1978 年，全球首臺(tái)高 54 米的風(fēng)機(jī)混塔于丹麥亮相，就此開啟混塔發(fā)展篇章。90 年代后期，混塔在歐洲市場已占有一定的份額。

我國首臺(tái)現(xiàn)澆式鋼混塔的樣機(jī)于2013年吊裝并網(wǎng)，到2015年，第一臺(tái)體外預(yù)應(yīng)力預(yù)制裝配式鋼混塔架樣機(jī)完成安裝。

我國混塔已走過十余年，技術(shù)得到不斷驗(yàn)證。尤其在近三年，風(fēng)電行業(yè)對(duì)160米及以上高塔的需求不斷增加，經(jīng)濟(jì)性和可靠性促使混塔使用量順勢(shì)上揚(yáng)。

協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，2023年，全國（除港、澳、臺(tái)地區(qū)外）風(fēng)電機(jī)組中標(biāo)量中混塔項(xiàng)目占陸上風(fēng)電機(jī)組總中標(biāo)量的30.2%。主流的單機(jī)容量在 5.X 和 6.X 兆瓦內(nèi)，使用的混凝土材料類型為 C75-C80，塔筒高度約為 160-170 米。

更有預(yù)測，2024年混塔的滲透率將達(dá)到60%。不乏業(yè)內(nèi)人士高度看好混塔的未來，如風(fēng)電老兵王海波在兩年前接受CCPA風(fēng)電混塔分會(huì)專訪時(shí)指出，混塔市場份額應(yīng)該是80%，做不到80%就是混塔行業(yè)不夠努力。

在當(dāng)下的發(fā)展節(jié)點(diǎn)，混塔將憑借什么在2025年釋放更大能量？

2024年超高混塔數(shù)量快速上升

風(fēng)電觀察梳理近三年頭部整機(jī)商在混塔高度探索方面的項(xiàng)目，各家創(chuàng)新之舉頻出：

·金風(fēng)科技：2023 年 12 月，位于安徽阜陽阜南縣三峽 300MW 混塔項(xiàng)目中，全球首臺(tái)陸上 185 米鋼混塔架機(jī)組 ——GWH191 - 5.0MW - HH185m 順利并網(wǎng)發(fā)電，至今已穩(wěn)定運(yùn)行超一年。

·遠(yuǎn)景能源：2024 年 12 月，鄂爾多斯零碳產(chǎn)業(yè)園內(nèi)，一臺(tái) 12.5MW 的 190 米混塔風(fēng)機(jī)吊裝完成，一舉成為全球陸地最高混塔。

·運(yùn)達(dá)股份：2023 年，江蘇漣水成功吊裝 180 米超高性能混凝土材料混塔，其混塔段高度達(dá) 157.4 米，是全球首臺(tái) UHPC150 塔筒。2024 年 4 月 30 日，中國巨石與運(yùn)達(dá)股份為巨石漣水 233 兆瓦風(fēng)電項(xiàng)目首批機(jī)組舉辦并網(wǎng)發(fā)電儀式。

·明陽智能：2023 年 5 月，明陽智能羅山風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目順利完成首臺(tái) 170 米鋼混塔風(fēng)電機(jī)組吊裝，此為國內(nèi)首個(gè) 170 米預(yù)制混凝土塔架批量應(yīng)用的風(fēng)電項(xiàng)目。據(jù)業(yè)內(nèi)自媒體消息，其 190 米混塔樣機(jī)也在籌備中。

·中國中車：2024 年 8 月，遂溪江洪樂民 100MW 風(fēng)電項(xiàng)目完成首臺(tái) 185 米混塔風(fēng)電機(jī)組吊裝。該項(xiàng)目地處臺(tái)風(fēng)頻發(fā)地區(qū)，采用現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土塔筒 + 鋼筒混塔體系，混凝土塔筒高 85 米，是全球首例抗臺(tái)型超高塔風(fēng)電項(xiàng)目 。

除上述已落地的示范項(xiàng)目外，據(jù)了解，國內(nèi)前十大整機(jī)商均已儲(chǔ)備混塔技術(shù)，一些整機(jī)商直接參與混塔業(yè)務(wù)，在供應(yīng)鏈管理中占據(jù)主動(dòng)權(quán)。

如金風(fēng)科技旗下的天杉高科2014年成立，是國內(nèi)最早對(duì)鋼混結(jié)構(gòu)的混塔進(jìn)行技術(shù)儲(chǔ)備的廠商，也是國內(nèi)市占率最大的混塔供應(yīng)商，因金風(fēng)科技力推混塔高塔而占據(jù)市場優(yōu)勢(shì)。

上海電氣研砼從2018年開始進(jìn)行混塔生產(chǎn)，是上海電氣研砼建筑科技集團(tuán)有限公司的全資子公司，專注于風(fēng)電領(lǐng)域混凝土塔筒全產(chǎn)業(yè)鏈服務(wù)的國有企業(yè)，目前混塔生產(chǎn)基地分布于東北、西北和長三角地區(qū)。

成立于2022年的一重（黑龍江）風(fēng)電混塔有限公司，由電氣風(fēng)電與中國一重集團(tuán)合資組建，率先采用全球首條自動(dòng)化流水線生產(chǎn)方式對(duì)風(fēng)電混塔管片進(jìn)行精益化生產(chǎn)。

除此之外，領(lǐng)先的混塔企業(yè)還有成立于2007年的金海股份，是三峽資本所投參股企業(yè)，2018年與美國WTT公司合資開發(fā)預(yù)應(yīng)力混凝土塔筒，是最早實(shí)現(xiàn)混塔批量交付的企業(yè)。2024年三峽資本派人接手董事長職務(wù)，由此可見其對(duì)混塔業(yè)務(wù)的重視。

上海風(fēng)領(lǐng)成立于2020年，技術(shù)來源與天衫高科同源于新疆水利院，是近幾年發(fā)展十分快速的混塔供應(yīng)商。成立于2018年巨杰科技，技術(shù)來源于電建華東院，同樣是業(yè)內(nèi)專業(yè)技術(shù)比較深厚的一家混塔供應(yīng)商。

在以上企業(yè)的共同推動(dòng)下，混塔迎來快速發(fā)展。如金風(fēng)科技185米混塔產(chǎn)品相繼在黑龍江、河南、河北等省開始批量交付，目前已累計(jì)交付86臺(tái)，安裝容量近50萬千瓦。不少開發(fā)企業(yè)處于經(jīng)濟(jì)性及可靠方面的考量對(duì)高混塔的需求也在提升。

奔向200米，走向全場景應(yīng)用

混塔在風(fēng)電領(lǐng)域持續(xù)發(fā)展關(guān)鍵在于兩方面：一是對(duì)風(fēng)能的深入研究，二是對(duì)混塔自身特性的研究。

風(fēng)能資源分布決定混塔極限高度理論值不會(huì)停留在100+米。我國風(fēng)速分布圖顯示，200米以上的風(fēng)資源是100米高度可開發(fā)利用的10倍。在企業(yè)的規(guī)劃中，200米以上的混塔研發(fā)被提上日程。

如上海風(fēng)領(lǐng)新能源就在準(zhǔn)備開發(fā)200米以上的超高UHPC混塔風(fēng)機(jī)。天杉高科表示要追加204米鋼混塔架新產(chǎn)品的生產(chǎn)線。

有外網(wǎng)報(bào)道，德國恩德公司（Nordex）正在擴(kuò)大其N175/6.X機(jī)型的塔筒高度范圍，計(jì)劃配備200米的風(fēng)電混塔。

不過金風(fēng)科技也傳達(dá)過一個(gè)觀點(diǎn)，當(dāng)混塔發(fā)展到200米以上之時(shí)，混塔發(fā)展就不再以更高為主要目標(biāo)。

畢竟企業(yè)對(duì)高空風(fēng)特性的研究仍有待加強(qiáng)，更高塔架帶來的安全性及經(jīng)濟(jì)性等問題都需要反復(fù)驗(yàn)證與考量。

在更高的追求之外，混塔應(yīng)用場景的廣度也正在擴(kuò)展。風(fēng)切變?cè)酱?、塔架高度越高，發(fā)電量增量越大。

在低風(fēng)速高切變地區(qū)，如河北、山東、河南、陜西、湖北、江蘇、安徽等地，以及高風(fēng)速、高切變的遼寧、吉林、黑龍江都是混塔快速攻略的風(fēng)能市場。

與此同時(shí)，混塔結(jié)構(gòu)以其穩(wěn)定、承載力高，剛度大、頻率高，抗疲勞性能好的特性，可解決大機(jī)組長葉片面臨的高載荷和頻率問題，也在向沙戈荒地區(qū)發(fā)展。 2023年三北地區(qū)混塔中標(biāo)量已占全球陸上混塔總量的68.2%。

新材料+結(jié)構(gòu)助推混塔發(fā)展

近年來，混塔在對(duì)自身的研究上不斷升級(jí)。傳統(tǒng)高塔筒解決方案多采用體外預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)，搭配普通高強(qiáng)混凝土。此種塔筒具有安裝方便快捷、工藝成熟等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也具有構(gòu)件尺寸大，不利于生產(chǎn)運(yùn)輸，承載力和抗疲勞性能受限等缺點(diǎn)。

隨著混塔的持續(xù)發(fā)展，可以看到超高性能混凝土（UHPC）在風(fēng)電混塔項(xiàng)目中開始頻繁出現(xiàn)。作為新型水泥基復(fù)合材料，其具有高強(qiáng)度、高韌性、低滲透性和自密實(shí)能力等優(yōu)越性能。

混凝土的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)為抗壓強(qiáng)度，簡單理解就是在承受壓縮載荷作用下抵抗破壞的能力。普通混凝土的抗壓強(qiáng)度通常在30Mpa以下，混塔采用的高強(qiáng)混凝土遠(yuǎn)超這一標(biāo)準(zhǔn)。而超高性能混凝土（UHPC）的強(qiáng)度可能達(dá)到120、150甚至180Mpa，其強(qiáng)度的提升將擴(kuò)大混塔的應(yīng)用范圍，也可降低混凝土用量。

圖片來源：交通智維

對(duì)于UHPC，世界各國研發(fā)至今僅不到30年，但其受關(guān)注程度和研發(fā)進(jìn)展卻超乎想象，成為了建筑、橋梁等領(lǐng)域內(nèi)的熱點(diǎn)，具有廣闊的發(fā)展前景。UHPC在國內(nèi)的研究和應(yīng)用在近10年間進(jìn)入快速上升期。

有長期專注于UHPC在鋼橋面鋪裝領(lǐng)域應(yīng)用的專業(yè)人士表示，UHPC作為目前世界范圍內(nèi)最先進(jìn)的纖維水泥基復(fù)合材料，在普通混凝土和鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用場景中，只要能找到其經(jīng)濟(jì)性替代、安全性提升或行業(yè)痛點(diǎn)的消除等切入點(diǎn)，均可采用UHPC進(jìn)行替代。

在混塔中應(yīng)用現(xiàn)于上海風(fēng)領(lǐng)新能源于2023年在江蘇漣水的180米混塔風(fēng)電項(xiàng)目，其混塔段高度達(dá)157.4米。這是全球范圍內(nèi)首臺(tái)投入使用的UHPC150塔筒。

從2023年8月至12月，上海風(fēng)領(lǐng)生產(chǎn)塔筒管片使用了35193立方米的UHPC，安裝50個(gè)UHPC風(fēng)電混塔，成為UHPC用量的主要增長點(diǎn)。

不久前吊裝的遠(yuǎn)景自研的190HH混塔也是采用的自養(yǎng)護(hù)型UHPC 150（超高性能混凝土）生產(chǎn)混塔管片。風(fēng)電塔筒UHPC管片無疑是風(fēng)電行業(yè)開發(fā)200+米空間風(fēng)資源的優(yōu)選材料。

不過，UHPC規(guī)?；瘧?yīng)用也面臨的挑戰(zhàn)，一方面建造成本相對(duì)普通混凝土偏高，另一方面也缺少統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，涉及到UHPC的施工完成后的評(píng)定及驗(yàn)收，主要是依據(jù)各地的地方標(biāo)準(zhǔn)開展；同時(shí)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論及適宜結(jié)構(gòu)體系仍需完善。

除材料之外，混塔結(jié)構(gòu)還有一各至關(guān)重要的技術(shù)，即預(yù)應(yīng)力技術(shù)。其指通過提前預(yù)加的預(yù)應(yīng)力，彌補(bǔ)混凝土抗拉能力低的特點(diǎn)，提高結(jié)構(gòu)的整體剛度和抗傾覆能力，從而增加塔架的穩(wěn)定性，減少混凝土或鋼材的使用量，降低結(jié)構(gòu)自重，提高其經(jīng)濟(jì)性和可靠性。

預(yù)應(yīng)力技術(shù)在混塔中的應(yīng)用主要有體外預(yù)應(yīng)力和體內(nèi)預(yù)應(yīng)力兩種。各家的技術(shù)和生產(chǎn)特點(diǎn)略有不同。

就在近期，由上海風(fēng)領(lǐng)聯(lián)合蘇州混凝土等完成的“120米至180米級(jí)超高性能混凝土陸上風(fēng)電體內(nèi)預(yù)應(yīng)力混合塔筒體系”科技成果通過了中國混凝土與水泥制品協(xié)會(huì)的權(quán)威鑒定，為UHPC預(yù)應(yīng)力混合塔筒體系提供了一套完整方案。

從生產(chǎn)交付到吊裝運(yùn)維，安全要求貫穿始終

混塔最關(guān)鍵的還是安全問題。中國風(fēng)電行業(yè)大型事故數(shù)量呈上升趨勢(shì)，風(fēng)電機(jī)組倒塔為事故發(fā)生的第二大因素。隨著高混塔逐漸成為行業(yè)主流，其引發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的可能性必然增大。

“9.5”事故為行業(yè)敲下警鐘。2024年下半年混塔安全被國家能源局點(diǎn)名，各地能源監(jiān)管部門紛紛開展專項(xiàng)督查。從公開的事故報(bào)告分析，采用混塔的機(jī)組發(fā)生倒塔事故，原因主要集中在設(shè)計(jì)問題、質(zhì)量缺陷問題以及施工與管理問題等方面。

混塔對(duì)結(jié)合風(fēng)載控一體化的設(shè)計(jì)要求極高。其生產(chǎn)交付鏈條長，且屬于勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，這就使得對(duì)生產(chǎn)交付過程的管控顯得尤為關(guān)鍵。

此外，混塔的各項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也急需完善。天杉高科相關(guān)負(fù)責(zé)人曾指出，當(dāng)前行業(yè)對(duì)混塔產(chǎn)品的招標(biāo)采購模式尚未成熟。如主機(jī)帶塔架的招標(biāo)規(guī)則中對(duì)混塔技術(shù)、商務(wù)的細(xì)節(jié)要求有待完善，以及混塔廠家在技術(shù)、資質(zhì)和業(yè)績上存在明顯差異。因此，行業(yè)各方需攜手合作，推動(dòng)混塔獨(dú)立招標(biāo)采購，提高對(duì)混塔技術(shù)、質(zhì)量等方面的標(biāo)準(zhǔn)要求。

除了混塔自身的安全問題外，其吊裝的難度也在上升，這就需要吊裝行業(yè)協(xié)同發(fā)展，并且從成本和效率等多方面進(jìn)行綜合考量。

以遠(yuǎn)景的項(xiàng)目為例，吊機(jī)需要將重達(dá) 117 噸的機(jī)艙和傳動(dòng)鏈，以及長 118 米、重 35 噸的扇葉吊至 190 米的高空，這一高度相當(dāng)于一座 60 層的高樓。

為此徐工集團(tuán)動(dòng)用了4000噸輪式起重機(jī)完成此次“全球第一吊”，根據(jù)其官網(wǎng)顯示，該起重機(jī)專為風(fēng)電設(shè)計(jì)，是8-10MW風(fēng)機(jī)吊裝首選。4000 噸的額定起重量，意味著它能吊起相當(dāng)于兩千多輛普通家用轎車的重量，能力與風(fēng)險(xiǎn)可想而知。

也有一些項(xiàng)目動(dòng)用了動(dòng)臂塔吊，其使用成本較履帶吊低，安全性較高，施工面積小，也是一種有效方案。

不過，工程設(shè)備的先進(jìn)并不意味著零風(fēng)險(xiǎn)，現(xiàn)實(shí)操作難免面臨各種各樣的問題。風(fēng)電行業(yè)很多技術(shù)都已進(jìn)入“無人區(qū)”，產(chǎn)生了諸多超經(jīng)驗(yàn)問題。

混塔并非簡單的工程，而是一個(gè)精密的產(chǎn)品制造過程，任何一個(gè)環(huán)節(jié)的缺陷都可能導(dǎo)致無法逆轉(zhuǎn)的質(zhì)量偏差。從標(biāo)準(zhǔn)的制定、產(chǎn)品的高質(zhì)量生產(chǎn)與管控、人員的培養(yǎng)與配備、與項(xiàng)目的緊密協(xié)作等各個(gè)環(huán)節(jié)都需要企業(yè)的用心把控。混塔有一個(gè)廣闊的未來，但還需交給時(shí)間和行業(yè)來檢驗(yàn)。