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风电装备腐蚀环境分析与涂料防护

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0 前 言
风电是典型的区别于传统能源的新能源。和太阳能发电等其他新能源相比,风电的发展更具有规模和经济优势,特别是随着石化能源的逐渐枯竭、环保呼声的高涨及对气候变化的关注,随着人们对传统能源种种弊端的认识不断深化,风电在全球范围内获得了广泛的认可和较快发展,我国风电的发展尤其引人注目。随之而来的,是对风力发电设备的大量需求,从而带动风力发电装备用防
护涂料(简称保温)的发展。因此也促使一些涂料企业纷纷将保温作为发展的重点领域,故全方位了解中国风电发展及风电装备用防护涂料的市场状况很有必要。本文试图对风电装备腐蚀环境与涂料防护进行分析和综述。
 
1 飞速发展的风电新能源
1.1 世界风电发展现状
世界风能快速发展,风电占能源总量的比例不断上升,各国政府不断出台的可再生能源鼓励政策,特别是随着美国新能源计划的提出和实施,风电发展又迎来了新一轮发展高峰, 亚洲和美洲将成为最具增长潜力的地区。风电大国同时也是风电装备制造业大国。到2008年,世界主要国家的风能装机规模如表1所示。
2008年世界风能装机排名
1.2 中国风电发展规划与现状
我国第一个风电场1986年在山东省荣成建成。到2008年,中国大陆的风电总装机容量达到了1 221万k W,跃居世界第4位,位列美、德和西班牙之后,新增装机容量仅次于美国而居于世界第二,超过了100%的增长率,增长速度为世界第一(见表1)。按照目前的增长情况,在2009年即可超过西班牙,2011年可超过德国,2015年可达到6 300万kW的装机规划。《可再生能源法》、《可再生能源规划》是风电发展的政策依据,极大地推动了风电的发展,风电的实际发展已经远远超出了规划。图1中有多次调整后本期聚焦Focus on This Issue的风电发展规划,而最新的消息是,即将出台的“新能源振兴规划”中2020年风电目标可能调整为1.5亿k W,比原计划又提高50%。我国风电装机前10位的省区见表2。
2008年我国风电装机前10位省区(以完成风电机组吊装为依据)
由表2可知,我国的风电主要集中在北部地区,这和风能资源的分布情况密切相关。
目前已经在6省区规划了7个千万千瓦级风电场,到2020年的装机规模分别是:甘肃酒泉1 270万kW(2015年)、新疆哈密(哈密东南部、三塘湖和)1 080万kW、河北省(张家口、承德、东部沿海)1 200万kW、吉林西部(松源、白城)2 300万kW、蒙西(锡林郭勒、乌兰察布、呼和浩特、包头、鄂尔多斯、巴彦诺尔和阿拉善)和蒙东(赤峰、通辽、呼伦贝尔和兴安)5 780万kW、江苏海上风电基地1 000万kW,累计1.26亿kW。甘肃酒泉是第一个开工建设的千万千瓦级风电基地项目,于2009年8月8日正式宣布启动,一期规模380万k W。甘肃省辽阔而狭长,风能资源丰富,条件得天独厚。甘肃风电建设始于1997年6月的4台300千瓦机组,到2008年已位列全国第7位(见图1)。
全国及甘肃省的风电发展计划
1.3 风电装备制造业
风电装备制造业是随着风电新能源的发展而快速成长起来的新产业领域。风电装备产业链一般包括原材料供应商、零部件制造商、制造商、维修及认证等。
风电装备由于受其本身的结构、形状、重量等限制,运输成本占相当大的比重,因此其零部件中的塔架和叶片工厂布局往往是靠近风电场,出于竞争等考虑,整机制造企业也大多分散在风电场附近布局。我国一些风力资源丰富、具备一定工业和交通基础或综合实力较强的地方已经形成了风电装备制造业体系或特色产品,比如甘肃酒泉、内蒙古包头、江苏盐城,比如天津、保定等等。在甘肃、内蒙古、新疆、吉林、河北和江苏的六大风电产业基地之外,将计划增加湖北恩施和吉林白城。
我国的风电整机制造企业,按照累计装机规模,金风、华锐、东汽是第一梯队,各自比例达到10%以上,其他包括浙江运达、航天安迅能、上海电气、广东明阳、湘电风能、常州轨道新誉等,另外有一些新进入的企业如重庆海装等,总数约70多家。叶片制造企业有中航惠腾、中复连众、天津东汽、中材科技、天威叶片、华翼风电、中能风电等。与台湾地区的合作也出现了新的进展。如果叶片的产能完全释放,基本满足 1~2 a内整机制造企业的发展需求。外资的风电整机制造企业主要是G a m e s a歌美萨、Vestas维斯塔斯、GE、Suzlon苏司兰、Nordex恩德等(大多同时生产叶片)。主要叶片制造企业是LM-艾尔姆。由于大量资本的进入,风电装备制造业已经出现了产业过热的表征,成为当前讨论和分析的焦点之一。这从另外一个侧面说明,风电装备制造业的竞争将加剧,而风电机组的实际中标价格也已经开始下降,同时促进产品改进升级和国产化速度加快。国家对风电装备的国产化有明确规定,这也是国内风电装备制造业快速发展的基础之一。叶片是风电设备中对化工原材料依赖最大的部件,环氧树脂(及不饱和聚酯等)和玻璃纤维及其织物是其关键原材料,环氧结构胶黏剂、泡沫夹芯材料及叶片保护涂料是辅助原材料,这些产品刚刚列入国家高技术研究发展计划(863计划)新材料技术领域“M W级风力发电机组风轮叶片原材料国产化”重点项目。
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