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风机叶片产业的尴尬-平价时代风机技术创新迭代需控制步伐

日期:2022-05-10    来源:球哥看风

国际风力发电网

2022
05/10
11:35
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关键词: 运达股份 中复连众 风电叶片

5月7日下午,运达股份中复连众举行YD110海上叶片下线仪式。因疫情影响,这也是运达股份自主研发的首款海上叶片,从当前的信息来看,也是目前国内首支成功下线的最长风电叶片

风机功率大小的象征:叶片长度刷新速度惊人

大家回顾一下2021年以来的大叶片的迭代进程:

2022年

·5月5日:三一重能/99m

三一重能对外宣告:首支FB99067型风电叶片在湖南韶山叶片厂正式下线,据其公告,该叶片长99米,是目前国内已下线的最长的陆上风电叶片,预计配套机型为为204-206(不一定准确)米叶轮直径。

·5月3日:东方电气/103m( 测试)

国家海上风电装备质量检验检测中心(国家质检中心)顺利完成东方风电B1030A型风电叶片的静力实验,这是国内第二支完成静力测试的百米级叶片,103米的长度也刷新了当前已下线叶片的纪录。

·4月7日:金风科技/中科宇能/93m

中科宇能与金风科技联合开发的SW/GW93叶片,在金风科技大丰试验基地顺利通过全尺寸静力测试。该叶片长度为93米,再刷当期全球最长陆上风电叶片纪录。据官方透露,该叶片将匹配金风科技4.X-7.XMW机组。

·4月6日:上海电气/91m

由时代新材制造的TMT185陆上风电叶片在阳江国家质检中心完成静力测试,为当时完成静力测试的全球最长陆上叶片,长度达到91米。据了解,该叶片也是当时国内搭载玻璃钢拉挤大梁最大的叶片,主要配套4.5MW-6.5MW风力发电机组。

2021年

·11月22日:东方电气/103m

据东方电气风电股份有限公司消息,11月22日,该企业自主研制、拥有完全自主知识产权的B1030A型风电叶片顺利下线。该叶片长度103米,是目前我国已下线的最长风电叶片。标志着东方风电已完全具备百米级大功率海上风电叶片研发设计、生产制造能力,将有力推动我国海上风电发展。

·9月2日:电气风电/89m

自主研发的陆上叶片S89顺利下线,该叶片在当期是全球最长的陆上叶片,叶片长度89米,将配套上海电气风电集团全新一代产品平台机组,配套叶轮直径应该是182米。

·9月1日:电气风电/102m

自主研发的百米级风电叶片S102顺利下线。该叶片长102米,按照GL2015和IEC61400-5标准进行设计,满足海上I类台风风区。该叶片的下线,标志着中国的风电机组正式进入海上风电百米级叶片时代,配套机型应该为208米叶轮直径

·7月29日:明阳智能/99m

MySE11-99A1叶片在广东汕尾海上叶片生产基地成功下线,这是明阳智能完全独立自主研发设计和制作的国内首款11MW级别的超大型海上叶片。该叶片长度99米,风轮直径203米,曾被权威风电行业杂志Windpower Monthly评为2020年度亚洲排名第一的全球最佳叶片。

·2月8日:中国海装/102m

中国海装10MW-SR210型叶片下线,这是国内首款超过100米的叶片,达102米,再一次创造了新记录。H210-10MW风电机组叶片下线 作为国内首款100米级超长柔性叶片。同年7月,中国海装完成精力测试。

2021年开始,短短一年时间,2022年的年初风机招标,中国的陆上风机从4MW时代(装机)直接一步跨入7MW时代,而作为风机功率的马达-叶片直径从171m最大到今天三一下乡的200m以上的时代(按其功率标称应该是6.7MW)。

海上风机的叶片国内目前已经刷新到了103米(叶片长度),风机叶轮直径应该达到了210米,与全球风电巨头的叶片参数还有一定距离,但叶片的迭代速度应当是相当惊人了,此前海上风电的机组叶轮直径一年前还在18X时代,短短一年多的时间,叶片直径直接不如2XX时代。

技术迭代从时间和数据上来看,中国风电技术的进步确实值得称赞,但我们看看我们行业巨头数据,国内企业需要思考。

大叶片的技术迭代速度:国际巨头一直很谨慎

我们再看看国外的最长叶片纪录:

·2021年11月:SG/西门子歌美飒:108m,叶片已经装机

西门子歌美飒样机(108米的叶片)已经安装在位于丹麦sterild测试中心的西门子的SG14-222 DD 海上风机原型上。这是目前全球功率最大,实际装机的海上风力发电机组-SG14-222 DD原型机改机型功率增压最高可达15 MW。

我们注意到:据西门子称,该模型预计将于2024年投入商用

·2022年4月:GE/107m

GE旗下的LM 型号为LM 107在2020年首支叶片下线,历经2年之久,终获权威认证机构 TUV NORD 认证。该型叶片将安装在GE Haliade X 13MW海上风机上。 4月26日,在位于福清江阴工业区的福建三峡海上风电国际产业园内,世界第二、亚太最长的艾尔姆(LM)107米叶片生产线正式启动安装。

·2021年11月:VESTAS/115.5m

维斯塔斯115.5米风电叶片近日已经开始在德国弗劳恩霍夫进行测试。这也是目前全球最长的风电叶片。据悉,该风电叶片将应用在维斯塔斯最大海上风机V236-15.0MW机型上。维斯塔斯2021年2月推出V236-15.0MW海上风电机组,该风机功率为15MW,叶片长度115.5米。按计划,该样机已经在丹麦完成吊装,根据VESTAS的计划,该机型2024年商业化应用

三家海上风电国际巨头在研发海上叶片的过程中,我们发现都有一个时间问题:就是从叶片样机下线到测试,都历经1-2年,而其样机到商业化交付都是2年之久(最慢,当然),这里我不得不提到一个当前叶片2021年以来的一个问题:

叶片的研发迭代速度是不是要这么快?

从去年到今年,已经偶发了不少叶片的断裂的事故,还有部分叶片断裂造成倒塔的问题(我个人认为还是偶发),还有叶片强度不够造成的扫塔风险,都说明了一个问题,我们的叶片研发迭代有点快了,平价时代的风机要创新,但创新步伐需要控制,当前机型的迭代速度或已超速,从叶片行业目前面临的问题就可见一斑。

从前一部分我统计的叶片开发你就会发现,目前,除了中车山东没有自己干过叶片外,其余主机厂全部都自己干过或干叶片,2022年的超低价投标,给叶片带来的最大的压力,为什么:叶片的迭代速度太快了,不自己开发,叶片厂无法跟上主机厂的机型迭代速度。

我引用了一下其他媒体统计的数据,不全面,但也能说明问题, 仅仅这些陆上风机,从17X到18X,到19X,合计15个叶型,而除了中车山东外,其余都是自己设计叶型,有些企业都是自己买模具,而一套模具,目前18X的费用基本都在1500万元左右(含阳模),如果每套阴模的叶片可以生产150套(按5MW设计,相当于75万千瓦),每千瓦的费用在20元左右,按当前1600-1700元/kw的价格,仅仅叶片模具的费用就达到销售价格的1.2%左右,叶片价格按500元/kw计算,模具分摊费用比例4%。而实际上目前从我了解的市场招投标情况看,除了少数头部企业某个机型能做到这样的产能规模,绝大多数的叶片模具很少能做到这样的开工率。

机型迭代需要控制速度:叶片如何分担降本压力

叶片2022年面临一次最大的经营压力,2022年时代新材的毛利率下降幅度较大,究其原因在哪里,叶片的毛利率大幅下降,这里面的商业逻辑在哪里呢?

一方面是叶片的降本幅度未能跟上主机的降本幅度(按照千瓦的降价因子进行降本)

一方面是叶片的毛利率过去明显高于主机企业,毛利率高,导致主机厂都自己来干叶片,分享叶片的毛利红利(当然,这里不是说叶片行业暴利啊)

此外,根本的原因也在于机型的迭代速度太快,叶片跟进和各个主机企业个性化的设计,自己设计叶片,随着机型功率翻倍,叶片的模具成本越来越高,主机价格越来越低,给叶片企业的压力无疑是巨大的。

国际巨头在产品的迭代方面从中国的市场来看,看似有些慢,但从他们的产品参数看其实还是领先(技术)中国企业,无论是功率,还是规格型号(ENERCON十年前就已有6-7MW机型),但国内企业在平价风电时代的逼迫下,强行压缩迭代周期,似乎有些拔苗助长,从长远来看,一个产品从样机到商业化,需要有一定的时间周期,尤其是大功率的风机,可靠性问题没有得到解决,将来的故障风险成本会给企业带来巨大的经营风险。

当然,我们也欣喜地看到,大家在产品的迭代方面,已经学会了国际巨头的做法,功率平台和叶片平台跨平台开发,一个叶型可以跨几个平台,金风的191叶片就是案例,而一个功率平台可以几个不同直径的叶片,大幅降低了产品的研发周期,提升了产品的可靠性,同时还降低了产品的材料成本。全球风电巨头VESTAS的产品研发其实就是一个经典案例,包括早期的GEMESA,以叶片直径来命名机型V97,V114等。

今天,国电投394万千瓦风机招标最低价裸机1420元/kw,又一次刷新了行业价格纪录,我相信没有哪家企业赔钱去经营,如果这个价格能保证盈利,只能说明在技术创新和产品降本方面,大家还需要努力啊。

兄弟们,你们说呢?

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