风电企业开始养鱼、造船、研究新材料了｜焦点分析

文 | 吕雅宁

编辑 | 苏建勋

风机现在发展到什么阶段了？来个形象的对比：

位于北京CBD的央视总部大楼共有52层，总高度约234米。

截至2022年，最高风电机组轮毂高度（即风机中心轴线与地面间的垂直距离）达到170米。如果叠加叶片的长度，整台风机的高度已超过央视大楼。

无论是更大的单机容量，还是更长的叶片，全球都在迈入“超大风机”时代。

图源：作者拍摄

10月17日-19日，北京国际风能大会暨展览会（CWP2023）正式开幕，吸引全球750多家风电企业参展，囊括风力发电产业、技术、设备、储能、供应链、电力系统等众多领域。

当陆上、海上风电相继进入无补贴时代，风机大型化竞赛成为行业主旋律，各家都在通过规模化效应摊薄综合成本。

此次展会中，三一重能发布全球最大陆上风电机组的新品——三一重能15MW风电机组。明阳智能则发布全球最大MySE22MW海上机组，把海上风电机组推入20兆瓦时代。

有人疑惑：“除了越来越‘大’，风电还有新故事吗？风电制造是机械化过程，技术路线和市场竞争格局都到了一个相对稳定的阶段。”

带着这个问题，36碳亲临此次风能展现场，结合数十家风电企业的走访和交流，我们发现风电仍有新的故事，并已超越设备本身。

从养鱼到造船，海上风电的一万种卷法

从增量市场看，海上风电是一块很大的蛋糕。特别是我国陆上、近海风资源开发已相对成熟，深远海范围广阔且风资源稳定优质，成为当下竞逐方向。

当风电迈向深远海，一些企业不仅做风电设备，还瞄上海洋资源的综合利用。

“一边海风发电，一边深海养鱼”正成为现实。

在明阳集团的展位上，一个名为“综合能源岛”的装置引起我们的注意。这座圆形小岛上，包含深远海漂浮式海上风电、海洋牧场、海水制氢、波浪发电等海洋经济的融合开发形式。

其中，“海洋牧场”的概念非常亮眼。与传统海上风机构造不同的是，这台风机结合导管架基础与养殖网箱，让风机塔架包围起来的地方形成一个“天然养殖区”。

据介绍，今年8月，明阳智能研发的全球首台“导管架风机+网箱”风渔融合一体化装备“明渔一号”已在广东阳江海域完成安装。结合网衣系统和智能渔业系统，当地投放了石斑鱼、金鲳鱼等鱼种进行养殖，有效解决近岸养殖空间受限、海域污染、资源荒漠化等难题。

“预计下个月，第一批金鲳鱼就成熟了，这是真正在低碳环境中孕育出来的深海鱼。”明阳展台工作人员介绍。

明阳展出的“综合能源岛”，背后视频正在介绍“海洋牧场”。图源：作者拍摄

除了可以吃的鱼，还有真正能检测风机健康的“电子鱼”。

在博雅工道（北京）机器人科技有限公司的展台上，我们发现了海上风电运维的“电子鱼”。这家专门研究水下机器人的公司，其创始团队来自北京大学智能仿生实验室，起初是做消费级仿生产品为主，后来在B端发现了更广阔的市场。

公司研发的水下机器人将水下摄像、声呐、定位和机器人操作平台相结合，可以对海上风电场桩基等水下结构状况进行直观检查，还可搭载机械臂、切割装置、清洗装置等作业工具，以满足海上工程作业需求。

博雅工道轻型作业级水下机器人R-150。图源：作者拍摄

为在海上占得一席之地，有的风电企业直接加入造船行列。陆上风电抢装潮时，市面上的吊装设备一度紧缺，很多项目因此延迟交付。如今海上风电势头正盛，更多风电企业希望把握住安装环节的主动权。

在金风科技的展台上，一艘“大船模型”引来不少观众驻足。这台模型展示的是金风科技与中天科技合作研制开发的金风海洋“中天31”1600吨自升式风电安装平台。

不同于安装陆上风电的起重机，海上风电的安装难度全方位升维：不仅把超长叶片、塔筒、发电机等大块头运至海上，还要在变幻莫测的海上环境里将其吊至高空。

展台工作人员介绍，这艘海上安装平台采用“码头装载+运输+储存+起重”一体化模式设计，具备20MW单机容量、320米叶轮直径以上海上机组的吊装能力。

金风科技展出的海上风电安装平台模型。图源：视觉中国

海上风电同样带火后运维市场，有企业选择建造海上风电运维船。

当前我国海上风电的运维用船大多为传统交通艇，虽然成本低、数量多，但在航速、功能丰富等方面存在明显不足。对于海上风电运维母船，此前也一直由欧洲船厂所主导，国产化能力较弱。

上海电气此次展示了海上风电SOV运维母船，这是亚洲制造的首批风电运维母船，并在今年9月正式下水。

据悉，运维母船配备动力定位系统、主动式波浪补偿栈桥以及直流综合电力推进系统、智能运维系统等，可以满足约1个月的海上连续作业需求。

上海电气展出海上风电SOV运维母船模型。图源：作者拍摄

新场景、新材料，产业链向“绿”延伸

“现在还有不做储能的风电企业吗？风电龙头加速集中，竞争格局相对稳定，所以大家都在找新增长点。”一位参展商说。

36碳观察到，一线风机整机厂商基本都带来了自己的储能产品，还有厂商向光伏、氢能等方向多线拓展。

远景科技展出最新一代智慧液冷储能系统，从电芯、PCS、BMS、EMS到SCADA系统实现全栈级自研自制。

据悉，远景展出的315Ah储能专用电芯，循环寿命超过12000次，前1200次可实现近零衰减，推动度电成本下降超30%。20尺集装箱的能量密度可达5MWh，减少40%的占地面积。

远景展出最新一代智慧液冷储能系统。图源：远景科技

将目光投向光伏和氢能的玩家也不在少数，明阳智能就是同时跨界光储氢的玩家之一。

明阳此次带来了自主研发的电解制氢装备，以及碱性电解制氢、PEM电解制氢及海水电解制氢等技术方案。这套水电解制氢装备每小时产氢量可达2000标准立方米，完全国产化自主设计与生产制造。

“电解水制氢相当于就地进行绿电消纳，解决弃风弃光的消纳难题，并可作为化工产品或能源原料。另外，目前欧盟CBAM碳关税范围扩展至氢气，意味着灰氢、蓝氢将收取关税，绿氢已成为该框架下的最佳选择。”明阳展台工作人员说。

明阳展出的电解制氢设备和解决方案。图源：作者拍摄

展会中，风机全生命周期的环保属性、可回收材料也成热词，风机叶片x新材料的技术碰撞轮番上演。

风机叶片越长，叶根将承受越大的载荷，直接影响风机运行安全。传统风机叶片采用玻璃纤维复合材料，如今碳纤维作为一种高强度轻量化材料正在加速替代。

“碳纤维叶片可进一步提升海上风电机组设计上限，甚至可支撑20兆瓦、300米叶轮直径的机组开发。”上海电气风电集团解决方案总经理黄轩近日在一场风电高峰论坛中指出。

在三一重能展区，我们看到一个风机叶片的切片横截面，碳纤维材料被用于叶片的主梁部分（即上端黑色部分），叶片内部构造是中空的，中间隔板则起到支撑作用。

展台工作人员介绍，采用碳纤维材料之后，在保证同等强度的情况下，一根叶片的重量就能减轻2吨，相当于减轻原重量的6%。

三一重能采用碳纤维材料制成叶片。图源：作者拍摄

当风机的全生命周期环境影响越发受到关注，风机回收也成为关键课题。

经过数十年运行，我国大批风电机组开始步入“暮年”，我国即将迎来退役风电机组叶片回收处理的首个高峰期。

在中国中车的展位，几包再生纤维材料、板材在众多大部头中显得有些特别。

中国中车展出的再生纤维与板材应用。图源：作者拍摄

展台工作人员介绍，这是由废旧叶片经过切割、粉碎等工序制成的再生纤维，之后可以再经过筛分、打包封装制成新的再生纤维产品。

据悉，目前这些再生纤维已在建筑工程、木塑及塑料制品实现利用，让退役后的废弃叶片还能再次发挥效用。

从技术本身来看，当大型化、智能化的风电机组已成行业共识，风电似乎步入一个成熟稳定期，但这恰恰给行业更多思考空间去探索风电产业的融合发展。无论是更丰富的场景布局，还是更环保的新型材料应用，风电的新故事将不断向更多元化、精细化的方向延伸。