中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：今年第11號(hào)臺(tái)風(fēng)“摩羯”再給我們上了一課，面對(duì)氣候變暖導(dǎo)致的極端天氣，人類那些五十年、百年一遇的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和各種國標(biāo)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，越來越不夠用了。
在這次“摩羯”臺(tái)風(fēng)登陸的海南省文昌玉蘭灣附近，有五六臺(tái)風(fēng)電機(jī)組被折斷。這些風(fēng)電機(jī)組項(xiàng)目全部采用抗臺(tái)型風(fēng)機(jī)，從風(fēng)機(jī)規(guī)格來看，其項(xiàng)目為50年一遇最大風(fēng)速為50m/s；21449#測風(fēng)塔100m高度15m/s；湍流平均值為0.11。需采用IEC IC以上級(jí)別或滿足條件的IEC S級(jí)風(fēng)機(jī)。
50年一遇，符合IEC（國際電工委員會(huì)）標(biāo)準(zhǔn)，為何會(huì)導(dǎo)致批量風(fēng)機(jī)倒塌？是標(biāo)準(zhǔn)不夠用？還是低價(jià)競標(biāo)導(dǎo)致相關(guān)配置出現(xiàn)問題？又或者是面對(duì)極端天氣的應(yīng)急預(yù)案有更多提升空間？
圖：文昌風(fēng)電場招標(biāo)要求。
50年一遇，還沒發(fā)電就遇到了
據(jù)第一財(cái)經(jīng)和每日經(jīng)濟(jì)新聞等媒體報(bào)道，這個(gè)項(xiàng)目的大體情況是，文昌風(fēng)電場一期最初建成于2008年，是海南省“十一五”重點(diǎn)工程，也是海南第一個(gè)大容量風(fēng)電項(xiàng)目。在改造升級(jí)前，該項(xiàng)目共有34臺(tái)風(fēng)機(jī)，總裝機(jī)容量為52.5MW（兆瓦）。
目前，該風(fēng)電場正在進(jìn)行“以大代小”增容改造項(xiàng)目。文昌風(fēng)電廠“以大代小”增容改造項(xiàng)目是海南省首個(gè)陸上風(fēng)電場改造升級(jí)項(xiàng)目，擬拆除原有除#27、#33風(fēng)機(jī)外的32臺(tái)風(fēng)機(jī)，在拆除風(fēng)機(jī)點(diǎn)位以外選址新建16臺(tái)6.25MW抗臺(tái)型風(fēng)機(jī)，總?cè)萘吭鲋?04MW。
這次被臺(tái)風(fēng)折斷的風(fēng)電機(jī)組大概有五六臺(tái)。項(xiàng)目還在擴(kuò)建當(dāng)中，目前還沒有發(fā)電。
另有業(yè)界人士向媒體表示，擬新建的16臺(tái)6.25MW抗臺(tái)型風(fēng)機(jī)，項(xiàng)目已吊裝了13臺(tái)，計(jì)劃今年10月完成。一臺(tái)6.25MW抗臺(tái)型風(fēng)電機(jī)組總造價(jià)上千萬元。
這個(gè)項(xiàng)目此前是文昌玉蘭灣的一道風(fēng)景線，很多游客喜歡到這里打卡拍照。
這次改造升級(jí)，沒想到還沒完工，就遭遇“摩羯”這一最強(qiáng)臺(tái)風(fēng)。
盡管項(xiàng)目招標(biāo)風(fēng)機(jī)規(guī)格為“50年一遇最大風(fēng)速為50m/s。”，但仍低于“摩羯”登陸時(shí)中心附近最大風(fēng)力。這次摩羯臺(tái)風(fēng)登陸距離項(xiàng)目最近距離僅為7公里，最大風(fēng)力可能達(dá)到了83米/秒以上，超過了招標(biāo)的要求，也遠(yuǎn)超《GB/T 31519 臺(tái)風(fēng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組》中風(fēng)電機(jī)組抗臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)要求。
臺(tái)風(fēng)“摩羯”是繼2014年“威馬遜”（70米/秒，17級(jí)+）之后登陸中國最強(qiáng)，也是建國以來登陸中國大陸地區(qū)的最強(qiáng)秋臺(tái)風(fēng)。
所以，世界風(fēng)能協(xié)會(huì)副主席、中國可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專業(yè)委員會(huì)秘書長秦海巖對(duì)媒體表示：“這次真是天災(zāi)，沒辦法。一是這次臺(tái)風(fēng)太厲害，是歷史上也少見的極強(qiáng)臺(tái)風(fēng)。二是機(jī)組還在施工中，沒有正式投運(yùn)，也是主要原因?！?
為什么沒有投運(yùn)也是主要原因呢？因?yàn)轱L(fēng)機(jī)沒有通電，機(jī)組偏航、變槳等抗臺(tái)風(fēng)策略沒法運(yùn)行。
國際標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)為何不夠用
從客觀原因看，天災(zāi)確實(shí)是主要原因。但是，面對(duì)這種極端氣候，我們就沒有辦法嗎？或者遇到類似天氣，就必然會(huì)發(fā)生這類悲劇嗎？
其實(shí)也不是必然。
因?yàn)樵谶@次臺(tái)風(fēng)襲擊中，就有一些附近的風(fēng)機(jī)沒有倒塌，也有一些深遠(yuǎn)海的風(fēng)機(jī)也抵抗住了臺(tái)風(fēng)的襲擊。
這說明，光從規(guī)格看，一句“抗臺(tái)型”風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)，以及可以抗多少等級(jí)的風(fēng)力是不夠的，還要看風(fēng)機(jī)各個(gè)部件的參數(shù)是否匹配。同樣是抗臺(tái)風(fēng)，同樣是50年一遇的設(shè)計(jì)，技術(shù)參數(shù)是可以不一樣的。
既然2014年已經(jīng)發(fā)生過“威馬遜”這樣超過17級(jí)的臺(tái)風(fēng)，風(fēng)速也達(dá)到過70米/秒。甚至1969年登陸汕頭的第三號(hào)臺(tái)風(fēng)的平均風(fēng)速達(dá)到過75米/秒。而這次在海南登陸的摩羯臺(tái)風(fēng)，登陸時(shí)平均風(fēng)速為68米/秒，沒有超過1969年的臺(tái)風(fēng)。從理論上看，業(yè)主方的風(fēng)機(jī)選型應(yīng)該按最大可能臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)的。
當(dāng)然，這里說的是平均風(fēng)速。如果考慮到不同時(shí)點(diǎn)，臺(tái)風(fēng)的不同部位和階段，風(fēng)力的破壞是不一樣的。
臺(tái)風(fēng)影響階段中，包括臺(tái)風(fēng)前部外圍階段、前眼壁階段、臺(tái)風(fēng)眼階段、后眼壁階段和后邊緣階段。其中，臺(tái)風(fēng)眼階段的影響幾乎不會(huì)對(duì)海上風(fēng)力機(jī)的安全性能產(chǎn)生影響。但臺(tái)風(fēng)眼壁階段對(duì)風(fēng)機(jī)的沖擊就很大。
Hao Wang，Tongguang Wang等人在Renewable Energy雜志發(fā)表的論文就認(rèn)為，基于IEC設(shè)計(jì)風(fēng)條件計(jì)算的臺(tái)風(fēng)外圍影響具有60%~90%的安全裕度。因此，即使在受到一些臺(tái)風(fēng)影響的情況下，一些海上風(fēng)電場仍能繼續(xù)運(yùn)行。然而，這并不意味著它們的結(jié)構(gòu)安全性達(dá)到完全可靠的水平。比如，6MW海上風(fēng)力機(jī)在臺(tái)風(fēng)眼壁沖擊下的響應(yīng)明顯超過了IEC設(shè)計(jì)工況的計(jì)算值，增量超過35%。
這些數(shù)據(jù)表明，即使考慮了一定的安全系數(shù)，也無法涵蓋臺(tái)風(fēng)引起的響應(yīng)。
所以，對(duì)于IEC（國際電工委員會(huì)）和國標(biāo)《GB/T 31519 臺(tái)風(fēng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組》，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)需要一定的寬裕量，才能應(yīng)對(duì)頻繁的極端天氣。而且在選址上也非常講究，在臺(tái)風(fēng)經(jīng)常登陸的地方，是否真的適合建風(fēng)場？需要重新考量。
應(yīng)急預(yù)案也非常重要
臺(tái)風(fēng)是地球上破壞力最大的自然災(zāi)害之一。在我國，復(fù)雜惡劣的海洋環(huán)境下，臺(tái)風(fēng)對(duì)海上風(fēng)電機(jī)組的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)完整性影響巨大。
經(jīng)過這么多年的認(rèn)識(shí)和積累，對(duì)臺(tái)風(fēng)的規(guī)律性已有一些掌握。在我國近2萬公里的海岸線上，風(fēng)能資源最多的省份均位于臺(tái)風(fēng)活躍區(qū)。沿海最易受超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)侵襲的地區(qū)包括廣東、海南、臺(tái)灣、浙江和福建等地。
臺(tái)風(fēng)對(duì)海上風(fēng)電機(jī)組的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)完整性構(gòu)成威脅，嚴(yán)重的葉片損壞、塔架倒塌、基礎(chǔ)傾覆等事件時(shí)有發(fā)生。所以，很多進(jìn)軍海上風(fēng)電的風(fēng)機(jī)制造商，都有自己的殺手锏和秘籍。
除了技術(shù)方面外，對(duì)極端天氣的預(yù)測，以及做好相關(guān)預(yù)案也非常重要。比如文昌這個(gè)項(xiàng)目，既然風(fēng)機(jī)沒有通電，機(jī)組偏航、變槳等抗臺(tái)風(fēng)策略沒法運(yùn)行，那提前準(zhǔn)備好備用電源，是否就可以避免悲劇的發(fā)生？
氣候突發(fā)情況肯定意想不到，但抗災(zāi)的同時(shí)防災(zāi)減災(zāi)才尤其重要，未來，像暴雨內(nèi)澇、山洪暴發(fā)、高溫干旱、寒潮冰雹等自然災(zāi)害會(huì)越來越頻繁，這對(duì)風(fēng)電和光伏等新能源的布局和投資，提出了更高質(zhì)量要求。
但不管是標(biāo)準(zhǔn)的提高，還是技術(shù)參數(shù)以及各配件的高質(zhì)量要求，還是備用電源的配套，甚至塔筒材質(zhì)的要求，每一個(gè)細(xì)節(jié)都需要提高報(bào)價(jià)，品質(zhì)除了產(chǎn)業(yè)鏈管理和技術(shù)創(chuàng)新外，也需要用金錢做保障。
現(xiàn)在風(fēng)機(jī)整機(jī)價(jià)格一降再降，風(fēng)電行業(yè)面臨嚴(yán)重的“低價(jià)惡性競爭”，業(yè)主開發(fā)商又喜歡以低價(jià)選擇中標(biāo)者，以省去各種審計(jì)要求，這其實(shí)埋下了整個(gè)行業(yè)惡性競爭、劣幣驅(qū)逐良幣的后患。
世界風(fēng)能協(xié)會(huì)副主席、中國可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專業(yè)委員會(huì)秘書長秦海巖表示，目前，在風(fēng)電項(xiàng)目的風(fēng)電機(jī)組招投標(biāo)中，年度加權(quán)平均中標(biāo)價(jià)以及大量單個(gè)項(xiàng)目中標(biāo)價(jià)，都已經(jīng)低于風(fēng)電機(jī)組的成本。
以6.25MW機(jī)型（不含塔架）為例，其直接材料（僅考慮構(gòu)成整機(jī)的各種部件，包括葉片、齒輪箱、發(fā)電機(jī)、軸承等，以及構(gòu)成整機(jī)的主要材料，包括電纜、高強(qiáng)度螺栓、潤滑油/脂等）成本約為1200元/千瓦，直接人工成本、制造費(fèi)用、質(zhì)量控制成本、物流成本約為200元/千瓦，在不考慮研發(fā)成本、營銷和銷售成本、管理費(fèi)用、間接費(fèi)用、環(huán)境與社會(huì)責(zé)任成本的情況下，機(jī)組成本已接近1400元/千瓦。
而中國陸上風(fēng)電機(jī)組（不含塔架）的加權(quán)平均中標(biāo)價(jià)已經(jīng)從2012年的4000元/千瓦，降至2023年的1500元/千瓦，2024年1—7月進(jìn)一步降到1400元/千瓦。部分項(xiàng)目的風(fēng)電機(jī)組招投標(biāo)價(jià)格甚至低于直接材料成本。
業(yè)界呼吁，在低價(jià)惡性競爭中，產(chǎn)品銷售價(jià)格低于成本價(jià)，生產(chǎn)者無法獲得利潤，背離了市場價(jià)值規(guī)律和基本的商業(yè)原則，扭曲了價(jià)格機(jī)制，對(duì)風(fēng)機(jī)產(chǎn)業(yè)的長遠(yuǎn)健康發(fā)展是巨大傷害。
只有良性競爭，才是各行各業(yè)創(chuàng)新活力的源泉。希望站在新十字路口的中國風(fēng)電行業(yè)，迎來新的重生。
