做一個簡單的除法,就知道這個杠桿加1%的利用率是我們更期望的,這也是我們和各個業主一起努力所要達成的目標。
第二個商務案例就是臺灣地區某一個電力公司他們的一個齒輪箱,最初的時候這個齒輪箱只是與太陽能有一些交合,我們業主客戶沒能夠發現這個問題,他們因為可能在監控上并不完善。齒輪箱不斷運行,他們磨下來的鐵屑隨著齒輪箱的潤滑油到了各個部位,引起高速齒軸發生嚴重問題,如果早期發現,這是歐洲某齒輪箱他給我們的一個報價,但是如果要是這時候發現將齒輪箱換掉一級太陽輪,問題就解決了,成本也比較低。但是到最后這個情況,整臺齒輪箱基本處于一個報廢的狀態了,所以損失非常慘重。這也是為什么我們提出提高風機的可靠性,才是風電行業立足的根本,才是成功的關鍵。我們提出了傳動鏈全壽命周期監控的概念,后面我會通過連續幾個案例,貫穿于整個壽命周期的始終,與大家分享我們在工程執行過程中的一些結果和經驗。
到底什么是全壽命周期監控呢,現在我們傳統監控只是集中在風機運行的時候裝一個狀態運行監控系統,或者把數據利用起來,這是比較全面的一個監控。但是我們現在要說全壽命周期監控的理念,將監控貫穿于產品壽命周期的始終,從產品開始制造到運輸到安裝調試到運行到最后的保修期結束,都要采用一個比較快速合理統一的平臺,對整個質量進行監控。剛才潘經理說風機有很多運行維護的數據都沒有利用,或者對齒輪箱再設計進行幫助,有了這套理念,為咱們中國本土二代、三代、四代風機開發奠定基礎。
第一個環節就是制造,在制造方面齒輪箱下線測試,首先我們用Ramax傳動鏈,最主要的目的找到傳動鏈的共振點,要對風機這些有共振的位置進行監控,因為合理的傳感器布局會對未來的風機狀態診斷或者故障診斷能夠帶來非常大的幫助。我們每次都會先執行這個程序,對我們后期的傳感器布置有一個作用。之后我們幫助業主對其風機供應商進行管理,ABC三個供應商,我們在他們的下線實驗臺裝上我們的智能系統,我們知道一個風機齒輪箱里面的零件非常多,有各種軸承,如果想控制每個零件的質量,對業主來說并不是那么容易。但是我們可以通過控制整機的性能,來讓業主了解他們購買傳動鏈的一個情況。供應商AB雖然滿足了振動指導值,但我們清楚看到供應商A比供應商B的振動等級低很多,供應商B肯定是有很多地方需要整改。在供應商B實驗臺進行一個比較,我們發現齒輪箱振動非常高,遠遠超出我們的預值,第一臺齒輪箱肯定需要進行一定的返修。在幾年前我一直是風機傳動鏈的認證師,也和德國船級社合作,做了很多齒輪的認證。我們很多同行對傳動鏈最終的下線測試并不是很重視,他們認為前期投入很大了,因為產品都已經成型拿到了,盡快結束就出廠吧,其實這是一個非常重要的環節。
第二個環節就是運輸,在出口的時候會有一些外國的采購者要求我們對整個運輸過程的沖擊進行監控,可能就是簡單的裝一個沖擊表,但是沖擊表并不能給出我們歷史數據,只能給出我們運輸過程中的沖擊最大值。然而沖擊中的監控確實非常重要,為什么?因為如果運輸過程中的沖擊超過軸承所能超過的靜載最大值,雖然產品還沒運行,就會產生一些損傷。我們在與業主工作過程中,對他們的風電場和供應商在產品運輸之前,就裝了我們的智能診斷系統,如果在運輸過程中有3G覆蓋,我們可以實時監控,如果沒有3G覆蓋,就需要副駕駛員記錄他們的運輸過程。我們看到在某一次運輸中產生了三次非常高的沖擊值,10、6.5、10,我們與軸承供應商探討,大致是在5到6G,很明顯這次運輸已經遠遠超出了咱們所能夠接受的質量范圍。
第三個環節就是安裝調試,這樣就能讓我們在風機安裝之后的第一時間知道整個評估風機的健康狀態。我們可以看到因為之前我們有了下線測試,所以我們有一些歷史數據作為參考。當風機在運行的時候,采集第一手數據,我們會發現整個傳動鏈的振動值比在實驗臺架上高很多。有兩方面造成,第一方面由于實驗臺架并不能完全反應整機的布局結構,導致他們的振動有一些不同。更主要的還是可能在風機裝配之后,它的運行狀態有了一些改變。我們經過細致的分析,一級系統的捏合指數錯位量值大了很多,我們給業主的建議必須進行持續的監控,應該嚴格的持續的對風機的運行狀態進行掌握,這樣以便及時做出反應。
下一個環節就是在風機運行過程中對風機進行監控。這一環節是監控時間最長,也是最復雜的一個過程。當然我們期待的都是能夠持續監控20年,風機沒有任何故障。我們能夠看到在某一個時段,風機高速跳動開始報警,隨著時間的推移,幾個月之后振動值不斷變大。這個給我們一個預警信號,可能電機和齒輪箱之間由于長時間在載荷情況下的跑,可能有些偏了,之后可以對風機進行預定的維護,維護之后我們發現統一位置的振動值小了很多。同時會采用一些其他的比如高頻率波等手段,對其進行更好的診斷。
既然我們在運行過程中發現了風機的零件有些故障,我們當然需要做出一些反應,到底是糾錯性的維護還是前瞻性的維護。我們這個案例中就可以看到,我們在2007年中旬的時候就發現風場他們的某一個振動值開始超標了,我們進行了內窺鏡的檢查之后,認為這個情況可以持續運行,而且不會損傷其他的零件。我們在英國冬天風力最大的季節,雖然它的振動趨勢不斷增加,但是它仍然可以保持運行,這樣提高風機的出力。到了第二年的春夏之交的時候,風力比較小的時候,我們才進行了高速軸的更換,也為業主創造了更多的風機利用率和銷售額,真正從糾錯性維護到前瞻性維護。
預測風機后面等效運行時間,或者稱為疲勞監控或者疲勞預測這個模塊,通過持續測量,風機所受的實際載荷,或者測量風機在輪轂那塊的實際載荷,反過來通過之前我們設計時候的載荷負,驗證設計時候的疲勞,進而再預測風機的剩余壽命到底還能運行多長時間,這也會給我們后面的維修做一些前瞻性維護或者定期維護,提前給咱們做出很多的準備工作。
通過這個之后,我們跟EON的轉變是非常明顯的,我就不具體讀出這些數字了,大家看到這是一個非常明顯的結果,我相信各位風電場心中自然是有數的。
最后做一個總結,咱們風電行業走到現在這一步,大家都已經認識到可靠性和可持續性才是咱們能夠盈利的真正關鍵。考慮到商務還有技術上非常多的挑戰,風機也是一個非常復雜的系統,我們需要更加先進的健康評估方法。在不斷工作和經驗的積累中,我們也提出了全壽命周期監控與健康評估,幫助所有業主來提高風機的可靠性。我們Ramax也通過長期的研發,有了整套傳動系統,也借此機會愿意跟中國更多的客戶進行技術上、商務上一些分享,也希望大家在我演講過后多多交流。謝謝!
Bruce Yung:謝謝張冰冰先生,有沒有什么問題要問張冰冰的?對于Ramax技術有什么問題嗎?
提問:你也有若干的這些工具,我認為這些工具可以進行這些工具的產品銷售,對于在中國的五大供應商中,有沒有人正在使用你們的工具,包括你們在風機上的監測儀器?
張冰冰:很好的問題,謝謝您,他用英文問的,我就用英文回答,我們是跟非常著名的供應商包括GL還有在丹麥的認證公司進行過合作,還有西門子公司他們CMI專門供應商,他們在世界各地都有很多風機的安裝。與此同時,前五的運行商他們還有很多新的風機的OEM制造商,都是我們的客戶,他們隨著新的風場的建設,也需要質量上的咨詢。這些對我們公司來說,這些都是非常好的業務。
提問:您剛才講的這個系統是非常成功的,你們事實上測試的是測風塔的測量還是其他的方法測量?
張冰冰:謝謝您,這是一個更加詳細的技術上的問題,我們的部署包括空間感應器和測風器,我們還有一些模型,我們有很多的模型,還有泄露的管理,我們都是根據客戶的要求。
Bruce Yung:還有其他的問題嗎?如果沒有的話,我現在就宣布這一部分的會議結束,在此,我要感謝所有杰出的發言人為我們提供了非常豐富的發言內容,并且給我們帶來了非常好的海上風電的討論機會,所以非常感謝大家,希望大家回去的時候一路平安。謝謝!
