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跨界能源互联网 远景能源探索超导风机

2015-08-25 09:38
潇纵
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  格林威治云平台和阿波罗云平台,这两款旨在解决风电场和光伏电站数据监控的软件,在近一年多来,和远景能源科技有限公司(下称远景能源)的名字紧密联系在了一起。这也一度让人忘记,远景能源仍然是一家以风机制造为主业的制造商。

  在能源互联网圈名声大噪的同时,远景能源决定在风机制造上继续发力。今年7月,这家风电企业获得了一笔来自欧盟“地平线2020”计划1亿元的资助,用于研究超导风机。远景能源为这项名为EcoSwing超导风机项目制定了两年的研发时间节点。

  超导是指某些物质在一定温度条件下电阻降为零的性质。但由于超导一般发生在极低温度条件下,所以寻找提升超导现象环境温度的办法、生产相对高温的高温超导体,一直是各国科学家努力的方向。

  风电企业也一直希望将超导技术应用于风机中。目前风电市场上应用广泛的是双馈式风力发电机和直驱式风力发电机,但受制于重量和体积,10兆瓦是此两种技术风电机组设计功率的极限。

  如果采用高温超导体,风机将突破该瓶颈,同时拥有两大优势,一是对空间的需求,可降低发少电机重量,节省成本;二是大大提高发电效率。

  远景能源三年前就瞄准了这一方向,投资上千万元。

  8月13日,远景能源总经理张雷告诉界面新闻记者,超导技术有可能让风电度电成本降低约三成,使得风电的发电成本相较火电更具优势。不过,这一理论预测是否真能实现还有待样机的验证。

  多位电力人士告诉界面新闻记者,在风资源较好的地区,目前风电的度电成本约为0.4元,这也是国内相对较低的成本水平。就火电而言,效率较高电厂的度电成本在0.25-0.35元左右,国内平均的火电度电成本应低于0.4元。

  中国农机工业协会风能设备分会秘书长祁和生认为,如果超导技术能让风电度电成本下降约三成,对于风电行业而言会是非常可观的一次成本降低,但其无法确认目前情况下的技术可行性。

  远景能源曾凭借着低风速风机,从籍籍无名变身为业内龙头。

  在中国风电发展经历“大跃进”后,风速高、风资源丰富的三北地区(西北、华北、东北)基本开发完毕后,电力企业不得不转向风资源相对较差的低风速地区。与高风速地区的风机相比,低风速风机同等额定功率下叶片直径更大,这样才能在风速较低时也捕捉到足够的风能。

  来自中国可再生能源学会风能专业委员会的数据称,远景能源在2014年新增风机装机容量已位居行业第四,在三年前的排名为第十五位。而按照彭博新能源财经报告,远景能源去年的排名为行业第三。

  排名位次的细微差别,都在反映一个事实:远景能源的迅速崛起。得益于低风速风机市场的持续扩张,张雷认为今年远景能源的新增装机量和行业排名仍会提高。

  远景能源副总经理王晓宇称,今年该公司风机的出货会较去年的2GW大幅增长,截至6月底风机交付量已达1GW。在远景能源的风机产品中,低风速风机占到总出货量的近八成。

  王晓宇将销量的增长归结于远景能源在2008年前后的战略选择。当时,国内风电行业的大部分企业都在通过购买欧洲的风机图纸,来制造与风资源丰富的“三北”地区相匹配的风机。彼时成立不久的远景能源未采取这一做法。

  几年后,国内风电市场的格局开始发生变化。由于“三北”地区远离电力负荷中心,本地电网消纳能力不足,高风速地区的弃风、限电情况逐年严重。

  电力开发商开始转向低风速区域发展。低风速地区距离用电负荷中心较近,但是年平均风速低于6米/秒,原本被认为不具备开发价值。

  在判断低风速地区存在市场机会后,远景能源开始研发适合低风速地区的风机产品,在2010年前后,远景能源的优势地位开始确立,此后几年风机的出货量快速增长。

  张雷表示,两三年前很多人认为高风速市场将重新夺回优势,但事实显示,现在大部分风机招标项目仍以低风速风机为主。

  超导技术在风机领域的试验至少在十年前就已经开始,较早开始此方面探索的包括挪威Sway、美国超导公司(AMSC)等,不过截至目前,这些公司并未带来超导风机的突破性进展。在2013年,欧盟也曾资助过西班牙Tecnalia能源公司和德国Karisruhe技术研究所组成的团队,就10兆瓦超导风机的商业化应用展开研究。

  中国风能协会名誉理事长施鹏飞表示,业界对超导风机技术的研究已经经历了很多年,但其距离产业化阶段还很遥远。

  祁和生也表达了类似的观点:包括国电联合动力在内的国内外企业都在研究超导技术,不过截至目前还没有风机产品诞生。

  联合动力是国内较早研发超导风机的企业。今年6月,该公司对外宣布,其研发的一种双气隙超导直驱风力发电机机组获得了发明专利。

  远景能源计划在两年后拿出超导风机的成品,并在其风场开展验证实验。位于丹麦的远景能源创新中心正在主导这一研发项目,它与欧洲的数家科研机构及超导材料公司组成团队。

  远景能源将负责风机的系统工程,其在丹麦的创新中心拥有近50名工程师,开展与风力发电相关的前沿技术研究。

  显然,远景能源希望超导风机的研发,能让公司继续在风电领域保持领先地位,甚至将行业竞争提升到一个新的维度。

  处于探索阶段的超导风机技术仍面临着工程研发、商业应用等方面的诸多挑战,比如如何在风电机组内创造适于超导材料运行的低温环境;如何推动超导材料商业化,以降低其价格并进而使风机成本更为低廉。

  张雷并未透露目前超导风机研发方面的具体技术瓶颈,按照他的估计,至少三五年后,超导风机才拥有在市场普及的可能性。

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