百億風電裂變思考——解碼中車株洲所風電事業15年跨越發展

李永亮  錢勇亮  黃 屏  徐夏晨

2021年12月,中車株洲所延安3×20MW風電項目完成了首臺套吊裝,標志著中車株洲所首個自建風場項目吹響了收官沖刺的沖鋒號。從2006年初涉風電整機行業到今天,中車株洲所實現了從單一的整機制造商到以“清潔能源裝備制造與銷售”為一體,“風光資源開發和智能運維”為兩翼的新能源系統解決方案提供商的精彩蝶變。

2006-2021,從“襁褓嬰兒”到“追風少年”,中車株洲所闖過一條怎樣的路?“風”行15年憑什么?

從造火車到造風電

——“走出兩條鋼軌”,勇闖能源新世界

冬來北風吹,地處內蒙古高原南緣河北省張北縣試驗風場,迎來發電好時節。

24.8平方公里的風場一望無際。林立的風電機組中,葉輪直徑175米的5.xMWD175風電機組十分打眼。這個今年6月由中車株洲所吊裝的機組,刷新當前全球陸上風電機組最大風輪直徑紀錄。

往南1700余公里,在中車株洲研究所陳列室,來賓看到一棵“科技樹”:以算法、器件、材料三大技術為“根”,支撐起軌道交通、新能源汽車、風電、材料等8大產業,多項全球、全國領先技術成果掛滿“枝頭”。

在中車株洲所龐大的產業體系中,風電是一支新生力量。涉足風電行業,體現了中車株洲所對時代變革敏銳而準確的判斷,彰顯了中車株洲所對事業發展的孜孜追求。

此前,在中國鐵路機車車輛領域深耕多年,中車株洲所積淀了深厚的技術底蘊,迎接新能源時代,中車株洲所希望“走好兩條鋼軌,走出兩條鋼軌”,將在軌道交通裝備中集聚的技術優勢拓展至其他領域,實現多元發展。

敢想敢干,2006年8月,中車株洲所“跳出舒適圈”,組建風電事業部。

從引進、吸收國外技術到自主研發,從高海拔風電技術到低風速區域,從機組直徑77米到175米,中車株洲所不斷刷新紀錄,搶占市場。

深耕細作,風電產業裂變、升級,中車株洲所搭建起由半導體器件、變流器和風電葉片大部件到整機設備的完整產業鏈體系,并通過搶抓機遇、模式創新、多點開花,成功實現市場占有率快速提升。

15年不懈努力,中車株洲所躍升為國內優秀的風電整機制造商和智慧綠色能源系統解決方案提供商。到2020年,風電成為中車株洲所繼軌道交通、新材料之后第三個百億產業。在中車株洲所430億的總產值中,風電等軌外產業占比達到59%。

從“追趕”到“領跑”

——在創新中升級,推動風電開發不斷邁上新臺階

2006年,中車株洲所初涉風電整機領域時,與奧地利Windtec公司合作,引進首套風電整機技術。為在最短時間完成消化、吸收,掌握風電機組整機設計、制造技術,風電事業部全員上陣,通宵達旦。研制的首臺WT1.65型風電機組,2007年在永州江華瑤族自治縣實現吊裝。

隨著中國風電快速發展,風電市場從“三北”向中東南部地區轉移,“高海拔”地區因風能資源儲能豐富,成為開發新熱點。

中車株洲所嘗試自主技術創新,借助軌道交通領域高原電力機車的技術積累,探索開發適用于高海拔區域的風電機組。

高海拔風電技術在當時是世界級應用難題。“超過4000米就沒有相關標準了,因此很多課題需要研究攻關,比如高原地區電氣系統的冷卻、溫差適應、爬電距離等問題。”中車株洲所總經理助理、風電事業部總經理朱建成說。

嫁接高原電力機車設計能力,中車株洲所攻克了高原風電機組的設計難題。

2011年,第一代高海拔機型WT1500D88橫空出世,填補云南、青海、甘肅等高原地區風能資源開發的機型空白。

一年后,中車株洲所成為唯一參與《高海拔風力發電機組技術導則》行業標準制定的整機商,主持完成《高海拔型風力發電機組》國家標準制定。

2012年前后,我國“三北”地區逐漸出現棄風限電現象,中南部低風速區域成為風電開發重點。中車株洲所預判市場發展趨勢,迅速行動,開展面向低風速區域的WT2000D110機型開發工作,率先實現低風速型風電機組批量化供應。

2018年10月,有著較高捕風效率的WT2500D146下線,市場一片叫好。兩年內,該機型累計收入超過百億元,成為“百億”機型。

到“十三五”末,中車株洲所已完全掌握風電機組整機一體化多學科設計技術,其中包括風電大功率、高塔筒、長柔葉片、變流技術等多項專項技術,形成多系列風電整機產品矩陣,可搭配不同的風輪直徑與搭架高度,實現對陸上各種工況環境開發模式的全覆蓋。

銳意進取,永不停步。去年至今,中車株洲所在WT2500D146基礎上,相繼推出風輪直徑160米、175米機組,持續行業領跑,推動我國風電開發不斷邁上新臺階。

御風十五年,后發趕超,中車株洲所先后榮獲中國風能行業建設杰出貢獻者、中國十大低風速技術創新獎、全球新能源500強科技創新企業等稱號。

“國之大者”善干善為

——“追風少年”搶抓“雙碳”戰略新機遇

寧夏西海固地區海原縣,由中車株洲所建成的西北地區最大的風電整機制造基地,讓昔日風沙走石的“干沙灘”,變成寸土寸金的“金沙灘”。剛剛入職中車株洲所的當地員工姚中興感慨道:“中車株洲所的到來,給這片貧瘠的土地注入新的活力。”

在中車株洲所援助的寧夏中衛代店小學,書聲瑯瑯,回族小學生在作業本里寫下了參觀風電制造工廠后憧憬未來的童聲稚語。

從三湘四水出發,株所人攀上云貴高原,遠赴內蒙古大草原,帶去風電、帶去希望、帶去無限可能。

在開放、創新的思路指引下,中車株洲所以風電裝備研發為紐帶,積極推動上下游產業鏈緊密配合、共同發展。

在內,風電事業部與時代新材、時代電氣、國家變流中心等單位并肩作戰,創新技術、優化產品,協同設計。以時代新材為例,該公司與風電事業部就新產品研發頻繁溝通,總能碰撞出更加貼近市場需求的優質方案,去年交付3731套葉片,出貨容量超過1000萬千瓦,排名國內第二,全球第三,成為國內少數幾家具有獨立自主研發體系的葉片企業。

對外,中車株洲所加強與上下游企業的戰略合作,締造新能源產業生態圈。

青海省海西州,都蘭風電場裝機容量已達19.95萬千瓦,由中車株洲所安裝的風電機組迎風轉動。“我們與中車株洲所之間的合作,一是愉快,二是深入。我們在都蘭風電場安裝5種機型,也意在為他們提供試驗場地。”中國電建西北院副總經理張楓說。

“雙碳”機遇下,中車株洲所的母公司中國中車高度重視風電產業,提出了“一核三極多點”的業務布局,將風電產業的發展提升到了集團的戰略高度。10月18日,中國中車在2021國際風能大會暨展覽會上,組織旗下全產業鏈子公司參展,向世界展示風電裝備完整產業鏈的新產品、新技術、新方案。

在這場以“雙碳”為關鍵詞的盛會上,中車株洲所成為耀眼“明星”,被寄予厚望。展會上,中車株洲所發布“一機一儲”創新概念與關鍵技術,通過風儲協同控制技術、風儲一體化變流技術、風儲集成布局技術等多項科技成果的有機融合,實現“一機一儲”的風儲融合創新模式。此舉為將來以新能源為主體的新型電力系統量身打造,并改善風電等新能源的涉網特性。

中車株洲所已從發電、輸配電、負荷到儲能方面打通全技術鏈和價值鏈,積極謀篇布局。

“中車株洲所將傳承高鐵榮耀,加大風電技術創新,打造世界一流高端能源裝備制造企業。”中車株洲所黨委書記、董事長李東林表示,“‘十四五’期間,中車株洲所將抓住‘雙碳’機遇,全力推動新能源壯大與升級,探索能源物聯網、數字能源技術、風光儲一體化、氫能等新方向,為打造大能源產業體系儲備力量。”

大風無言,見證傳奇。迎風而立,中車株洲所風電事業闊步向前。

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