從2015年中國第一臺混塔樣機(jī)樹立以來,不到十年的時間,混凝土塔機(jī)風(fēng)電2023年的風(fēng)電中標(biāo)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示,陸上風(fēng)電采用混凝土塔架的裝機(jī)容量接近18GW,按公開中標(biāo)陸上風(fēng)電統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)測算,混塔的風(fēng)電市場占比高達(dá)30%,實(shí)屬出人意料,2023年陸上風(fēng)電單機(jī)平均容量5.5MW的數(shù)據(jù)測算,其采用混塔的塔架數(shù)量已經(jīng)突破3000根。實(shí)際初步統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示2023年:
混塔實(shí)際中標(biāo)混塔風(fēng)電臺數(shù)接近4000臺,交付數(shù)量接近2000臺。
(來源:微信公眾號“球哥看風(fēng)”)
140m以下無混塔:風(fēng)電整機(jī)全線進(jìn)入混塔時代
球哥一直是混塔風(fēng)電的執(zhí)著粉絲,近期對混塔的調(diào)研和考察也非常多,2023年9月,球哥現(xiàn)場見證了全球最高塔架陸上風(fēng)電的現(xiàn)場吊裝,項(xiàng)目業(yè)主為三峽新能源,整機(jī)供應(yīng)商為全球龍頭金風(fēng)科技,塔架供應(yīng)商為金風(fēng)科技子公司北京天杉高科,項(xiàng)目采用了徐工的1250Ton 履帶吊,歷經(jīng)一個月完成了項(xiàng)目的吊裝,開創(chuàng)了中國高塔架風(fēng)電新紀(jì)元。
從業(yè)內(nèi)高塔架的開發(fā)應(yīng)用看,中國風(fēng)電龍頭在混塔高塔架的風(fēng)電開發(fā)方面顯然實(shí)現(xiàn)了彎道超車:
金風(fēng)科技:2024年3月秦皇島金風(fēng)撫寧區(qū)10萬千瓦風(fēng)電項(xiàng)目開工。項(xiàng)目安裝18臺機(jī)組的風(fēng)電項(xiàng)目,而這也將成為全球首個185米鋼混塔批量項(xiàng)目。從金風(fēng)科技給出的媒體信息看,阜陽三峽風(fēng)電場的185米鋼混塔樣機(jī)已經(jīng)具備了批量投產(chǎn)的條件。
明陽智能:2023年170m混塔風(fēng)電也在其老板老家實(shí)現(xiàn)了批量裝機(jī),據(jù)媒體透露,190m的混塔樣機(jī)正在準(zhǔn)備中
遠(yuǎn)景能源:2023年170米混塔在2023年實(shí)現(xiàn)批量交付;
運(yùn)達(dá)股份:2023年開始實(shí)現(xiàn)了180米超高性能混凝土材料混塔風(fēng)電吊裝,并在5月初實(shí)現(xiàn)全球首個180米超高混塔風(fēng)電項(xiàng)目首批機(jī)組并網(wǎng)。值得一提的是,該風(fēng)電場實(shí)現(xiàn)了動臂塔吊批量安裝塔架和風(fēng)機(jī)的
行業(yè)統(tǒng)計(jì)顯示,2023年的風(fēng)電塔架高度從140m開始,基本全系列采用了混塔塔架,原因很簡單。隨著單機(jī)功率加大,風(fēng)機(jī)的葉輪直徑成倍增加。以當(dāng)前的主流5-6.25MW高塔風(fēng)機(jī)為例,葉輪直徑已經(jīng)突破200m,而此前3-4MW的葉輪直徑最大不超過165m,同樣風(fēng)速條件下,塔架及風(fēng)機(jī)整體的風(fēng)載增加了40%以上,如果繼續(xù)采用鋼制塔架,其用鋼量將會大幅增加,最終鋼制塔架的成本遠(yuǎn)超混塔塔架成本,而且混塔塔架的最大優(yōu)勢就是塔架整體剛性好,同樣高度的塔架,采用混塔的風(fēng)機(jī)發(fā)電量將高出3-5個百分點(diǎn),20年累計(jì)下來相當(dāng)于一臺風(fēng)機(jī)多發(fā)一年的電。
正是混塔塔架在高塔風(fēng)電的優(yōu)勢,也就造就了今天的混塔行業(yè)。國內(nèi)最早開始研究并應(yīng)用還是今天的全球風(fēng)電龍頭金風(fēng)科技,但金風(fēng)科技真正批量自己開始從事混塔產(chǎn)業(yè)還是2018年開始。最早開始的是國金新能源新疆哈密項(xiàng)目,但真正專業(yè)化最早實(shí)現(xiàn)混塔批量交付的卻是內(nèi)蒙古金海股份,2018年一次性交付大唐100臺套120m混塔,可以說金海股份開創(chuàng)了中國風(fēng)電混塔批量交付的新紀(jì)元。
在風(fēng)電混塔發(fā)展迅猛的平價風(fēng)電時代,原本默默無名的混塔也開始出現(xiàn)在了行業(yè)視野中,2023年,中國混凝土與水泥制品協(xié)會風(fēng)電混塔分會成立。
混塔五強(qiáng)霸占80%市場
2023年北京國際風(fēng)能展,球哥首次發(fā)現(xiàn)北京建工集團(tuán)旗下的商混公司開始進(jìn)入混塔并在展會上開始宣傳。而在去年的混塔某個技術(shù)論壇會上,全球最大的水泥總包提供商-中材國際,其旗下的海外國際也進(jìn)入了混塔的市場,再看中鐵和中建等建筑施工領(lǐng)域旗下的商混公司原先從事混凝土預(yù)制件的業(yè)務(wù)開始加入混塔的業(yè)務(wù)領(lǐng)域。
專業(yè)的事專業(yè)的人做。遠(yuǎn)大在湖南的30MW300米風(fēng)電項(xiàng)目就證明了這一點(diǎn),風(fēng)電是一個系統(tǒng)的專業(yè)領(lǐng)域,不是誰都能干的領(lǐng)域。17日混塔論壇的結(jié)果證明了這一點(diǎn),混塔前五名的實(shí)際供應(yīng)商市場占有率超過了80%。不熟悉混塔的行業(yè)人士都認(rèn)為混塔就是簡單的混凝土預(yù)制件,實(shí)際上,混塔與傳統(tǒng)的混凝土預(yù)制件有著更高的技術(shù)要求,在過去近10年的行業(yè)淘汰中,天衫高科,上海風(fēng)領(lǐng),上海研砼,金海股份及巨杰科技五家頭部企業(yè)昂立市場潮頭:
北京天杉高科風(fēng)電科技有限責(zé)任公司
2014年成立,目前國內(nèi)市場占有率規(guī)模最大的混塔供應(yīng)商,因金風(fēng)科技力推混塔高塔而占據(jù)市場優(yōu)勢。
上海風(fēng)領(lǐng)新能源有限公司
2020年成立,是近幾年發(fā)展快速并兇猛的混塔供應(yīng)商,技術(shù)來源與 天衫高科同源于新疆水利院,在業(yè)內(nèi)非常有影響力,其中江蘇漣水180M批量高塔項(xiàng)目來自于該企業(yè)。
內(nèi)蒙古金海新能源科技股份有限公司
2006年成立,背靠三峽集團(tuán),是一家央企控股的公眾公司,國內(nèi)第一個批量供應(yīng)混塔塔架的混塔供應(yīng)商,2024年三峽集團(tuán)作為資本方高度重視混塔領(lǐng)域業(yè)務(wù),董事長改派為三峽人員,由此可見混塔業(yè)務(wù)未來的市場發(fā)展態(tài)勢。
浙江巨杰混塔新能源科技有限公司
2018年成立,技術(shù)來源于電建華東院,是業(yè)內(nèi)專業(yè)技術(shù)比較深厚的一家混塔供應(yīng)商,
一重(黑龍江)風(fēng)電混塔有限公司:2021
2021年成立,是一重集團(tuán)進(jìn)入新能源產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的一個分支,依托與上海電氣和金風(fēng)科技的合作,大力發(fā)展其塔架業(yè)務(wù),是業(yè)內(nèi)唯一一家央企絕對控股的混塔供應(yīng)商。
這里不得不單獨(dú)介紹一下金海股份:這是三峽進(jìn)軍新能源裝備領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)的企業(yè)之一,就在2024年,金海股份中標(biāo)了全球風(fēng)電兩個吉尼斯紀(jì)錄的風(fēng)電塔架項(xiàng)目:單機(jī)容量10MW,塔架高度185m,就這一點(diǎn)不僅證明了金海股份在行業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的實(shí)力,同時也再一次給中國陸上大兆瓦風(fēng)電發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
是不是混塔的發(fā)展就是無限制呢,答案是否定的!
高大塔架的未來在哪里:吊裝設(shè)備、效率及安全將成混塔發(fā)展瓶頸
從技術(shù)層面看,風(fēng)切變超過0.2的地區(qū),風(fēng)電開發(fā)企業(yè)會嘗試盡量采用高塔架獲取更多風(fēng)能資源,按照天杉高科高層的技術(shù)分析介紹,風(fēng)切變超過0.17,如采用185米的鋼混塔會比160米具有更好的投資收益率:比160米塔架的機(jī)組增加0.2米/秒的風(fēng)速,全年折算滿發(fā)小時數(shù)可增加150小時以上,發(fā)電量提高8.38%,全投資收益率提升0.5%,而且最重要的一個開發(fā)指標(biāo)將被打破,開發(fā)風(fēng)資源的風(fēng)速降低到4.6m/s。從理論上看,當(dāng)前的185m混塔塔架高度顯然還沒有到風(fēng)電塔架高度的天花板。
雖然從技術(shù)層面來說,做到260米甚至都沒問題,行業(yè)的專家表示。當(dāng)前更高塔架更大單機(jī)容量的風(fēng)電發(fā)展面臨幾個核心因素:
1、更高的高度,吊裝設(shè)備如何滿足:當(dāng)前業(yè)內(nèi)的動臂塔吊可以滿足200m 22Ton的主機(jī)機(jī)艙和輪轂吊裝,未來更高的高度甚至高達(dá)300m,設(shè)備如何滿足。
2、更大的單機(jī)容量風(fēng)機(jī),吊裝重量越來越大,安全性如何保證:同樣的風(fēng)速條件下,原來吊裝3-4MW的葉輪輪轂8-10m/s的風(fēng)速條件下可以實(shí)施,但如果未來10MW的風(fēng)機(jī),單葉片吊裝如果不采用塔吊吊裝,履帶吊吊裝單葉片預(yù)計(jì)超過6m/s的風(fēng)速都無法實(shí)施。
3、更高塔架的混塔吊裝效率大幅下降,預(yù)應(yīng)力鋼纜的實(shí)施更加復(fù)雜:超過150m以上純混塔其預(yù)應(yīng)力鋼纜施工和技術(shù)方案都將非常復(fù)雜,在預(yù)應(yīng)力方案上非常謹(jǐn)慎。
4、更高的塔架對吊裝設(shè)備的要求更高,吊裝設(shè)備的更新迭代增加吊裝成本:當(dāng)前180m的塔架市場上1250Ton的履帶吊和2800ton.m的塔吊能滿足,185m及以上的塔吊如果采用履帶吊需要至少1350Ton以上設(shè)備,其設(shè)備使用成本將會大會增加。
鋼混塔安裝效率參差不齊,天杉高科趙總在采訪時提到,最快的可以在4天吊裝1臺,最慢的安裝過程可能超過2周,這個數(shù)據(jù)應(yīng)該來自于120-140m的塔架高度。實(shí)際上160m的塔架吊裝含風(fēng)機(jī)葉輪,至少15天才能實(shí)現(xiàn)。
就這一點(diǎn)看,全地面汽車起重機(jī)基本上要推出高塔架的吊裝市場,因?yàn)?000Ton以上的汽車吊其設(shè)備使用成本將大大提升,同時該設(shè)備也是屬于非路面汽車設(shè)備轉(zhuǎn)場也是非常復(fù)雜。當(dāng)然,這里不得不推薦使用動臂塔吊,也就是我們說的塔吊。
高混塔+動臂塔吊:未來高空風(fēng)電的最佳組合解決方案
從設(shè)備屬性看,動臂塔吊屬于建筑設(shè)備,但在國外,塔吊用于混塔高塔施工已有近20年的歷史,塔吊使用成本相對履帶吊要低,同時其安全可靠性遠(yuǎn)高于履帶吊和汽車吊,其安全施工風(fēng)速15-20m/s,更重要的是其作業(yè)施工的面積是履帶吊和汽車吊的一半都不到,而且其設(shè)備作業(yè)參數(shù)可滿足5年之內(nèi)無需升級的要求,也就是說塔吊無論風(fēng)機(jī)的重量和高度怎么變化,可以五年內(nèi)不用升級設(shè)備滿足現(xiàn)有風(fēng)電場的吊裝要求。
江蘇漣水的180M混塔吊裝結(jié)果顯示,履帶吊吊裝效率基本上30天才能完成1臺風(fēng)機(jī)及塔筒的吊裝,而永茂建機(jī)的塔吊實(shí)現(xiàn)了25天完成一臺風(fēng)機(jī)及塔架的安裝,這也是當(dāng)前全球最高塔架風(fēng)機(jī)的吊裝最高水平。