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从并跑到领跑 科技智造让明阳智能等迎风而起

  近日,国务院办公厅转发国家发展改革委、国家能源局《关于促进新时代新能源高质量发展实施方案的通知》

  近日,国务院办公厅转发国家发展改革委、国家能源局《关于促进新时代新能源高质量发展实施方案的通知》,明确提出提高国土空间资源利用效率,优化调整近岸风电场布局,鼓励发展深远海风电项目等政策措施。《通知》的出台再次为以海上风电为代表的新能源发展按下加“加速键”。

  伴随着风机的大型化加速、风电场规划化建设提档,2021年开始,我国海上风电正式进入平价时代,一方面,这一趋势的打开有助于推动海上风电行业整体生产效率的全面提升,另一方面也推动海上风电产业链通过科技、管理等多种方式深挖提质增效的潜力。

  更值得一提的是,在中宣部14日举行的“中国这十年”系列主题新闻发布会上,工业和信息化部总相关负责人介绍说,世界经济数字化转型是大势所趋,近年来,我国新一代信息技术与制造业融合取得了长足进展。下一步,将坚持以智能制造为主攻方向,加快核心技术攻关,持续完善融合发展政策体系,提升制造业的数字化、网络化、智能化发展水平。而这种科技智造的趋势在风电领域中已获得充分的体现。

  对于单一风电发电项目而言,要想在获取更大的经济利益,必然要在控制成本的同时增加单位时间发电量和利用小时。除去受电网调度和自然条件制约的利用小时数外,要想获得更大的发电量,就要增加风机对风力的“捕捉”能力。这意味着单个风机的“扫风”面积变大,也意味着更高的塔筒高度和更大的叶片长度,即风机愈发“大型化”。

  业内人士介绍说,风机“大型化”带来的成本优化主要体现在两方面。一是对于单一项目而言,风场基础施工、海底电缆系统铺设、运维管理等成本相对固定,随着风机体型变大,风力“捕捉”能力提升,发电量增加,单位电量的固定成本大幅下降。同时,受风场风量和风机空气动力学等因素影响,机组的大型化会减少海上机位数量,在保证发电量的同时,降低基建投资和后期运维成本,大大提升集约化管理效率。

  以明阳智能海风机型为例,当风机从5.5MW升级到8.3MW,尽管配套的叶轮直径从155米放大到180米,但整体生产成本依然明显下降,单位容量的成本得到有效降低。

  记者注意到,近期正在申购的三一重能招股说明书显示,2019年公司2.XMW的风机销售占比为40.02%,2020年2.5XMW的风机销售占比为66.74%;到2021年,公司3.XMW的风机销售占比达55.17%。同时,公司已开发了4.XMW和5.XMW-6.XMW等大兆瓦机型。

  6月1日,明阳集团推出MySE12MW半直驱海上机组正式下线,该款海上机组是目前全球最大的抗台风半直驱海上机组。

  行业人士测算,以风电装机容量100万千瓦的项目为例,需要125台8兆瓦机组,但如果更换12兆瓦机组则仅需84台,约减少1/3的机位,节约用海面积可达30%以上。同时,全场基础成本有望降低24%,塔筒成本将降低27%,总体成本将降低25%以上。另外,由于机位点减少,尾流效应将约减少3%-4%,同时因大机组捕风效率提高,海上风电场发电量有望提升5%以上。

  记者同时了解到,今年6月3日,采用明阳智能新一代海上风电大兆瓦机型的国家电投神泉二海上风电项目首台风机顺利完成吊装。据介绍,神泉二项目开创了多项行业之首,作为是我国首批海上风电平价上网发电项目之一,该项目也国内首个开工建设的单机容量10兆瓦以上风电项目,项目总装机容量为502兆瓦。据介绍此次成功安装的风电机组也是目前国内量产轮毂中心标高最高的海上风力发电机组。项目建成后,每年可提供清洁电能17.43亿千瓦时,与同等规模燃煤电厂相比,每年可节省标煤消耗约52.73万吨,减少二氧化碳排放140.29万吨,将大力推动粤东千万千瓦级海上风电基地建设,助力实现碳达峰碳中和目标。

  风电机组的技术差异主要体现在传动系统的设计上。传动系统主要分为双馈、直驱、半直驱等三类技术路线。不同于其他行业巨头对直驱和双馈机型的青睐,明阳智能在发展初期就预判到风机大型化的发展趋势以及半直驱技术路线的巨大优势,因此,公司也成为了国内最早布局半直驱技术的风机厂商。

  依托科技创新和对中国风况和气候条件数据的持续积累,明阳智能研发和设计了适应不同特殊气候条件的陆上和海上风力发电机组,形成了“覆盖当前,占据未来”的多产品布局,包括 单机功率覆盖1.5-7.XMW系列陆上型风机,以及单机功率覆盖5.5-16.6MW系列海上型风机。每个系列的风机又包含不同叶轮直径,适应不同地域、不同自然环境的风况特点。

  业内人士介绍说,半直驱技术采用中速齿轮箱+中速永磁同步发电机+全功率变频技术路线,综合了直驱风机和双馈风机的优点,既避免使用多级齿轮箱导致的故障率偏高,又减轻了永磁发电机的体积和重量,加之结构紧凑,减少了风轮与塔架间的距离,使得载荷传递路径变短,进一步增强了承力部件的可靠性。在满足传动和载荷设计的同时,结构更紧凑,质量较轻,维护难度较低。半直驱技术是更适合海上风电项目的技术路线。

  作为半直驱风电技术路线的“代言人”,明阳智能凭借技术路线“先天”优势以及精细管理的综合竞争优势,快速实现了弯道超车。根据GWEC数据,2019年,明阳智能的海风市占率已经达到22%,市场扩张明显。2020年,在全球海上风机吊装市场,明阳智能占据14.7%的市场份额,全球排名第四。彭博新能源财经对各制造商的2021年海上风电装机量进行了排名,结果显示,中国企业包揽了前四位。

  同时,CWEA统计数据显示,2020年国内新增海上风机份额中,CR3高达79.3%。其中,以明阳智能为首的龙头受益于政策、技术等优势加速扩张,收入规模不断攀升。在2020年国内新增海风机组中,明阳智能占据25.1%的份额,排名第二,远超远景能源、金风科技等。

  这种领先优势直接反映为公司优秀的财务业绩。2017年至2021年明阳智能营业收入分别达到52.98亿元、69.02亿元、104.93亿元、224.57亿元和271.58亿元,年均复合增长率达到五成。归母净利润则分别达到3.56亿元、4.26亿元、7.13亿元、13.74亿元和31.01亿元。同时一季报显示,2022年1-3月公司实现营业收入71.26亿元,同比增长63.4%;归属于上市公司股东的扣除非经常性损益的净利润为14.08亿元,同比增加398.53%。

  “物竞天择”,目前,风电产业的快速发展已经对技术路线做出了重新选择。记者在调研上市公司2021年年报时发现,已有多家主流风电企业全面开启技术转型,转向拓展半直驱技术路线年年报中表示,根据市场及客户需求,公司机组采用直驱永磁与中速永磁“双轮驱动”技术路线。金风科技年报中的“中速永磁”技术即为“半直驱”技术。而在2020年年报和2021年半年报中,金风科技对其的技术路线的描述均为“公司机组采用直驱永磁技术”。这一细小的变化官宣了金风科技开始全面转向半直驱技术路线年年报中提出,为更好地迎接2022年开始的海上风电市场平价时代,公司重点研发半直驱传动技术路线,通过技术优化及创新推动成本下降。同时公司已于2021年发布了第一款半直驱风机5.6-182。

  作为未来新能源开发的重担,当前的海上风电项目的开发主要集中于近海域。随着我国海上风电行业进入高速发展期,未来海上风电将逐步从近海向深远海发展。我国深远海风能开发潜力巨大。2022年3月发布的《“十四五”现代能源体系规划》提到,要鼓励沿海省份开发海上风电基地建设,开发深水远岸区域。根据世界银行集团发布的数据,我国200公里以内,水深1000m以内深远海域的海上风电技术性开发潜力为2982GW。业内人士预测,主要沿海省份“十四五”海上风电规划新增装机合计可达73.45GW,约是“十三五”新增装机量的8倍。

  明阳智能前瞻性布局漂浮式海上风机,也使其在未来的深远海风电竞争中占据先发优势。

  依托漂浮式技术的显著优势,明阳智能也成功打开韩国市场。5月30日,明阳智能与韩国最大的风机制造厂商、风力发电企业Unison有限公司签署了战略合作协议,将在多方面共同扩大韩国本地以及海外海上风电业务,推动研发和优化适用于韩国市场的固定式和漂浮式海上机型,促进风机供应链的本地化合作,探讨开发风力项目资源。