時間鎖定在12月7日,當日銅的價格再次鎖定在70010元/噸(最低價格69610元/噸),而在一年前,其價格是45000元/噸左右,同比漲價幅度高達55.6%,過去3個月以來,銅的價格一直在飄紅,從69223元/噸漲價就未停止,在當前部分地區限電的形勢下,銅價似乎沒有停下來的跡象。

大宗金屬材料漲價未停止:直驅風機成本壓力山大

原材料價格一直在漲。其實,銅的價格今年一直漲價并不是特例。發電機的硅鋼片,磁鋼片價格一年前價格都已翻番,鑄鐵,鋼材的價格也在在漲價,一年前價格同比幅度高達50%以上,也就是說,風機發電機的主要金屬原材料價格基本都是50-100%的價格上漲,而風機發電機的市場價格呢,從過去>200元/kw的價格下降到今天的100-120元/kw(雙饋路線)。對風機而言,發電機是一個核心大部件,但同時也是一個傳統部件,在原材料價格翻番的形勢下,發電機的價格卻在腰斬,這讓我們的發電機產業承受巨大的壓力。

其實,真正承受壓力的是直驅風機的風機企業。作為直驅風機的核心部件,發電機其成本占比非常高,隨著大型化的進程加速,5-7MW的直驅大兆瓦發電機成本幾乎無法滿足市場價格的需求,大家都知道,直驅風機就是一銅材、矽鋼片、磁鋼片及鑄鐵的組合體,相對雙饋發電機,其用量要大得多,所以直驅風機在容量大型化后,與雙饋機型及半直驅機型無法競爭。

大容量直驅風機的技術路線轉型:半直驅正在路上

作為中國乃至全球風電龍頭的企業之一-金風科技,在多年后終于發不了他的中速永磁風機機型,也就是說,他的5MW以上的機型基本(陸上)就開始了非直驅的技術路線。上海電氣就在前幾天,5.6-182機型成功掛機(陸上),這是他的第一款公開發布的半直驅風機。東方電氣,哈電風能,遠景能源,都在陸上風機的技術路線上進行了轉型。上海電氣、東方電氣及哈電風能都是傳統的火電、核電和水電發電機制造國企,尤其是金風科技、東方電氣和哈電風能在過去十多年一直以直驅路線為主,但為什么在2021年開始了技術路線的轉型呢?

中國風電的平價倒逼風機造價下降。中國風電發展近二十年,電價去補貼后基本下降50%左右,而且風電資源質量下降,同時在生態環保的高壓政策下,建設成本越高,再這樣的形勢下,風機在整個風電造價被逼下降,2020年10月,最高陸上風機價格達到4200元/kw,但是到最近的一次陸上風機中標價格,最低價格低至1950元/kw,對于風電發電機而言,怎么辦?降本!

降價是一個不得不面對的現實。

直驅風機其實除了輪轂外,其他機械部分就是一個發電機,有色金屬和稀有金屬的用量越來越大,與雙饋傳動+發電機的系統相比,其原材料成本比例要高得多,在補貼風電和優質風電資源時代,風機價格對造價成本的影響并不大,每千瓦300-500元的成本不會影響項目的收益率,但今天的平價風電和低風速風電時代,降低價格是被逼出來的,為此,直驅路線主機廠幾乎全線轉型半直驅。

從直驅到半直驅及雙饋:機電一體化(混合驅動)正在流行

不得不說,直驅路線的轉型,是市場的倒逼,也是技術創新的結果。過去五年,行業沒想過今天的風機單機容量要做到5-8MW,海上的風機做到10-20MW,如此大型化的機型怎么進一步降價,也是行業技術創新新目標。增速機的技術創新給半直驅提供了大容量的基礎。其實半直驅的流行也是技術進步的結果,而增速機最核心的一個參數單位質量的扭矩密度,從過去的100NM/kg創新到今天的220NM/kg,同樣重量的增速機,今天其功率可以翻倍,從原材料角度就可以看出成本可以下降50%以上,這對大容量風機具有及其重要的意義。

從風機的價格趨勢來看,風機價格反彈的可能性存在,但總體趨勢不會回到歷史高價時代,如何在現有的大容量機型的基礎上通過技術創新繼續降本,風電人一直未停止。

2021年風能展技術展示表明,威能極、ZF,永濟電機都發布了最新的技術,而最新的技術路線表明,增速機與發電機的一體化正在流行,威能極走在了前面。顯然,增速機和發電機一體化的發展方向給大型化帶來了更多的好處:

·連接減少,傳動效率更高

·緊湊靈活,減重明顯,便于整體降低載荷

·尺寸明顯縮小,便于運輸安裝

·使用壽命長且易于維護

·原材料用量減少,成本更低

國內的很多主機企業其實也在朝這個方向研發,從成本的角度出發,材料用料減少,是從設計源頭降本的根本體現,其實這個發展方向需要主機企業,齒輪箱企業和發電機企業三方聯動協同設計,誰主動,誰就把握主動權,這一點三方誰走在前列,成本控制就走在前列。

當然,集成式的方案也有其硬傷,集成后一旦出現故障,對于大容量風機而言,故障成本極高,所以對于這種一體化的混動系統可靠性要求極高。威能極和ZF在齒輪傳動和發電機方面有幾十年的技術基礎,對于大容量的機型更有經驗,所以他們走在前列。相對國內的齒輪箱企業,無論誰來集成發電機,都要承受較大壓力。