2021年12月國(guó)家能源局發(fā)布《風(fēng)電場(chǎng)改造升級(jí)和退役管理辦法》征求意見(jiàn)。為老舊機(jī)組的技改升級(jí)提供了明確可循的政策支撐。

由于早期風(fēng)電機(jī)組的技術(shù)水平限制，風(fēng)資源的利用率并沒(méi)有發(fā)揮到最大水平，隨著風(fēng)電平價(jià)的全面鋪開(kāi)，風(fēng)電葉片技術(shù)迭代速度加快，針對(duì)老舊風(fēng)電機(jī)組的葉片技改升級(jí)進(jìn)入行業(yè)視線(xiàn)，衍生出包括氣動(dòng)性能改造、葉片延長(zhǎng)等多個(gè)類(lèi)型的性能提升服務(wù)，成為當(dāng)前風(fēng)電領(lǐng)域研究的熱門(mén)課題。

近年來(lái)，陸上風(fēng)電兆瓦級(jí)葉片長(zhǎng)度從50-60米增長(zhǎng)至80-90米。有專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)測(cè)算顯示，早期70米的葉片延長(zhǎng)至80米左右，對(duì)應(yīng)的發(fā)電量提升數(shù)據(jù)可達(dá)4-5%。但從切實(shí)執(zhí)行過(guò)的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，葉片延長(zhǎng)還存在非常多的問(wèn)題和漏洞，涉及知識(shí)產(chǎn)權(quán)、安全性風(fēng)險(xiǎn)、施工安全以及評(píng)估效果等多個(gè)方面。

展開(kāi)來(lái)講，一些非孤兒機(jī)組的產(chǎn)權(quán)、早期國(guó)外品牌的葉片設(shè)計(jì)資料，這些圖紙、文件包括后期的改造設(shè)計(jì)均需正規(guī)授權(quán)才可以使用，當(dāng)前市場(chǎng)上的多數(shù)技改服務(wù)，在葉片改授權(quán)方面還存在很大的不確定性。

安全性上，葉片的改動(dòng)涉及到載荷安全性、主控程序更新、葉片主體強(qiáng)度安全、對(duì)變槳系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)的影響也要考慮在內(nèi)。尤其是葉片主體以及粘接部分的安全性問(wèn)題，保證延長(zhǎng)節(jié)固定不脫落，還沒(méi)有完美的解決方案。

葉片技改牽一發(fā)而動(dòng)全身

“葉片技改可謂牽一發(fā)而動(dòng)全身。所以業(yè)主方要具備一定的甄別能力，形成對(duì)葉片技改的供應(yīng)商篩選、前期設(shè)計(jì)評(píng)估、中期安全監(jiān)督，以及后期效果評(píng)估的能力。”業(yè)內(nèi)專(zhuān)業(yè)人士提醒指出。

不過(guò)，與以上問(wèn)題隱患相比，葉片延長(zhǎng)效果并非行業(yè)預(yù)估的那么顯著，才是這個(gè)行當(dāng)最致命的。

不只一位從事風(fēng)電運(yùn)維的專(zhuān)家表示：“葉片技改對(duì)于提升風(fēng)電機(jī)組發(fā)電量來(lái)說(shuō)比較有限，相對(duì)于機(jī)組本身的低效原因來(lái)說(shuō)只是錦上添花?！?/p>

單就延長(zhǎng)一項(xiàng)來(lái)說(shuō)，曾有技改從業(yè)人士向筆者透露：“針對(duì)發(fā)電量提升需求而言，葉片延長(zhǎng)處理效果并不顯著，但相較于更換葉片的重大投資而言，延長(zhǎng)確實(shí)是‘兩利相權(quán)取其重’的一種方式。”他表示，更換葉片對(duì)于提升發(fā)電量的效果在10-20%之間，因機(jī)組個(gè)體差異以及風(fēng)資源情況，實(shí)際發(fā)電量的提升空間差距很大。

同時(shí)，資本回收期也是橫在葉片技改面前的一道坎。一般而言，葉片技改投資回收期約為4-5年，長(zhǎng)的甚至7-8年。

據(jù)CWEA數(shù)據(jù)，截至2020年底我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)1.0MW以下機(jī)組占3.1%、1.5-1.9MW（幾乎全部為1.5MW機(jī)組）占31.1%。也就是說(shuō)，1.5MW及以下機(jī)組占比接近35%，且大部分集中在2010年裝機(jī)。對(duì)于已經(jīng)運(yùn)行超過(guò)10年左右的1.5MW及以下機(jī)組而言，是否還有延長(zhǎng)或更換的必要？

寧夏發(fā)布的《關(guān)于開(kāi)展寧夏老舊風(fēng)電場(chǎng)“以大代小”更新試點(diǎn)的通知》中，1.5MW及以下、連續(xù)多年利用小時(shí)數(shù)低下的機(jī)組，被鼓勵(lì)作為優(yōu)先開(kāi)展試點(diǎn)的對(duì)象。

一旦1.5MW以下機(jī)組的以大代小形成趨勢(shì)，針對(duì)葉片延長(zhǎng)類(lèi)的業(yè)務(wù)無(wú)論從可行性還是經(jīng)濟(jì)性上來(lái)說(shuō)都不是特別占優(yōu)勢(shì)。有專(zhuān)家表示，在當(dāng)前這個(gè)空檔期內(nèi)，機(jī)組葉片延長(zhǎng)等技改服務(wù)可能還有2-3年的市場(chǎng)時(shí)間。

不如先聚焦這個(gè)世界性難題

如果數(shù)說(shuō)葉片延長(zhǎng)不是提升發(fā)電量提升的必選項(xiàng)，那么葉片覆冰絕對(duì)是造成發(fā)電量損失的關(guān)鍵，而且是困擾業(yè)界的一個(gè)“世界性難題”。

風(fēng)電機(jī)組在零下以及零度運(yùn)行時(shí)，遇到潮濕的寒冷空氣、冰雪、雨水、鹽霧，特別是遇到過(guò)冷卻水滴時(shí)，就會(huì)發(fā)生凍冰現(xiàn)象。葉片覆冰后會(huì)產(chǎn)生很大的危害，對(duì)于年發(fā)電量的損失少則達(dá)1%-10%，惡劣地區(qū)達(dá)到20%-50% 。

“目前業(yè)內(nèi)防除冰技術(shù)的研究大致為加熱除冰、機(jī)械除冰和涂層除冰三個(gè)技術(shù)方向。但當(dāng)前無(wú)論是電力開(kāi)發(fā)企業(yè)、葉片生產(chǎn)企業(yè)、科研等第三方企業(yè)均無(wú)綜合效果較好的方案，也無(wú)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范?！庇袑?zhuān)業(yè)人士說(shuō)到。

空氣加熱和電加熱兩種方案的除冰效果較好，但是前期資金投入較大、施工復(fù)雜且時(shí)間較長(zhǎng)，還需要解決防雷的問(wèn)題；機(jī)械除冰無(wú)非也就是人工除冰，應(yīng)用比較廣泛但人工操作費(fèi)時(shí)費(fèi)力，需停機(jī)承擔(dān)發(fā)電量損失。

相比較下來(lái)，涂層除冰多為疏水型涂層，是目前施工最簡(jiǎn)單、成本也最低的風(fēng)電葉片防除冰方案。目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)有一些小批量的應(yīng)用項(xiàng)目。

“但在一些項(xiàng)目的應(yīng)用上，疏水涂層也存在一定的弊端，最顯著的是無(wú)法完全杜絕表面的結(jié)冰現(xiàn)象，無(wú)法持久防覆冰，特別是經(jīng)過(guò)幾輪結(jié)冰、融冰循環(huán)后，其抗結(jié)冰能力明顯下降。”上述專(zhuān)業(yè)人士指出。如何解決風(fēng)電葉片的結(jié)冰問(wèn)題是一項(xiàng)全球性技術(shù)難題，也缺乏相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和驗(yàn)證手段，是風(fēng)電葉片技改、提升發(fā)電量水平需要重點(diǎn)攻克的難題。

當(dāng)前，風(fēng)電后市場(chǎng)潛力巨大，但針對(duì)葉片的運(yùn)維技改及技術(shù)創(chuàng)新遠(yuǎn)非行業(yè)感受到的那么樂(lè)觀(guān)，這也是該行當(dāng)未形成具有競(jìng)爭(zhēng)力企業(yè)的原因之一。尤其是在目前提前退役、上大壓小的發(fā)展趨勢(shì)下，葉片技改正面臨著相對(duì)尷尬的發(fā)展局面。