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巨型风机正在颠覆风电行业!
来源:赛斯维传感器网 发表于 2021/3/8

在荷兰鹿特丹港口,一台巨大的风力发电机正在工作。其直径比两个橄榄球场还要大,后续建设的风机将比西欧大陆上的任何建筑物都要高。

荷兰的巨型风机装有记录风速、发电量和部件应力的传感器,这来自于通用电气公司ge设计的一系列新型巨型海上风力发电机的测试模型。当这些风力发电机组成阵列时,就可以为城市提供电力,以替代燃煤或天然气发电厂。

ge公司尚未在海中建设此类风机,作为刚刚进入海上风电业务的新兵,ge面临着如何快速有效地扩大生产规模,以建造和安装数百台风电机组的问题。

这些巨型风电机组已经在业内引起了轰动。来自某全球领先的风电场开发商的一位高层称其“比当今最新技术更具创新性”。而一位分析师表示,该风机的规模及其部署已经“震动了整个行业”。

新一代的风力发电机

通用电气公司的新型海上风力风电机组“haliade-x”的原型机是有史以来最大的风机。ge风机的发电能力在十年前几乎是不可想象的。一台风机就能输出13mw的电力,足以照亮一个大约12000户人家的小镇。ge称,这种风电机组的推力相当于一架波音747的四个发动机。该风机将在近海部署,海上的部署空间比陆地上更大,可以利用更多的风力。

大型风机的竞赛比许多业内人士预想的要快,ge公司的haliade-x的发电量几乎是1991年在丹麦附近安装的第一批海上机器的30倍。业内高管表示,未来几年,客户可能会需要更大的机器。另一方面,风机的尺寸已经接近极限,更大的尺寸不再具有经济意义,正如空客a380达到商用客机顶峰一样。

“我们也将打造一个平台,只是我们还不知道它在哪里”,morten pilgaard rasmussen说。他是海上风机的领先制造商——西门子gamesa可再生能源公司,海上风电部门的首席技术官。虽然海上风机目前只占整个风电行业发电量的5%左右,但这部分业务独具特色,预计未来几年的增长速度将超过陆地风电。

近海风电技术在过去30年里在北欧站稳脚跟,现在正向美国东海岸以及包括中国和韩国在内的亚洲蔓延。这些耗资数十亿美元的大项目在海上兴建,吸引了大型投资者,包括英国石油公司和荷兰皇家壳牌公司,它们希望快速提升自己的绿色能源产品。国际能源署估计,过去十年,海上风电的资本投资增加了两倍多,达到260亿美元。

2002年,ge公司收购了安然公司的陆上风电机组业务,开始在风电领域取得进展。大约四年前,当其高管决定尝试进入海上行业时,ge是海上风电行业的边缘力量。他们发现这个不断增长的市场,而且只有几个的西方竞争对手。

不过,ge的决策者认为,要想在更具挑战性的海洋风电市场上占据先机,就必须大胆行动起来。为了在西门子gamesa和丹麦风电机组制造商vestas公司等主要对手的竞争中取得领先优势,ge通过2015年收购的法国阿尔斯通公司动力业务,着手将现有的产品规模扩大一倍以上。

与小型风机相比,大型风机能产生更多的电力,从而获得更多的电能。因为大型风机能为更多的发电机提供动能,有助于降低风电场的建设和维护成本。这些优势使得开发商选择大型风机,并帮助他们拿下了许多国家的项目。虽然项目竞标的形式各不相同,但核心都是低价电力。“开发商一直在寻找能够拿下项目的风机”,曾主管ge风机设计和生产的vincent schellings说,“风机尺寸就显得特别关键”。

早期的客户中有一家名为orsted的丹麦公司,它是世界上最大的海上风电开发商,已初步同意为新泽西州大西洋城附近的“海洋风”项目购买约90台haliade-x风机。“我认为他们推出那台机器时,让所有人都感到惊讶”,orsted公司北美海上业务的首席执行官大卫-哈迪说。作为买家,orsted希望“建立这个新平台,并为ge创造一些销量”,以促进竞争和创新,哈迪说。分析师表示,ge风电机组的销售情况比其竞争对手的预期要好。

12月1日,ge达成了另一项初步协议,为马萨诸塞州附近的大型风电场vineyard wind提供风电机组,它还与英国附近的dogger bank达成协议,提供276台风电机组。

总有一天,风机将达到其极限尺寸,但“目前还没有达到”,西门子gamesa可再生能源公司的morten pilgaard rasmussen说。据市场研究公司wood mackenzie的首席风电分析师shashi barla估计,这些交易以及附带的维护合同可能会增加到130亿美元。

ge风机掀起的浪潮推动西门子gamesa推出一系列竞争产品。不久前,vestas公司还稳坐行业龙头,他们预计也将很快推出新产品。“我们没有把握住先机,必须扭转这一局面。” vestas首席执行官亨里克-安德森说。

schellings说:为了实现其策略,ge几乎是“从头开始”。ge可再生能源的业务部门花费了大约4亿美元用于设计、雇佣工程师和重新改造法国圣纳泽尔和瑟堡的工厂。

大型风机叶片尺寸世界第一,且不会因为自身重量导致叶片弯曲,为了满足这些技术需求,ge聘请了丹麦lm风电公司的设计师,该公司在2016年以17亿美元被ge收购,他们使用碳纤维和玻璃纤维符合材料生产叶片,既轻巧又坚固灵活。

ge公司仍须研究提高生产效率,以便在法国、英国和美国的工厂扩大产能。ge公司的海上风电业绩几乎为零,它还需要证明其开发的运行海上风电的能力。“ge必须向投资者证明很多东西,他们才会采购其设备”,barla说。

对于ge的主要竞争对手西门子gamesa来说,推出更大的机器更容易,成本也更低,该公司已经在丹麦日德兰半岛的brande海上综合体建造了一台更大的原型机,新的原型机只是对原有产品进行尺寸放大,并没有偏离十年前的模板。该公司的首席技术官rasmussen说:“机器的基本原理和工作方式保持不变,我们的起点比ge更高”。

海上风电领域还有很多竞争的空间,ge公司离岸业务的首席执行官john lavelle说,市场前景“在逐年改善”。


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