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铜价再次突破7万元/吨:成本压力逼迫直驱走向半直驱

发布时间:2021年12月8日 | 文章来源:北极星电力网 | 浏览次数:151 | 访问原文

北极星风力发电网讯:时间锁定在12月7日,当日铜的价格再次锁定在70010元/吨(最低价格69610元/吨),而在一年前,其价格是45000元/吨左右,同比涨价幅度高达55.6%,过去3个月以来,铜的价格一直在飘红,从69223元/吨涨价就未停止,在当前部分地区限电的形势下,铜价似乎没有停下来的迹象。

大宗金属材料涨价未停止:直驱风机成本压力山大

原材料价格一直在涨。其实,铜的价格今年一直涨价并不是特例。发电机的硅钢片,磁钢片价格一年前价格都已翻番,铸铁,钢材的价格也在在涨价,一年前价格同比幅度高达50%以上,也就是说,风机发电机的主要金属原材料价格基本都是50-100%的价格上涨,而风机发电机的市场价格呢,从过去>200元/kw的价格下降到今天的100-120元/kw(双馈路线)。对风机而言,发电机是一个核心大部件,但同时也是一个传统部件,在原材料价格翻番的形势下,发电机的价格却在腰斩,这让我们的发电机产业承受巨大的压力。

其实,真正承受压力的是直驱风机的风机企业。作为直驱风机的核心部件,发电机其成本占比非常高,随着大型化的进程加速,5-7MW的直驱大兆瓦发电机成本几乎无法满足市场价格的需求,大家都知道,直驱风机就是一铜材、矽钢片、磁钢片及铸铁的组合体,相对双馈发电机,其用量要大得多,所以直驱风机在容量大型化后,与双馈机型及半直驱机型无法竞争。

大容量直驱风机的技术路线转型:半直驱正在路上

作为中国乃至全球风电龙头的企业之一-金风科技,在多年后终于发不了他的中速永磁风机机型,也就是说,他的5MW以上的机型基本(陆上)就开始了非直驱的技术路线。上海电气就在前几天,5.6-182机型成功挂机(陆上),这是他的第一款公开发布的半直驱风机。东方电气,哈电风能,远景能源,都在陆上风机的技术路线上进行了转型。上海电气、东方电气及哈电风能都是传统的火电、核电和水电发电机制造国企,尤其是金风科技、东方电气和哈电风能在过去十多年一直以直驱路线为主,但为什么在2021年开始了技术路线的转型呢?

中国风电的平价倒逼风机造价下降。中国风电发展近二十年,电价去补贴后基本下降50%左右,而且风电资源质量下降,同时在生态环保的高压政策下,建设成本越高,再这样的形势下,风机在整个风电造价被逼下降,2020年10月,最高陆上风机价格达到4200元/kw,但是到最近的一次陆上风机中标价格,最低价格低至1950元/kw,对于风电发电机而言,怎么办?降本!

降价是一个不得不面对的现实。

直驱风机其实除了轮毂外,其他机械部分就是一个发电机,有色金属和稀有金属的用量越来越大,与双馈传动+发电机的系统相比,其原材料成本比例要高得多,在补贴风电和优质风电资源时代,风机价格对造价成本的影响并不大,每千瓦300-500元的成本不会影响项目的收益率,但今天的平价风电和低风速风电时代,降低价格是被逼出来的,为此,直驱路线主机厂几乎全线转型半直驱。

从直驱到半直驱及双馈:机电一体化(混合驱动)正在流行

不得不说,直驱路线的转型,是市场的倒逼,也是技术创新的结果。过去五年,行业没想过今天的风机单机容量要做到5-8MW,海上的风机做到10-20MW,如此大型化的机型怎么进一步降价,也是行业技术创新新目标。增速机的技术创新给半直驱提供了大容量的基础。其实半直驱的流行也是技术进步的结果,而增速机最核心的一个参数单位质量的扭矩密度,从过去的100NM/kg创新到今天的220NM/kg,同样重量的增速机,今天其功率可以翻倍,从原材料角度就可以看出成本可以下降50%以上,这对大容量风机具有及其重要的意义。

从风机的价格趋势来看,风机价格反弹的可能性存在,但总体趋势不会回到历史高价时代,如何在现有的大容量机型的基础上通过技术创新继续降本,风电人一直未停止。

2021年风能展技术展示表明,威能极、ZF,永济电机都发布了最新的技术,而最新的技术路线表明,增速机与发电机的一体化正在流行,威能极走在了前面。显然,增速机和发电机一体化的发展方向给大型化带来了更多的好处:

·连接减少,传动效率更高

·紧凑灵活,减重明显,便于整体降低载荷

·尺寸明显缩小,便于运输安装

·使用寿命长且易于维护

·原材料用量减少,成本更低

国内的很多主机企业其实也在朝这个方向研发,从成本的角度出发,材料用料减少,是从设计源头降本的根本体现,其实这个发展方向需要主机企业,齿轮箱企业和发电机企业三方联动协同设计,谁主动,谁就把握主动权,这一点三方谁走在前列,成本控制就走在前列。

当然,集成式的方案也有其硬伤,集成后一旦出现故障,对于大容量风机而言,故障成本极高,所以对于这种一体化的混动系统可靠性要求极高。威能极和ZF在齿轮传动和发电机方面有几十年的技术基础,对于大容量的机型更有经验,所以他们走在前列。相对国内的齿轮箱企业,无论谁来集成发电机,都要承受较大压力。