“2014年到2016年期間，我國每年將有14吉瓦-18吉瓦風機出質(zhì)保，到2022年將有187吉瓦的風機出質(zhì)保。風電葉片維護將成后市場化風電運維的最大商機之一。”在日前舉行的2015中國風電葉片設計制造與運維技術高峰論壇上，與會人士表示。
兆瓦級葉片制造形成產(chǎn)業(yè)鏈
葉片是清潔能源的風電發(fā)電機將風能轉(zhuǎn)化為機械能的重要部件之一，也是獲取較高風能利用系數(shù)和經(jīng)濟效益的基礎。
九鼎新材葉片總經(jīng)理何建兵表示，葉片設計、制造及運行狀態(tài)的好壞直接影響到整機的性能和發(fā)電效率，對運營成本影響重大，成為風電企業(yè)一項高度重視的管理抓手。
根據(jù)公開統(tǒng)計數(shù)據(jù)，目前中國風電裝機容量已達1億千瓦，相當于6.5萬臺左右的風機裝機量，并且這個數(shù)字正以每天超過30臺的速度迅速增長。據(jù)悉，目前我國風場運維費用在每年5億美元左右。彭博新能源財經(jīng)預計，到2022年，年風場運維費用將增長至30億美元。在2015年至2022年間，中國風場運維費用總計將高達160億美元。
業(yè)內(nèi)人士表示，6.5萬臺風機保守估計將使用復合材料100多萬噸。其中環(huán)氧樹脂和不飽和樹脂至少50萬噸，高性能玻璃纖維超過60萬噸，此外，還有大量的結(jié)構(gòu)泡沫材料。
據(jù)中國不飽和聚酯樹脂行業(yè)協(xié)會秘書長趙鴻漢介紹，經(jīng)過數(shù)年的風電行業(yè)整合，目前國內(nèi)排名靠前的12家整機企業(yè)中，有5家自產(chǎn)葉片。獨立葉片制造企業(yè)達到21家。
TPI復材集團高級副總裁、中國區(qū)總經(jīng)理紀軍認為，中國兆瓦級葉片制造技術發(fā)展的7年，風電行業(yè)初步形成了設計、制造、選材、裝備、標準、檢測、認證、運營等環(huán)節(jié)的一體化新興產(chǎn)業(yè)鏈，在開發(fā)大型海上風電葉片和陸上低風速高強度預彎型大型葉片方面也取得了較大進展和技術突破。但就目前來講，國內(nèi)還處于初級階段，風電產(chǎn)業(yè)與國際先進水平相比，仍存在不小的差距。
大型化、智能化、輕量化是趨勢
趙鴻漢表示，兆瓦級復合材料葉片行業(yè)是一個極富挑戰(zhàn)的技術型產(chǎn)業(yè)，伴隨低風速市場和海上風電市場的快速發(fā)展，將加快我國兆瓦級風電葉片向大型化、輕量化、智能化方向發(fā)展，這對風電葉片的設計能力、新材料、新技術的應用也提出新的挑戰(zhàn)。
“大型化、智能化、輕量化兆瓦級葉片，將集中各種高性能材料的比試和比拼，從而達到更完美的材料、結(jié)構(gòu)和工藝的組合。葉片的制造在向分段組合、整體灌注成型和熱塑型成型的方向發(fā)展。”中復連眾公司的一位相關人士向記者表示。
據(jù)了解，隨著我國風電市場的進一步發(fā)展，碳纖維、高性能合成纖維、高性能玻璃纖維和合成樹脂等新材料也面臨持續(xù)創(chuàng)新的問題。在合成樹脂方面，聚氨脂改性環(huán)氧、熱固性聚氨脂、纖維增強塑料等材料或?qū)⒌玫介_發(fā)和利用。“當前在我國風電行業(yè)，新材料應用已經(jīng)能夠緊跟國際潮流，但是，葉片設計依然是軟肋。”一位業(yè)內(nèi)人士表示。
有行業(yè)專家則對記者表示：“風電葉片從750千瓦到2兆瓦甚至更大，我國都已具備完全自主研發(fā)能力。但是，我國風電產(chǎn)業(yè)與國際先進水平相比，仍然存在較大差距，大部分企業(yè)仍是采用引進生產(chǎn)許可證的方式，缺乏國際競爭力。”
紀軍表示，遵循當前“一帶一路”的大戰(zhàn)略，中國風電產(chǎn)業(yè)要與國際接軌，持續(xù)創(chuàng)新和走向海外，就必須加強葉片關鍵技術研究，提高大型風電葉片氣動設計和結(jié)構(gòu)設計能力，完善葉片制造技術的先進性和輕量化。
葉片運維需統(tǒng)一標準規(guī)范
中廣核風電有限公司運維事業(yè)部副總經(jīng)理賈軼軍表示，風機葉片全天候在室外運行，鹽霧對它的影響比較大，對于業(yè)主來講，最大的問題是它位于高空，維修保養(yǎng)更換的成本非常高，所需時間也非常長。“曾遇到葉片壞了之后，發(fā)現(xiàn)葉片沒有庫存，而且這是近兩三年才生產(chǎn)的一種葉片，結(jié)果從找到模具到進行定損、更換用了120天的時間，對風電場影響非常大。”賈軼軍舉例說。
據(jù)賈軼軍介紹，目前葉片遇到的常見問題是：葉片后緣局部安全系數(shù)偏小，導致后緣的開裂;出現(xiàn)外蒙皮嚴重扭曲，后緣蒙皮嚴重開裂;膠衣出現(xiàn)磨損脫落現(xiàn)象。此外，還有葉片遭遇雷擊的事故。
業(yè)內(nèi)人士告訴記者，通常而言，運行的第五年是葉片損毀事故的高發(fā)年限，這時會出現(xiàn)防雷指數(shù)明顯降低等現(xiàn)象。
據(jù)了解，風機大部分是處于比較偏遠的地方，更換葉片的交通成本和時間成本很大。與此同時，對壞葉片的處理也讓業(yè)主方頗費腦筋。由于葉片體積大，不論是暫時儲存還是就地切割，都是需要很大的財務保證能力和技術能力的支撐。
預防葉片出現(xiàn)損壞等事故，制造質(zhì)量可靠的葉片是前提。TPI中國區(qū)質(zhì)量總監(jiān)郭磊認為，制造好的葉片第一要有好的模具，第二要有好的材料，第三要有良好的過程控制，包括對溫濕度的控制，包括確保打膠過程穩(wěn)定等。
業(yè)內(nèi)普遍認為，急需規(guī)范、整合葉片維修行業(yè)，包括進一步開發(fā)維修新技術、新材料，對葉片運維進行認證、分級，制定葉片運維標準和相應規(guī)范等。
“業(yè)主也要提升主動運維能力，一方面是預防，定期檢查如按月度、季度、年度執(zhí)行，不定期檢查如在某些時間點進行預防檢查。另一方面是預測和改善。通過監(jiān)測風場里面每一臺風機，每一個機組在任何一個時間的風險值，有針對性的進行一些維護，甚至做到提前更換。”某知名風機整機商相關負責人告訴記者。
兆瓦級葉片制造形成產(chǎn)業(yè)鏈
葉片是清潔能源的風電發(fā)電機將風能轉(zhuǎn)化為機械能的重要部件之一，也是獲取較高風能利用系數(shù)和經(jīng)濟效益的基礎。
九鼎新材葉片總經(jīng)理何建兵表示，葉片設計、制造及運行狀態(tài)的好壞直接影響到整機的性能和發(fā)電效率，對運營成本影響重大，成為風電企業(yè)一項高度重視的管理抓手。
根據(jù)公開統(tǒng)計數(shù)據(jù)，目前中國風電裝機容量已達1億千瓦，相當于6.5萬臺左右的風機裝機量，并且這個數(shù)字正以每天超過30臺的速度迅速增長。據(jù)悉，目前我國風場運維費用在每年5億美元左右。彭博新能源財經(jīng)預計，到2022年，年風場運維費用將增長至30億美元。在2015年至2022年間，中國風場運維費用總計將高達160億美元。
業(yè)內(nèi)人士表示，6.5萬臺風機保守估計將使用復合材料100多萬噸。其中環(huán)氧樹脂和不飽和樹脂至少50萬噸，高性能玻璃纖維超過60萬噸，此外，還有大量的結(jié)構(gòu)泡沫材料。
據(jù)中國不飽和聚酯樹脂行業(yè)協(xié)會秘書長趙鴻漢介紹，經(jīng)過數(shù)年的風電行業(yè)整合，目前國內(nèi)排名靠前的12家整機企業(yè)中，有5家自產(chǎn)葉片。獨立葉片制造企業(yè)達到21家。
TPI復材集團高級副總裁、中國區(qū)總經(jīng)理紀軍認為，中國兆瓦級葉片制造技術發(fā)展的7年，風電行業(yè)初步形成了設計、制造、選材、裝備、標準、檢測、認證、運營等環(huán)節(jié)的一體化新興產(chǎn)業(yè)鏈，在開發(fā)大型海上風電葉片和陸上低風速高強度預彎型大型葉片方面也取得了較大進展和技術突破。但就目前來講，國內(nèi)還處于初級階段，風電產(chǎn)業(yè)與國際先進水平相比，仍存在不小的差距。
大型化、智能化、輕量化是趨勢
趙鴻漢表示，兆瓦級復合材料葉片行業(yè)是一個極富挑戰(zhàn)的技術型產(chǎn)業(yè)，伴隨低風速市場和海上風電市場的快速發(fā)展，將加快我國兆瓦級風電葉片向大型化、輕量化、智能化方向發(fā)展，這對風電葉片的設計能力、新材料、新技術的應用也提出新的挑戰(zhàn)。
“大型化、智能化、輕量化兆瓦級葉片，將集中各種高性能材料的比試和比拼，從而達到更完美的材料、結(jié)構(gòu)和工藝的組合。葉片的制造在向分段組合、整體灌注成型和熱塑型成型的方向發(fā)展。”中復連眾公司的一位相關人士向記者表示。
據(jù)了解，隨著我國風電市場的進一步發(fā)展，碳纖維、高性能合成纖維、高性能玻璃纖維和合成樹脂等新材料也面臨持續(xù)創(chuàng)新的問題。在合成樹脂方面，聚氨脂改性環(huán)氧、熱固性聚氨脂、纖維增強塑料等材料或?qū)⒌玫介_發(fā)和利用。“當前在我國風電行業(yè)，新材料應用已經(jīng)能夠緊跟國際潮流，但是，葉片設計依然是軟肋。”一位業(yè)內(nèi)人士表示。
有行業(yè)專家則對記者表示：“風電葉片從750千瓦到2兆瓦甚至更大，我國都已具備完全自主研發(fā)能力。但是，我國風電產(chǎn)業(yè)與國際先進水平相比，仍然存在較大差距，大部分企業(yè)仍是采用引進生產(chǎn)許可證的方式，缺乏國際競爭力。”
紀軍表示，遵循當前“一帶一路”的大戰(zhàn)略，中國風電產(chǎn)業(yè)要與國際接軌，持續(xù)創(chuàng)新和走向海外，就必須加強葉片關鍵技術研究，提高大型風電葉片氣動設計和結(jié)構(gòu)設計能力，完善葉片制造技術的先進性和輕量化。
葉片運維需統(tǒng)一標準規(guī)范
中廣核風電有限公司運維事業(yè)部副總經(jīng)理賈軼軍表示，風機葉片全天候在室外運行，鹽霧對它的影響比較大，對于業(yè)主來講，最大的問題是它位于高空，維修保養(yǎng)更換的成本非常高，所需時間也非常長。“曾遇到葉片壞了之后，發(fā)現(xiàn)葉片沒有庫存，而且這是近兩三年才生產(chǎn)的一種葉片，結(jié)果從找到模具到進行定損、更換用了120天的時間，對風電場影響非常大。”賈軼軍舉例說。
據(jù)賈軼軍介紹，目前葉片遇到的常見問題是：葉片后緣局部安全系數(shù)偏小，導致后緣的開裂;出現(xiàn)外蒙皮嚴重扭曲，后緣蒙皮嚴重開裂;膠衣出現(xiàn)磨損脫落現(xiàn)象。此外，還有葉片遭遇雷擊的事故。
業(yè)內(nèi)人士告訴記者，通常而言，運行的第五年是葉片損毀事故的高發(fā)年限，這時會出現(xiàn)防雷指數(shù)明顯降低等現(xiàn)象。
據(jù)了解，風機大部分是處于比較偏遠的地方，更換葉片的交通成本和時間成本很大。與此同時，對壞葉片的處理也讓業(yè)主方頗費腦筋。由于葉片體積大，不論是暫時儲存還是就地切割，都是需要很大的財務保證能力和技術能力的支撐。
預防葉片出現(xiàn)損壞等事故，制造質(zhì)量可靠的葉片是前提。TPI中國區(qū)質(zhì)量總監(jiān)郭磊認為，制造好的葉片第一要有好的模具，第二要有好的材料，第三要有良好的過程控制，包括對溫濕度的控制，包括確保打膠過程穩(wěn)定等。
業(yè)內(nèi)普遍認為，急需規(guī)范、整合葉片維修行業(yè)，包括進一步開發(fā)維修新技術、新材料，對葉片運維進行認證、分級，制定葉片運維標準和相應規(guī)范等。
“業(yè)主也要提升主動運維能力，一方面是預防，定期檢查如按月度、季度、年度執(zhí)行，不定期檢查如在某些時間點進行預防檢查。另一方面是預測和改善。通過監(jiān)測風場里面每一臺風機，每一個機組在任何一個時間的風險值，有針對性的進行一些維護，甚至做到提前更換。”某知名風機整機商相關負責人告訴記者。
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