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风电用钢市场迎来发展机遇
来源:世界金属导报作者:日期:18.01.12

   根据全球风能委员会(Global Wind Energy Council)日前发布的2017-2021年市场预测,2021年全球累计风电装机容量将从2017年的487GW增加到817GW,并且其中大部分都是建在陆地上。

  鉴于每一座风电装置的装机容量都是千MW级,风电运营商奥斯特公司(Orsted)估计每MW海上风力发电装机容量约使用200吨中厚板(比陆上装置可能会少一些),该数据显示未来四年全球将有6000多万吨的风电机组用钢需求,其中不仅有普通钢材,还包括高价值的高性能厚板。

  据21世纪可再生能源政策网络(21REN)称,鉴于近几年全球风电行业快速增长,2016年新增装机容量近55GW,同比增长12%,因此这一预测看起来相对较为合理。据普氏公司计算,2016年新增装机容量相当于约1000万吨的钢材需求。

  据21世纪可再生能源政策网络称,2016年全球风力发电量增速较2015年创历史新高的水平低14个百分点,但仍是迄今为止第二高年度增长率。由于出现融资问题,虽然2016年中国增加23.4GW风电装机容量,使其总风电装机容量达到169GW,截至2016年底约占全球风电装机容量的三分之一,但中国风电市场增速已经大幅下滑。

  亚洲已经连续八年保持全球最大风电发展区域市场,约占全球风电装机容量的一半,欧洲和北美占据剩余的大部分。未来一些大型风电市场增长将受到政策变化的不确定性影响,而周期性或政策性放缓也将影响一些市场的发展。与此同时,风电装置建设也受到成本竞争力和环境因素的影响。21世纪可再生能源政策网络在2017年全球风电市场状况报告中指出,在许多市场,风力发电已成为新一代发电成本最低的选择。截至2016年底,有超过90个国家和地区从事商业风电活动,有29个国家和地区风电装机容量在1GW以上。

  风电装置越大越好

  风电装置整体趋势是朝着更大装机容量发展,这对于钢铁企业来说可能是个好消息。21世纪可再生能源政策网络指出,总的趋势是朝着更大的风电装置发展,包括更长的叶片,更高的风电塔筒高度,特别是更大的转子尺寸。在近海,通过规模和标准化降低成本的需求已经推动涡轮机尺寸和项目规模向着更大方向发展。

  世界钢铁协会网站显示的信息指出,较长的叶片增加了涡轮机发电量,它们扫过一个更大的区域,从而能捕捉更多的风。风电塔筒和基座必须调整以承载这些更重的叶片及其所需更大的转子,并且为了实现发电最大化,较长的叶片意味着有更高的风电塔筒。

  目前全球最大的陆上风电场在中国,甘肃风电场装机容量在6000MW;其后是美国阿尔塔风能中心,装机容量为1548MW;印度Muppandal风力发电场,装机容量为1500MW。然而,全球其他地区海上风电装机容量的增长更为迅速,特别是在欧洲,2016年欧洲风能占欧盟电能总需求的10.4%。

  2016年德国再次成为欧洲最大的风电市场,风电装机容量增加近5GW,达到49.5GW(陆上装机容量为45.4GW,海上装机容量为4.2GW)。据21世纪可再生能源政策网络称,德国风电发展很大程度上是由即将到来的转变所驱动,即到2017年1月由保证性的国家融资支持转向大多数可再生能源设施的竞争性拍卖。

  在英国,风电运营商奥斯特公司2017年9月获得一项建造世界上最大海上风电场的合同,即Hornsea项目二,该项目距离北海约克郡海岸89公里,装机容量为1.4GW。项目二装机容量超越目前正在建设的项目一的1.2GW,并且超越该公司在英国建设的其他项目装机容量。

  到2020年英国在风电方面投资预计将达到120亿英镑。英国在差价合约(CFD)拍卖中确定的能源价格为5750英镑/MWh,而Hornsea项目二将创下英国海上风电价格最低的纪录,比两年前类似项目的能源价格低50%。

  彭博新能源财经在2017年6月发布的展望报告中指出,陆上风电成本下降很快,但海上风电成本下降得更快。受获得更多开发风电经验、市场竞争和风险降低以及大型项目和更大型涡轮机所带来的规模效益支撑,彭博新能源财经预计到2040年海上风电平均成本将下降71%。但风险投资公司Scottish Equity Partners表示,在英国,尽管风电塔筒高度在150-180米更加可行,但目前英国风电塔筒高度上限为125米。

  主要风电项目运营商

  在英国,除了在不同国家拥有不同项目的奥斯特公司之外,其他风电运营商还包括拥有价值20亿英镑Triton Knoll海上风电场项目的Innogy公司,该项目距离林肯郡海岸32公里,计划装机容量为860MW,每年可供应超过80万户英国家庭可再生龙8 需求,该公司计划从日本三菱重工公司和维斯塔斯风力系统公司购买90台涡轮机。这个项目的最终投资决定预计将在2018年做出,导致项目建设工作可能到2020年才能开始。

  通用电气公司和西门子公司也纷纷加入可再生能源革命,并且在风电领域取得了一些成功。通用电气公司旗下的风能公司是通用电气动力系统公司的一个业务单元。通用电气风能公司设计和制造额定输出功率在900kW到3600kW之间的风力涡轮机。2016年通用电气公司是世界第二大风力发电机组制造商。

  2017年4月,西门子公司收购西班牙涡轮机制造商Gamesa公司,并希望成为世界可再生能源的领先者。而日本钢铁企业新日铁住金公司以及为风力发电设备生产钢材并拥有部分风电项目的Hibikinada公司也开展一系列活动,包括设备制造和建筑施工、城市发展、系统解决方案服务、新材料业务、硅片制造、化学品生产和龙8 供应。此外,1999年7月在日本东京成立的日本风能开发公司是国际风电项目开发商。

  总部设在丹麦,并在70多个国家安装风力涡轮机的制造商维斯塔斯风力系统公司专门致力于风能设备开发和制造。2017年三季度,该公司在竞争加剧和盈利能力下降的风电市场中交付了更多订单,并且收入尚可。维斯塔斯公司总裁兼首席执行官Anders Runevad说,公司积压的订单和服务收入均同比增长18%,2017年前三季度公司营业收入与2016年全年相同。Anders Runevad称,风电市场将继续快速发展,2017年三季度公司订单达到2615MW,较2016年三季度上升48%。

  风电用钢及制造企业

  海上风电业务已经成为自称是欧洲厚板领先制造商的德国钢厂迪林根公司厚板板块业务的重要支柱。迪林根公司主要提供海上风电塔筒基座用厚板,所用钢材必须满足以下要求:具有特定的弹性和韧性,以及为确保经济制造具有良好的可焊性。这就是为什么热机械轧制厚板是首选。

  如今海上风电装置是如此之大,用作基座的厚板厚度达到150mm。此外,所用厚板的钢种与海上应用传统钢种类似。然而,相比海上风电装置,陆上风力发电装置(钢塔)的典型性能通常要低得多,并且通常使用的厚板厚度刚刚超过60mm。

  通常这些类型厚板使用的地区在北海大部分地区(英国、德国、丹麦和荷兰近海地区)。迪林根公司为海上风电场,如Rhyl Flats、Thanet、Londonrray、Walney、Horns Rev、Alpha Ventus、Baltic 2和Dan Tysk提供钢材。钢材,特别是来自迪林根公司的厚板对于能源来源的成功转向起到了重要作用。

  迪林根公司指出,无论是法规要求还是最终客户,有时要根据海上风电场的位置,需要符合“建筑产品条例(CPR)”标志的建筑材料(CE标志)。对于厚板,这意味着要求符合EN 10025统一标准。另一个标准EN10225,改进了韧性特性要求以及要求海上用钢种有更好的可焊性。因此,设计者和制造商经常要求采用这一标准的厚板。然而,由于EN 10225不是一个全球统一的标准,它不具有CE标志。迪林根公司用于风力发电设备的DIWIND产品提供两种钢材的组合:具有CE标志的近海用钢种和EN 10225标准钢以及后者改进碳当量等级的钢。

  新日铁住金是另外一家作为钢材供应商以及项目开发商或是部分拥有项目而深入涉足风电行业的钢铁企业。作为日本福岛海上浮动风电场示范项目的11个联盟成员之一,即在日本经济产业省的主持下简称为“福岛向前”项目的成员,新日铁住金公司自2011年以来就开展了有关海上风电场浮动平台的研究。新日铁住金公司负责开发用于浮动风力涡轮机设备的高性能钢材和对用于浮动海上风力涡轮机结构的高强度钢板应用进行实证研究,还研究焊接接头的疲劳解决方案和暴露测试的耐腐蚀性。

  在俄罗斯,由谢维尔公司控股股东Alexey Mardashov完全拥有的动力机械公司在塔甘罗格的Krasny Kotelshchik工厂生产风电塔筒和组装风力涡轮机吊舱。该公司已将谢维尔公司作为中厚板长期供应商。

  中厚板价格指数化定价

  一家主要的风力涡轮机制造商称,其采购的大部分中厚板在价格上遵循中厚板价格指数定价,与现货市场价格无关。该公司还跟踪废钢、焦煤和板坯等原材料的价格指数指标,并且跟踪热轧卷价格,直接与钢厂、贸易商或其他第三方进行交易来采购中厚板。

  该制造商说,“我们在哪里采购中厚板取决于项目在哪里,因为运输成本相对较高,我们将始终尽可能地在当地采购。我们没有与特定的生产商保持任何特殊的关系。”此外,据市场有关人士说,奥斯特公司先前曾研究通过北欧热轧卷价格指数套期保值中厚板。

  风电项目融资难度加大并且补贴取消

  随着风电产业发展空间的扩大,风电产业融资发生了巨大变化,在短时间内导致部分地区风电产业发展遇到问题。一家风力涡轮机制造商说,随着可再生能源已经成为一个更加成熟的市场,对风电产业而言可获取资金的方式或是机制减少。例如在英国,作为龙8 市场改革的一部分,已经用“差价合约”拍卖系统取代FIT(欧美的一种新能源补贴政策)对可再生能源的直接补贴。而在德国,有关对可再生能源的投资激励政策也被取消。

  可再生能源协会称,自2016年以来,英国政府方面没有对风力发电新的支持政策出台。Scottish Equity Partners公司称,根据新的预算,直到2025年才会看到政府对风电行业更多的支持。该公司同时指出,政府的可再生能源开发费用已经在最近的预算中被冻结,对可再生能源发展的支持目前不再存在。

  日本政府已经为该国Hibikinada风电场提供部分资金鼓励可再生能源产业发展。该风电场由NS Wind Power Hibiki公司所有,其中新日铁住金公司、日本风电开发公司、酉岛泵公司和三井物产均为该公司股东。

  中国2016年发布停止对风电进行补贴,包括到2020年停止FIT在内的决定减缓了此前中国可再生能源的迅猛增长。据南华早报2017年9月报道,作为这一进程的一部分,2017年8月31日,国家能源局发布了《国家能源局关于公布风电平价上网示范项目的通知》,公布了13个共计707MW的风电平价上网示范项目。

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