抗台型风机批量倒塌背后的真相

来源：微博视频截图

撰文 | 维小尼

编辑 | Tang

→这是《环球零碳》的第1211篇原创

今年第11号台风“摩羯”再给我们上了一课，面对气候变暖导致的极端天气，人类那些五十年、百年一遇的设计标准和各种国标、行业标准，越来越不够用了。

在这次“摩羯”台风登陆的海南省文昌玉兰湾附近，有五六台风电机组被折断。这些风电机组项目全部采用抗台型风机，从风机规格来看，其项目为50年一遇最大风速为50m/s；21449#测风塔100m高度15m/s；湍流平均值为0.11。需采用IEC IC以上级别或满足条件的IEC S级风机。

50年一遇，符合IEC（国际电工委员会）标准，为何会导致批量风机倒塌？是标准不够用？还是低价竞标导致相关配置出现问题？又或者是面对极端天气的应急预案有更多提升空间？

图：文昌风电场招标要求。

01

50年一遇，还没发电就遇到了

据第一财经和每日经济新闻等媒体报道，这个项目的大体情况是，文昌风电场一期最初建成于2008年，是海南省“十一五”重点工程，也是海南第一个大容量风电项目。在改造升级前，该项目共有34台风机，总装机容量为52.5MW（兆瓦）。

目前，该风电场正在进行“以大代小”增容改造项目。文昌风电厂“以大代小”增容改造项目是海南省首个陆上风电场改造升级项目，拟拆除原有除#27、#33风机外的32台风机，在拆除风机点位以外选址新建16台6.25MW抗台型风机，总容量增至104MW。

这次被台风折断的风电机组大概有五六台。项目还在扩建当中，目前还没有发电。

另有业界人士向媒体表示，拟新建的16台6.25MW抗台型风机，项目已吊装了13台，计划今年10月完成。一台6.25MW抗台型风电机组总造价上千万元。

这个项目此前是文昌玉兰湾的一道风景线，很多游客喜欢到这里打卡拍照。

这次改造升级，没想到还没完工，就遭遇“摩羯”这一最强台风。

尽管项目招标风机规格为“50年一遇最大风速为50m/s。”，但仍低于“摩羯”登陆时中心附近最大风力。这次摩羯台风登陆距离项目最近距离仅为7公里，最大风力可能达到了83米/秒以上，超过了招标的要求，也远超《GB/T 31519 台风型风力发电机组》中风电机组抗台标准要求。

台风“摩羯”是继2014年“威马逊”（70米/秒，17级+）之后登陆中国最强，也是建国以来登陆中国大陆地区的最强秋台风。

所以，世界风能协会副主席、中国可再生能源学会风能专业委员会秘书长秦海岩对媒体表示：“这次真是天灾，没办法。一是这次台风太厉害，是历史上也少见的极强台风。二是机组还在施工中，没有正式投运，也是主要原因。”

为什么没有投运也是主要原因呢？因为风机没有通电，机组偏航、变桨等抗台风策略没法运行。

文昌玉兰湾风场没推毁前，是一道风景。 来源：风电世界

02

国际标准和国内标准为何不够用

从客观原因看，天灾确实是主要原因。但是，面对这种极端气候，我们就没有办法吗？或者遇到类似天气，就必然会发生这类悲剧吗？

其实也不是必然。

因为在这次台风袭击中，就有一些附近的风机没有倒塌，也有一些深远海的风机也抵抗住了台风的袭击。

这说明，光从规格看，一句“抗台型”风机设计，以及可以抗多少等级的风力是不够的，还要看风机各个部件的参数是否匹配。同样是抗台风，同样是50年一遇的设计，技术参数是可以不一样的。

既然2014年已经发生过“威马逊”这样超过17级的台风，风速也达到过70米/秒。甚至1969年登陆汕头的第三号台风的平均风速达到过75米/秒。而这次在海南登陆的摩羯台风，登陆时平均风速为68米/秒，没有超过1969年的台风。从理论上看，业主方的风机选型应该按最大可能台风强度设计的。

当然，这里说的是平均风速。如果考虑到不同时点，台风的不同部位和阶段，风力的破坏是不一样的。

台风影响阶段中，包括台风前部外围阶段、前眼壁阶段、台风眼阶段、后眼壁阶段和后边缘阶段。其中，台风眼阶段的影响几乎不会对海上风力机的安全性能产生影响。但台风眼壁阶段对风机的冲击就很大。

Hao Wang，Tongguang Wang等人在Renewable Energy杂志发表的论文就认为，基于IEC设计风条件计算的台风外围影响具有60%~90%的安全裕度。因此，即使在受到一些台风影响的情况下，一些海上风电场仍能继续运行。然而，这并不意味着它们的结构安全性达到完全可靠的水平。比如，6MW海上风力机在台风眼壁冲击下的响应明显超过了IEC设计工况的计算值，增量超过35%。

这些数据表明，即使考虑了一定的安全系数，也无法涵盖台风引起的响应。

所以，对于IEC（国际电工委员会）和国标《GB/T 31519 台风型风力发电机组》，技术标准需要一定的宽裕量，才能应对频繁的极端天气。而且在选址上也非常讲究，在台风经常登陆的地方，是否真的适合建风场？需要重新考量。

03

应急预案也非常重要

台风是地球上破坏力最大的自然灾害之一。在我国，复杂恶劣的海洋环境下，台风对海上风电机组的稳定性和结构完整性影响巨大。

经过这么多年的认识和积累，对台风的规律性已有一些掌握。在我国近2万公里的海岸线上，风能资源最多的省份均位于台风活跃区。沿海最易受超强台风侵袭的地区包括广东、海南、台湾、浙江和福建等地。

台风对海上风电机组的稳定性和结构完整性构成威胁，严重的叶片损坏、塔架倒塌、基础倾覆等事件时有发生。所以，很多进军海上风电的风机制造商，都有自己的杀手锏和秘籍。

除了技术方面外，对极端天气的预测，以及做好相关预案也非常重要。比如文昌这个项目，既然风机没有通电，机组偏航、变桨等抗台风策略没法运行，那提前准备好备用电源，是否就可以避免悲剧的发生？

气候突发情况肯定意想不到，但抗灾的同时防灾减灾才尤其重要，未来，像暴雨内涝、山洪暴发、高温干旱、寒潮冰雹等自然灾害会越来越频繁，这对风电和光伏等新能源的布局和投资，提出了更高质量要求。

但不管是标准的提高，还是技术参数以及各配件的高质量要求，还是备用电源的配套，甚至塔筒材质的要求，每一个细节都需要提高报价，品质除了产业链管理和技术创新外，也需要用金钱做保障。

现在风机整机价格一降再降，风电行业面临严重的“低价恶性竞争”，业主开发商又喜欢以低价选择中标者，以省去各种审计要求，这其实埋下了整个行业恶性竞争、劣币驱逐良币的后患。

世界风能协会副主席、中国可再生能源学会风能专业委员会秘书长秦海岩表示，目前，在风电项目的风电机组招投标中，年度加权平均中标价以及大量单个项目中标价，都已经低于风电机组的成本。

以6.25MW机型（不含塔架）为例，其直接材料（仅考虑构成整机的各种部件，包括叶片、齿轮箱、发电机、轴承等，以及构成整机的主要材料，包括电缆、高强度螺栓、润滑油/脂等）成本约为1200元/千瓦，直接人工成本、制造费用、质量控制成本、物流成本约为200元/千瓦，在不考虑研发成本、营销和销售成本、管理费用、间接费用、环境与社会责任成本的情况下，机组成本已接近1400元/千瓦。

而中国陆上风电机组（不含塔架）的加权平均中标价已经从2012年的4000元/千瓦，降至2023年的1500元/千瓦，2024年1—7月进一步降到1400元/千瓦。部分项目的风电机组招投标价格甚至低于直接材料成本。

业界呼吁，在低价恶性竞争中，产品销售价格低于成本价，生产者无法获得利润，背离了市场价值规律和基本的商业原则，扭曲了价格机制，对风机产业的长远健康发展是巨大伤害。

只有良性竞争，才是各行各业创新活力的源泉。希望站在新十字路口的中国风电行业，迎来新的重生。

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参考资料：

[1]第一财经：经济损失600亿！网红餐厅被“摩羯”撕碎！多台造价上千万风机被吹断！

[2]华夏风电：秦海岩：中国风电行业面临严重的“低价恶性竞争”……

[3]界面新闻：风机扛不住强台风？“摩羯”为何造成海南多台风机损毁

[4]每日经济新闻：多台造价约千万元风机被台风“吹断”！项目招标规格为“50年一遇最大风速为50m/s”，业内人士：这次真是天灾

[5]江苏省可再生能源行业协会：学术论文 | 海上风力机抗台风设计风荷载适用性评估研究

[6]风电世界：摩羯台风登陆，“抗台”风机有点拉垮

[7]风芒能源：“摩羯”过境，海南文昌多台风机断裂，行业如何应对“风险”？

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