海上风力发电走向成熟

一个庞大、清洁的能源产业在海上成熟

两部分系列报道的第一部分。

丹麦埃斯比约—从这个港口向西飞行 56 英里,迎接您的是一个 10 层楼高、黄色的箱形平台,从北海中升起。它被称为 SylWin1,是从有史以来最大的海上发电厂之一连接到欧洲电网的连接点。在它之外,在 27 平方英里的海面上排列着丹麦泰斯克风电场的 80 台西门子 3.6 兆瓦涡轮机。

对于欧洲人,也许对于一些美国人来说,这可能是他们的能源未来。这里海上畅通无阻的风能够产生足够的电力,为大约 100 万德国家庭供电。


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这是一个有趣的景象,尤其考虑到克服通常充满敌意的北海环境所需的技术和工程实力。然而,在五年内,丹麦泰斯克风电场可能会过时——如果西门子、MRI-Vestas、Dong Energy 和其他海上风力发电行业的大型企业巨头所言不虚的话。

涡轮机将变得更大,达到 6 至 8 兆瓦的范围,而为它们服务的变压器将缩小,从而节省生产和安装成本。这是安永会计师事务所发布的一项新研究的结论,该研究发现,如果欧洲海上风电市场在 2023 年之前减少 26% 的支出,它将接近与传统天然气和煤炭市场竞争的能力。

该报告指出,该行业可以在未来五年内通过许多关键行动显着降低成本。这些措施包括部署更大的涡轮机以增加能量捕获(9%);促进工业参与者之间的竞争(7%);委托新项目(7%);以及应对供应链中的挑战,例如建设设施和安装设备(3%)。

该行业在其评估中略有不同,将日期提前了三年。到 2020 年,一个团结的行业,汇集其知识和经验,可能会达到每千瓦时 10 欧分以下的价格,届时它将获得更具竞争力的地位。

更大的涡轮机,更小的配件
这是三家领先的海上风电公司最近在 2015 年欧洲风能协会海上会议上发布的重要信息。

“展望未来,您将看到该行业可以在补贴减少的情况下生存,然后在 2020 年至 2030 年期间,我们将实现电网平价,”西门子风力发电海上部门主管迈克尔·汉尼拔预测道。

鉴于通常驱动海上风电技术领导者西门子和 MRI-Vestas 之间激烈竞争的局面,各公司如何共同或分开实现这一目标是一个悬而未决的问题。两者都通过一项联合声明承诺全力支持这项努力,该声明概述了价值链中供应商应采取的五项降低成本的措施清单。无论结果如何,可以肯定的是,大多数创新都将发生在丹麦,那里是当今领先公司的所在地。

在飞往丹麦泰斯克风电场之前,记者参观了西门子位于丹麦北海岸埃斯比约港的预组装基地。代表至少 80% 丹麦风能联盟的公司都聚集在港口 190 英里范围内。它们包括航运公司、运营和维护服务公司以及海洋建设专家。

去年,海上风电领域的全球领导者西门子在该基地出货了 300 多台涡轮机。塔筒和轮毂等部件经过预组装,以便使用自升式船舶进行安装。

一位带领记者参观装配区的西门子员工表示:“这不涉及生产。”

西门子拥有超过 1,100 台风力涡轮机的订单积压,其中四个项目停靠在码头上,等待运往德国和英国的风电场。

所有部件都将以高度预制的方式装载,例如,机舱将在安装轮毂和传动系统的情况下交付。三段式塔筒通过起重机组装在一起,并以直立位置装载到船上,而叶片则一次吊装到船上。这种模块化组装现在是行业标准。西门子希望在服务和维护方面更进一步,以便部件可以在海上整体快速拆装,从而缩短维修时间。

赢得成本之战
也许更可靠的是西门子预计在 2017 年投产的新型 7 兆瓦涡轮机的批量生产。汉尼拔表示,新型机器只需要对现有的 6 兆瓦型号进行“少量改进”,但使用基本相同的供应链即可实现 10% 以上的产量。

未来,工作人员将睡在配备液压缸的所谓服务运营船上,液压缸将从甲板上升起,使技术人员能够通过舷梯走到机舱或涡轮机的轮毂。这比在波涛汹涌的海面上爬上爬下被风吹袭的梯子更安全、更快捷。

然而,分析师表示,如果说清单上有什么颠覆性的因素,那就是西门子的新型交流电网接入解决方案,在丹麦泰斯克风电场的案例中,该方案将用更轻的版本取代两个大型中间变电站,这些变电站位于风电场和 SylWin1 高压直流平台之间。

新型设备适用于所有风力涡轮机型号,在某些情况下,它的小型化程度足以像阳台一样安装在基础和涡轮机轴之间。与传统平台相比,尺寸缩小了三分之一,预计成本将降低高达 40%。

西门子能源输电解决方案负责人蒂姆·达维多夫斯基解释说:“尺寸就是成本。” “但对于涡轮机而言,虽然它们变得越来越大,但我们在输电方面却变得越来越小、越来越小。”

至于直流平台的变化,达维多夫斯基首先提醒随团参观风电场的媒体成员,在过去六个月中,在为泰尼特在北海连接四个高压直流电网平台方面取得了哪些成就。总而言之,电网连接将为大约 300 万德国家庭提供海上风力发电的电力。

达维多夫斯基说:“很多人怀疑这是否是正确的技术。” “我强烈建议大家继续关注,因为我们将在未来几个月推出一些也有助于降低直流侧成本的产品。”

明日预告:美国的离岸第一步。

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