2021年12月國家能源局發(fā)布《風電場改造升級和退役管理辦法》征求意見。為老舊機組的技改升級提供了明確可循的政策支撐。
由于早期風電機組的技術水平限制，風資源的利用率并沒有發(fā)揮到最大水平，隨著風電平價的全面鋪開，風電葉片技術迭代速度加快，針對老舊風電機組的葉片技改升級進入行業(yè)視線，衍生出包括氣動性能改造、葉片延長等多個類型的性能提升服務，成為當前風電領域研究的熱門課題。
近年來，陸上風電兆瓦級葉片長度從50-60米增長至80-90米。有專業(yè)機構測算顯示，早期70米的葉片延長至80米左右，對應的發(fā)電量提升數(shù)據(jù)可達4-5%。但從切實執(zhí)行過的項目經(jīng)驗來看，葉片延長還存在非常多的問題和漏洞，涉及知識產(chǎn)權、安全性風險、施工安全以及評估效果等多個方面。
展開來講，一些非孤兒機組的產(chǎn)權、早期國外品牌的葉片設計資料，這些圖紙、文件包括后期的改造設計均需正規(guī)授權才可以使用，當前市場上的多數(shù)技改服務，在葉片改授權方面還存在很大的不確定性。
安全性上，葉片的改動涉及到載荷安全性、主控程序更新、葉片主體強度安全、對變槳系統(tǒng)和傳動系統(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題，保證延長節(jié)固定不脫落，還沒有完美的解決方案。
葉片技改牽一發(fā)而動全身
“葉片技改可謂牽一發(fā)而動全身。所以業(yè)主方要具備一定的甄別能力，形成對葉片技改的供應商篩選、前期設計評估、中期安全監(jiān)督，以及后期效果評估的能力。”業(yè)內(nèi)專業(yè)人士提醒指出。
不過，與以上問題隱患相比，葉片延長效果并非行業(yè)預估的那么顯著，才是這個行當最致命的。
不只一位從事風電運維的專家表示：“葉片技改對于提升風電機組發(fā)電量來說比較有限，相對于機組本身的低效原因來說只是錦上添花?！?/p>
單就延長一項來說，曾有技改從業(yè)人士向筆者透露：“針對發(fā)電量提升需求而言，葉片延長處理效果并不顯著，但相較于更換葉片的重大投資而言，延長確實是‘兩利相權取其重’的一種方式。”他表示，更換葉片對于提升發(fā)電量的效果在10-20%之間，因機組個體差異以及風資源情況，實際發(fā)電量的提升空間差距很大。
同時，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，長的甚至7-8年。
據(jù)CWEA數(shù)據(jù)，截至2020年底我國風電裝機1.0MW以下機組占3.1%、1.5-1.9MW（幾乎全部為1.5MW機組）占31.1%。也就是說，1.5MW及以下機組占比接近35%，且大部分集中在2010年裝機。對于已經(jīng)運行超過10年左右的1.5MW及以下機組而言，是否還有延長或更換的必要？
寧夏發(fā)布的《關于開展寧夏老舊風電場“以大代小”更新試點的通知》中，1.5MW及以下、連續(xù)多年利用小時數(shù)低下的機組，被鼓勵作為優(yōu)先開展試點的對象。
一旦1.5MW以下機組的以大代小形成趨勢，針對葉片延長類的業(yè)務無論從可行性還是經(jīng)濟性上來說都不是特別占優(yōu)勢。有專家表示，在當前這個空檔期內(nèi)，機組葉片延長等技改服務可能還有2-3年的市場時間。
不如先聚焦這個世界性難題
如果數(shù)說葉片延長不是提升發(fā)電量提升的必選項，那么葉片覆冰絕對是造成發(fā)電量損失的關鍵，而且是困擾業(yè)界的一個“世界性難題”。
風電機組在零下以及零度運行時，遇到潮濕的寒冷空氣、冰雪、雨水、鹽霧，特別是遇到過冷卻水滴時，就會發(fā)生凍冰現(xiàn)象。葉片覆冰后會產(chǎn)生很大的危害，對于年發(fā)電量的損失少則達1%-10%，惡劣地區(qū)達到20%-50% 。
“目前業(yè)內(nèi)防除冰技術的研究大致為加熱除冰、機械除冰和涂層除冰三個技術方向。但當前無論是電力開發(fā)企業(yè)、葉片生產(chǎn)企業(yè)、科研等第三方企業(yè)均無綜合效果較好的方案，也無相關標準規(guī)范。”有專業(yè)人士說到。
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、施工復雜且時間較長，還需要解決防雷的問題；機械除冰無非也就是人工除冰，應用比較廣泛但人工操作費時費力，需停機承擔發(fā)電量損失。
相比較下來，涂層除冰多為疏水型涂層，是目前施工最簡單、成本也最低的風電葉片防除冰方案。目前國內(nèi)已經(jīng)有一些小批量的應用項目。
“但在一些項目的應用上，疏水涂層也存在一定的弊端，最顯著的是無法完全杜絕表面的結冰現(xiàn)象，無法持久防覆冰，特別是經(jīng)過幾輪結冰、融冰循環(huán)后，其抗結冰能力明顯下降。”上述專業(yè)人士指出。如何解決風電葉片的結冰問題是一項全球性技術難題，也缺乏相應的技術標準和驗證手段，是風電葉片技改、提升發(fā)電量水平需要重點攻克的難題。
當前，風電后市場潛力巨大，但針對葉片的運維技改及技術創(chuàng)新遠非行業(yè)感受到的那么樂觀，這也是該行當未形成具有競爭力企業(yè)的原因之一。尤其是在目前提前退役、上大壓小的發(fā)展趨勢下，葉片技改正面臨著相對尷尬的發(fā)展局面。
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