2022年，我國(guó)可再生能源裝機(jī)總量首次超過(guò)煤電裝機(jī)，成為國(guó)家新型能源系統(tǒng)的重要組成部分。到2025年，我國(guó)風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電量將在2020年的基礎(chǔ)上翻一番，全社會(huì)新增用電量中可再生能源電量將超過(guò)80%。

新的歷史節(jié)點(diǎn)，在堅(jiān)持“五個(gè)并舉”、 “四個(gè)發(fā)展”為主線的思路下，以風(fēng)電為代表的可再生能源正實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量躍升發(fā)展。未來(lái)風(fēng)電年新增70GW裝機(jī)規(guī)模將成為常態(tài)。該預(yù)測(cè)規(guī)模是“十二五”年均新增裝機(jī)的3倍以上，“十三五”年均新增裝機(jī)的2倍以上。

在大規(guī)模、高速發(fā)展背后，從補(bǔ)充能源到主體能源，風(fēng)電承擔(dān)的責(zé)任和發(fā)揮的作用也在發(fā)生根本的變化。在全世界范圍內(nèi)，中國(guó)風(fēng)電的市場(chǎng)與技術(shù)正迅速實(shí)現(xiàn)從跟跑到領(lǐng)跑。在這個(gè)轉(zhuǎn)變過(guò)程中，新理論、新工藝、新材料、新部件不斷涌現(xiàn)。在新的歷史機(jī)遇面前，風(fēng)電行業(yè)需要充分認(rèn)識(shí)其發(fā)展面臨的新形勢(shì)和新任務(wù)，必須適應(yīng)這種角色的變化，并采取必要的技術(shù)和管理措施。特別是在激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)下，趕工期、低成本、高可靠性猶如不可能三角，三方拉鋸不斷加劇，三方偏差越大意味著風(fēng)險(xiǎn)與挑戰(zhàn)越大。行業(yè)要高質(zhì)量發(fā)展，亟需盡快縮小偏差，降低風(fēng)險(xiǎn)。

趕工期VS高可靠性

2019年搶裝以來(lái)，風(fēng)電行業(yè)就一直保持高景氣發(fā)展勢(shì)頭。特別是雙碳目標(biāo)加持下，即使受海上平價(jià)疊加疫情影響項(xiàng)目進(jìn)度的2022年，中國(guó)風(fēng)電也保持年新增35GW以上新增裝機(jī)水平。

風(fēng)光大基地、深遠(yuǎn)海風(fēng)電、千鄉(xiāng)萬(wàn)村馭風(fēng)計(jì)劃、老舊風(fēng)機(jī)技改升級(jí)······隨著想象空間與應(yīng)用場(chǎng)景的不斷釋放與打開(kāi)，中國(guó)風(fēng)電年均新增70GW預(yù)計(jì)將成為常態(tài)。

在新的歷史機(jī)遇面前，中國(guó)風(fēng)電迎來(lái)了新的發(fā)展，也迎來(lái)了新的挑戰(zhàn)。中國(guó)風(fēng)電高速發(fā)展，首先面臨的就是趕工期與高可靠性之間的拉鋸。

2019-2021年搶裝期間，為了保高額電價(jià)，工期緊迫程度自不必贅述。“大批量需求下，軸承、齒輪箱短期產(chǎn)能供應(yīng)受限，葉片、塔筒法蘭等零部件交付緊張。當(dāng)時(shí)只要能供貨就能干。為趕工期，大量良莠不齊的供應(yīng)商進(jìn)入目錄，埋下了很多質(zhì)量隱患。”業(yè)內(nèi)人士告訴風(fēng)芒能源。這兩年搶裝后遺癥已陸續(xù)顯露，風(fēng)機(jī)設(shè)備事故及批量質(zhì)量缺陷明顯增多。

2021年、2022年平價(jià)之后，中國(guó)風(fēng)電市場(chǎng)再次集中在項(xiàng)目顆粒度較大的三北地區(qū)、海上等。地方政府出于年度規(guī)劃等考量，以次年指標(biāo)、地方補(bǔ)貼等為條件，要求開(kāi)發(fā)商當(dāng)年核準(zhǔn)當(dāng)年并網(wǎng)。為了確保企業(yè)的利益和可持續(xù)發(fā)展，開(kāi)發(fā)商只能通過(guò)壓縮時(shí)間，來(lái)趕工期、追進(jìn)度。

“技術(shù)審核的工期也隨之被壓縮。設(shè)計(jì)方案優(yōu)化、可研報(bào)告編審等，都是需要時(shí)間來(lái)保障質(zhì)量。以風(fēng)電機(jī)位選址及優(yōu)化為例，原本至少需要3個(gè)月的分析論證時(shí)間，被強(qiáng)制要求半個(gè)月甚至1周內(nèi)完成。”某風(fēng)電開(kāi)發(fā)商告訴風(fēng)芒能源。沒(méi)有經(jīng)過(guò)充足的技術(shù)論證，風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)在前期階段就埋下了很多隱患。

開(kāi)發(fā)商著急，以整機(jī)商為代表的風(fēng)電供應(yīng)鏈也隨之著急。平價(jià)以來(lái)，為了快速降成本，國(guó)內(nèi)風(fēng)機(jī)大兆瓦迭代加速。對(duì)于風(fēng)電下游來(lái)說(shuō)，大風(fēng)機(jī)可以極大的降低風(fēng)機(jī)機(jī)位個(gè)數(shù)，降低風(fēng)電場(chǎng)的非設(shè)備成本。對(duì)于風(fēng)機(jī)廠商本身來(lái)說(shuō)，也可以通過(guò)邊際單瓦重量的減少來(lái)降低成本。

根據(jù)CWEA統(tǒng)計(jì)，2011年至2021年，國(guó)內(nèi)新增陸上風(fēng)電平均單機(jī)容量已經(jīng)從1.5MW提升至3.1MW，新增海上風(fēng)電平均單機(jī)容量已從2.7MW提升至5.6MW。

2022年國(guó)內(nèi)下線的新型海上風(fēng)電機(jī)組平均單機(jī)容量達(dá)到11.5MW，到2025年最大單機(jī)容量可達(dá)到20MW。2022年底，2023年初，國(guó)內(nèi)風(fēng)電主機(jī)廠商密集推出海上15MW-18MW、陸上7MW-10MW風(fēng)電機(jī)組。

毋庸置疑，中國(guó)風(fēng)機(jī)快速大兆瓦的底氣，來(lái)自20多年陸上風(fēng)電運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)積淀的支撐。

但是，3年時(shí)間，陸上風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量從5MW到現(xiàn)在的10MW、海上風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量從8MW跳躍至18MW。中國(guó)風(fēng)電的快速迭代也給行業(yè)帶來(lái)了一定風(fēng)險(xiǎn)。

為保障機(jī)組安全，一般新產(chǎn)品推出需經(jīng)過(guò)充分的工廠內(nèi)實(shí)驗(yàn)、試驗(yàn)風(fēng)場(chǎng)測(cè)試驗(yàn)證，小批量運(yùn)行后才進(jìn)行更大批量的供貨，這需要一年到一年半的時(shí)間。在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)白熱化，產(chǎn)品迭代迅速的當(dāng)前，這一驗(yàn)證過(guò)程被大幅縮短了。

“大概2017年、2018年左右，部分開(kāi)發(fā)商為了追求更高發(fā)電收益，在機(jī)組選型階段采取‘適度超前’策略。”某業(yè)內(nèi)人士告訴風(fēng)芒能源。根據(jù)多家電力央企公開(kāi)發(fā)布的風(fēng)電項(xiàng)目招標(biāo)文件，在競(jìng)標(biāo)資格要求條款中，有開(kāi)發(fā)商明確“投標(biāo)人所投機(jī)型已經(jīng)取得權(quán)威機(jī)構(gòu)出具的設(shè)計(jì)認(rèn)證證書(shū)和型式認(rèn)證證書(shū)，如投標(biāo)時(shí)未取得型式認(rèn)證證書(shū)，須承諾在供貨前取得”;有開(kāi)發(fā)商只要求獲得具有有效期內(nèi)的質(zhì)量保證體系認(rèn)證證書(shū)以及證書(shū)或檢驗(yàn)的報(bào)告，對(duì)于獲得時(shí)限或證書(shū)認(rèn)證的形式規(guī)格，則并沒(méi)有明確限制。

該業(yè)內(nèi)人士稱(chēng)，“現(xiàn)在整機(jī)商參與招投標(biāo)時(shí)，一般開(kāi)發(fā)商就要求設(shè)計(jì)認(rèn)證不帶遺留項(xiàng)。”設(shè)計(jì)評(píng)估是對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙、技術(shù)文件、重要部件運(yùn)行等進(jìn)行安全可靠性評(píng)估，目的是確認(rèn)機(jī)組符合設(shè)計(jì)條件和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。

新技術(shù)迅速迭代背景下，只靠技術(shù)理論可行把關(guān)一定程度上已經(jīng)充滿(mǎn)風(fēng)險(xiǎn)。商業(yè)化沖擊下，部分機(jī)構(gòu)的專(zhuān)業(yè)能力和公信力下降更是加大上述風(fēng)險(xiǎn)。

低成本VS高可靠性

平價(jià)之后，產(chǎn)業(yè)鏈降本成為行業(yè)發(fā)展主旋律。風(fēng)電機(jī)組大型化、輕量化和平臺(tái)化是風(fēng)機(jī)單位成本下降的主要方式。三者與可靠性的拉鋸也是行業(yè)技術(shù)攻關(guān)的主要方向。

以大型化為例，這兩年為了快速提升風(fēng)機(jī)發(fā)電量，產(chǎn)業(yè)鏈不斷做高塔筒、拉長(zhǎng)葉片。

根據(jù)公開(kāi)信息不完全統(tǒng)計(jì)，2021年中國(guó)新吊裝機(jī)組的平均風(fēng)輪直徑達(dá)到151米，較2020年增長(zhǎng)了15米。2022年8月，我國(guó)首支長(zhǎng)度達(dá)到123米的風(fēng)電葉片成功下線，它也是當(dāng)時(shí)全球最長(zhǎng)風(fēng)電葉片。與此同時(shí)，我國(guó)風(fēng)電機(jī)組最高輪轂高度已經(jīng)從原來(lái)的80米增至170米以上。這些技術(shù)的應(yīng)用，促使可利用的風(fēng)能資源不斷下探，極大提高風(fēng)能開(kāi)發(fā)潛力的同時(shí)，也帶來(lái)一定風(fēng)險(xiǎn)。

“國(guó)內(nèi)大部分廠家在做整機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，用的商業(yè)軟件進(jìn)行仿真模擬。這些軟件內(nèi)置的模型與算法能否很好地匹配當(dāng)前長(zhǎng)葉片的風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)是需要謹(jǐn)慎評(píng)估與論證的。葉片長(zhǎng)度超過(guò)100m，可能就意味著挑戰(zhàn)。”上述業(yè)內(nèi)人士表示。

同時(shí)，葉片越來(lái)越長(zhǎng)、塔筒越來(lái)越高，也意味著風(fēng)能資源利用邁入新探索領(lǐng)域。為規(guī)避極端風(fēng)速下的安全風(fēng)險(xiǎn)，需對(duì)變槳軸承、輪轂、變槳電機(jī)、主軸承、偏航軸承等一系列部件進(jìn)行加強(qiáng)。這些都會(huì)增加機(jī)組重量，抬高產(chǎn)品成本與價(jià)格。

但是，在風(fēng)機(jī)同質(zhì)化嚴(yán)重，市場(chǎng)趨向低價(jià)中標(biāo)(價(jià)格評(píng)分占比40%-55%)背景下，近些年風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)趨勢(shì)是輕量化。是通過(guò)結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)、降低用料成本、使用新材料、傳動(dòng)系統(tǒng)一體化聯(lián)合設(shè)計(jì)等方法來(lái)降低風(fēng)機(jī)的制造成本。上述開(kāi)發(fā)商告訴風(fēng)芒能源，“同樣的機(jī)型，別人塔筒重量250噸，你的卻需要300噸，在投標(biāo)橫向比較時(shí)你就失去了優(yōu)勢(shì)。”

該形勢(shì)下，整機(jī)只能拉著零部件供應(yīng)商一起降成本。“之前風(fēng)機(jī)零部件設(shè)計(jì)時(shí)，安全系數(shù)控制在1.3，甚至1.5及以上。輕量化趨勢(shì)下，現(xiàn)在不斷壓縮至1.2，1.1，甚至在有些非關(guān)鍵部位達(dá)到了0.9。”某整機(jī)制造商表示，“廠家給出的論據(jù)看似很充分，比如說(shuō)經(jīng)過(guò)了大量測(cè)試。但畢竟不是每個(gè)出廠的部件都檢測(cè)了，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的加工誤差、材料誤差、安裝誤差等可能帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。”

“現(xiàn)在風(fēng)機(jī)供應(yīng)鏈都在不斷探索邊界、突破極限。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，技術(shù)創(chuàng)新，百花齊放，給風(fēng)電行業(yè)帶來(lái)了技術(shù)進(jìn)步與價(jià)格優(yōu)勢(shì)。但是短期內(nèi)的魚(yú)龍混雜，也給目前行業(yè)發(fā)展帶來(lái)不少干擾。”上述整機(jī)商以齒輪箱里某個(gè)零件舉例，以前用的銅，現(xiàn)在有廠家換成了尼龍，成本大幅下降。但是這種未經(jīng)大批量長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)也快速攀升，畢竟風(fēng)機(jī)的壽命是20年。

而且，風(fēng)電發(fā)展至今天，在新技術(shù)不斷涌現(xiàn)、技術(shù)開(kāi)始領(lǐng)跑的過(guò)程中，標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)變得模糊。“早先設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)的時(shí)候，參照的標(biāo)準(zhǔn)是IEC、GL等?，F(xiàn)在這些標(biāo)準(zhǔn)一直在被挑戰(zhàn)。”上述業(yè)內(nèi)人士稱(chēng)，雙碳目標(biāo)支撐下，風(fēng)電高景氣發(fā)展預(yù)期吸引供應(yīng)鏈企業(yè)投入大量人力、物力、資源來(lái)做測(cè)試、來(lái)探索邊界。

“從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，標(biāo)準(zhǔn)不斷被挑戰(zhàn)，是件好事。我甚至認(rèn)為，中國(guó)陸上風(fēng)機(jī)之所以能快速降到1200元/kW的價(jià)格，海上風(fēng)電有區(qū)域開(kāi)發(fā)商中標(biāo)上網(wǎng)電價(jià)低至2毛左右，也是因?yàn)楫a(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)在不停挑戰(zhàn)游戲規(guī)則。”但是，標(biāo)準(zhǔn)的尺度不統(tǒng)一，也意味著真相不明，風(fēng)險(xiǎn)加大。

除了大型化、輕量化，風(fēng)機(jī)的另一個(gè)趨勢(shì)還有平臺(tái)化。目前越來(lái)越多整機(jī)廠在機(jī)型開(kāi)發(fā)中采用平臺(tái)化設(shè)計(jì)，即從規(guī)格尺寸上來(lái)看風(fēng)機(jī)外形、大部件沒(méi)有顯著變化，僅在關(guān)鍵部分的輸出功率或載荷上存在差異，例如發(fā)電機(jī)、增速機(jī)、葉片等，因此能夠攤薄單位零部件的用量和采購(gòu)成本。

換句話說(shuō)，同樣的硬件，不同風(fēng)況條件下，改變控制策略，改變?nèi)~片的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)，可是實(shí)現(xiàn)不同功率的輸出。兼容好幾個(gè)機(jī)型，平臺(tái)化對(duì)供應(yīng)鏈設(shè)計(jì)提出更高要求。“吃透技術(shù)很重要。”該業(yè)內(nèi)人士表示，“有些整機(jī)商在設(shè)計(jì)時(shí)，自認(rèn)為控制程序很先進(jìn)，可以規(guī)避部分復(fù)雜、惡劣風(fēng)況。這其實(shí)對(duì)行業(yè)來(lái)說(shuō)，都是一場(chǎng)豪賭。”

還有隨著行業(yè)高景氣發(fā)展，市場(chǎng)大盤(pán)擴(kuò)大，不斷涌進(jìn)來(lái)的人才培訓(xùn)、配置是否到位問(wèn)題。新架構(gòu)、新材料、新核心部件、新工藝、新理論不斷涌現(xiàn)下，產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展涉及的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)輸、吊裝、運(yùn)維等環(huán)節(jié)人才培養(yǎng)與管理問(wèn)題。以及新歷史定位下，產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)認(rèn)識(shí)問(wèn)題。行業(yè)目前存在整機(jī)商可能會(huì)因?yàn)榱悴考て诠?yīng)排不開(kāi)、價(jià)格考量等原因，現(xiàn)場(chǎng)換廠家、換工藝，出現(xiàn)與設(shè)計(jì)認(rèn)證證書(shū)上廠家、工藝不一情況。該情況一定程度上也存在加大風(fēng)機(jī)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。