中國風電能否繼續高歌猛進？
http://www.gjzbw99.com 2011-02-12 11:23 來源：國家電網報
過去幾年，中國風電產業獲得了較快發展。根據我國“十二五”電力發展規劃，我國風電業還將進一步快速發展下去。
1月18日，山東棲霞黑陡硼風電場首臺機組通過驗收，開始并網發電。該風電場第一期工程投運10臺1500千瓦可變槳風電機組。圖為施工人員正在吊裝首臺機組。
支持風電發展的四大因素
風電業能夠繼續快速發展，原因可以被歸結成四個方面：我國擁有豐富的風力資源、對環境問題的日益重視、傳統化石能源價格不斷高漲、風電技術的日益成熟。
風電發展不存在資源瓶頸。太陽對地球的輻射能約有2％轉變為風能。世界氣象組織預計全球風能總資源量約53萬億千瓦時，約是水力資源的10倍，相當于1.08萬億噸標準煤產生的能量，約是全世界目前能源消費量的100倍，目前已開發的風能僅占全球風能資源微不足道的一小部分。
以中國為例，我國風力資源列世界第三，排在俄羅斯和美國之后。根據最新風能資源評估，全國陸地可利用風能資源3億千瓦，加上近岸海域可利用風能資源，共計約10億千瓦；而截至2007年年底，中國已開發的風電資源僅占可開發風電資源的0.5％。
對節能減排的重視，是支持風電在“十二五”繼續發展的重要動力。目前，國際社會日益感覺到環境污染和全球氣候變暖問題的嚴重性，紛紛采取措施試圖遏制環境問題的惡化，措施之一就是推動清潔新能源的發展。風電是一種可大規模商業開發的清潔能源。從國際經驗來看，政府的激勵政策在風電產業發展過程中的作用舉足輕重。這些政策措施包括各種形式的補貼、價格優惠、稅收減免、貼息或低息貸款等。高強度的激勵機制是克服發展障礙，促進產業發展的關鍵性措施之一。
石油、煤炭等傳統化石能源價格的不斷上漲，進一步縮小了利用新能源的成本差距。在改變依靠傳統化石能源策略的支持下，各國尋求可再生的替代能源。經歷2008年的金融危機后，石油價格再次走高，帶動天然氣、煤炭等化石能源的價格同步走高?；茉吹膬r格維持高位，使替代的新能源如風能發電、核能發電和太陽能發電在經濟上可行，這些因素導致了全球風電投資熱潮。
風力發電技術的日益成熟，是人們選擇大規模開發風電而不是其他新能源的原因。在眾多新能源中，風電是最具商業開發前景的新能源之一。近些年，隨著風電技術的日益成熟，風電裝機容量不斷增大，并網性能不斷改善，發電效率不斷提高，風電設備在全球能源設備中脫穎而出。
風電機組約占風電投資的70%，隨著風電技術的成熟和規模效應的顯現，風電機組價格不斷下降，由此帶來風電成本的持續降低。上世紀80年代到90年代初，風電成本下降較快；90年代中期以來，成本下降趨緩，即使這樣，風電成本也達到每5年下降20%。照此速度，到2020年，即使沒有補貼，風電的成本也將接近常規的能源，如煤電的成本。
標桿電價確立有利行業發展
為了規范風電的健康發展，國家發改委發布了《關于完善風力發電上網電價政策的通知》?！锻ㄖ芬幎?，按風能資源狀況和工程建設條件，將全國分為四類風能資源區，風電標桿電價水平分別為每千瓦時0.51元、0.54元、0.58元和0.61元。今后新建陸上風電項目，統一執行所在風能資源區的風電標桿上網電價。
目前風電場的建設投資基本在每千瓦8000~10000元人民幣，按照30%的自有資金投資、等效滿負荷利用小時數1800小時計算，測算出5萬千瓦風電場度電成本為0.43~0.53元/千瓦時，這一成本已經低于國家發改委的標桿電價。如果考慮到河北、內蒙的風力資源較好，等效滿負荷利用小時數可以達到2500小時，度電成本可以降到0.32元。如果再加上風電場每千瓦時電0.1元左右的清潔能源機制補償的收入，風電場的盈利能力已經相當強。
對于投資商而言，標桿電價的確立有利于規范市場和價格機制，沒有了低電價的惡性競爭，利于投資商的發展。2003~2007年開展的五期風電特許權招標中，上網電價一直是重要的評判標準之一，雖然從第1、2次的最低上網電價中標調整到第4、5次的上網電價權重降為25%，但是依然不可避免地出現投標商的上網電價惡性競爭現象。此次標桿電價的制定，投標人的風電機組本地化方案、技術方案、投標人融資能力及項目財務方案將成為決定因素，更利于市場的規范及風電行業的健康發展。
案例：
西部風電領跑中國新能源產業
作為我國重要的傳統能源基地，我國西部地區新能源產業近年來發展快速。無論是“三大高原”，還是甘肅、新疆的戈壁大漠，以風電為代表的新能源進入一個“風跑”時代。千百年來呼嘯而過的“風”，開始領跑中國新能源產業。
甘肅新疆風電大發展
2010年11月3日，國家能源局和甘肅省在瓜州縣舉行慶典儀式，共同慶祝我國首個千萬千瓦級風電基地一期工程正式竣工。3500余個風機，516萬千瓦的裝機容量，在河西走廊西端綿延200余千米的戈壁沙漠上，中國首個千萬千瓦級風電基地已經初具規模。按照規劃，2015年酒泉風電基地裝機容量將達到1270萬千瓦。
酒泉風電僅僅是中國西部風電發展的一個縮影。在中國規劃建設的7個千萬千瓦級風電基地中，西部就占了三個：酒泉、哈密和蒙西。
2010年11月，華電集團在新疆東部風區建設的20萬千瓦風電項目通過了環保部門的預審。此次通過預審的一批風電項目位于哈密東南部，總設計規模達200萬千瓦，由大唐、華電、中電投等10家企業共同建設。由10家企業“聯袂主演”的風電“大戲”不久后將在這里上演。
新疆是中國風能開發潛力最大的省區之一，僅哈密的風能資源技術開發量約7500萬千瓦。哈密地委副秘書長、經濟工作辦公室主任管白櫟介紹，哈密日前已與中國10家風電龍頭企業簽訂了總投資額為43.2億元的風電場建設項目，2009年當地風電裝機容量約10萬千瓦，但5年后的哈密風電裝機容量將達1080萬千瓦。
三大高原勁刮“高原風”
翻開中國的風電產業布局圖發現，除了新疆、甘肅的戈壁大漠，內蒙古高原、黃土高原和云貴高原均已成為中國風電熱土，中國清潔能源勁刮“高原風”。
內蒙古風能儲量全國居首，可開發容量超過1.5億千瓦。近年來內蒙古風電裝機規模連年居全國之首。截至目前，內蒙古風電裝機規模已達800萬千瓦，即將成為中國首個風電裝機規模突破千萬千瓦的省區。
在黃土高原，國電陜西定邊繁食溝風電場第一臺風電機組日前成功并網發電，陜西首個風電場正式投入運行。據了解，未來5年，國電集團將在陜北規劃建設100萬千瓦風力發電機組。
在云貴高原，西南邊陲的云南省也成為能源巨頭“圈風”的新熱點。2007年4月，中國水利水電建設集團投資9.3億元，建設了云南的第一個風電項目——大理者磨山風電場，拉開了云南風電的序幕。隨后，華能、大唐、中廣核、龍源電力等紛紛在云南開始進行風電開發。云南省能源局的統計顯示，預計到2020年，云南風電裝機將突破300萬千瓦。
以西部風電為驅動，中國風電裝機容量增速穩居世界首位。“從1999年到2008年，世界風電裝機十年年均增長31.8%，而中國十年年均增長70%。”國家發改委能源研究所的周鳳起說。
風電發展推動節能
風電的發展，為中國政府減排工作打下了基礎。2009年12月的哥本哈根世界氣候大會上，我國做出承諾，到2020年中國單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降40%~45%。
“要完成這個減排指標，除了對現有產業進行升級改造，主要靠發展和利用清潔能源來實現。”中國可再生能源學會副理事長趙玉文說。僅酒泉風電基地，減排效益就十分明顯。據酒泉市發改委測算，按照風電機組滿負荷發電2300小時計算，1000萬千瓦裝機年發電量達230億千瓦時。1271萬千瓦風電項目2015年全部建成后，每年可節約和替代標準煤1020萬噸，減少二氧化碳排放量2000多萬噸。
風電的迅速發展，已經開始改變我國傳統的化石能源結構。
施鵬飛說，根據規劃，按照年等效滿負荷小時數為2200小時來估算，2015年酒泉風電基地風電上網電量約280億千瓦時，2020年哈密風電上網電量約260億千瓦時。而在內蒙古，按照年等效滿負荷小時數為2250來估算，2020年風電上網電量可達到1300億千瓦時。“清潔能源是保證2020年中國非化石燃料占一次能源消費15%的重要措施。”周鳳起說。
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風電設備最新科研看點
隨著研究的不斷深入，風電設備研制技術不斷提高。在追求提高風機發電效率、降低產品造價的過程中，幾項最新的技術趨勢開始顯現出來。這些趨勢包括：
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風電機組的單機容量不斷增大。大功率機組不僅能夠大大降低風力發電的單位功率造價，而且可以顯著提高轉換效率，降低風電場運行維護成本，從而提高風電的市場競爭力。
在20世紀90年代，額定功率為600千瓦的風機占據主流，到2000年以后，基本上以兆瓦級以上的風機為主。例如2002年平均單機容量達到1400千瓦，到2005年，兆瓦級以上單機裝機容量約占當年整個裝機容量的75%，其中有不少2000千瓦以上的機組。據筆者了解，目前投入運行的最大單機容量機組是6000千瓦風電機組，其塔身高近200米，風輪直徑127米。此外，1萬千瓦風電機組也進入研發階段。
變速變槳技術機組發展迅速。隨著風電機組單機容量的增大，原來普遍采用的恒速恒頻技術的風機面臨著難以逾越的技術挑戰。因為容量越大，恒速風機承受的載荷越大；巨大的載荷被傳導給主軸和齒輪箱、電機等設備，容易引起設備損傷。因此，可適應很大風速變化范圍的變速恒頻風機，逐漸成為主流機型。
另外，變槳距功率調節方式具有載荷控制平穩、安全、高效等優點，近年來在大型風電機組上得到了廣泛應用。因此，自2006年以后，變速變槳的設計開始成為主流技術。
直驅式風機的市場份額迅速擴大。傳統風機的增速傳動是由齒輪箱完成的。一般齒輪箱重達十幾噸至幾十噸，整個機艙距地面幾十米至一百多米高，一旦出現故障，不僅維修困難，而且維修費用也很高。齒輪箱是風力發電機的故障高發部位，隨著風電機組單機功率的不斷提高，其高故障率和壽命局限成為風電運行的一大瓶頸。而直驅式機組由于不再使用齒輪箱，而具有結構簡化、可靠性強、可根據風速改變風輪轉速、對電網諧波影響很小等特點。因此，無齒輪箱的直驅式風電機組已成為當今風力發電的首選。
不過，直驅式風電機組技術要求高，單機結構體積和重量大，成本高。因此，如何降低直驅式風機的成本，仍然考驗著廠商智慧。
全功率變流技術興起。近年來，歐洲發展和應用了全功率變流的并網技術，使風輪和發電機的調速可在0～150%的額定轉速范圍內實現，提高了風能的利用范圍，改善了向電網供電的電能質量。因此，全功率變流技術已成為今后大型風電場建設的一種新模式。
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大型海上風機考驗制造商
在我國海上風電建設正式啟動的背景下，海上風機的大型化成為業界不得不重視的一個趨勢，這對中國眾多風電設備制造商提出了更高的要求和挑戰。
海上風電推動風機大型化
2010年10月12日，由華銳風電科技（集團）股份有限公司自主研發的中國首臺5000千瓦風電機組正式出產。13日，華銳風電宣布，其6000千瓦風電機組的研發工作正在進行中，將于今年上半年下線。
無獨有偶，金風科技股份有限公司也宣布將研發6000千瓦風電機組。
從傳統的1500千瓦風機的制造，轉向3000千瓦、5000千瓦，甚至是1萬千瓦大型機組的研發和制造，國內主流風機設備制造商的轉向從一個側面反映出目前國內外市場的發展趨勢。
為更好地適應市場需求和進一步降低海上風機基礎成本，研發、生產大型化風電機組已經成為各個風電設備制造企業的主要目標。華銳風電副總裁陶剛在接受記者采訪時表示，根據國際、國內風電機組向大型化發展的趨勢，以及提高資源使用效率的要求，效率更高的機組將成為下一代主流機型，誰在這一輪競爭中先發制人，誰就有可能在未來的市場競爭中占據主動。
建立完備的產業鏈是關鍵
風電機組整機制造企業面臨著大型化考驗的同時，其上游的風機零部件制造企業同樣面臨著來自大型化的新挑戰。對于中國的風電設備生產企業而言，在新的競爭格局下，產業鏈的進一步國產化、大型化、規?；?，成為決定其進一步發展的關鍵性因素。
目前，風電行業產業鏈主要包括風機零部件（包括葉片、齒輪箱、發電機等）制造、整機制造及風電場的運營三大環節。中國風電設備制造龍頭企業大多集中在整機制造環節，而其上游的零配件供應，尤其是關鍵零配件的供應仍與國際先進水平存在差距。
“中國的風電企業整體都面臨著來自兩個方面的挑戰。”三一電氣總經理吳桂梁表示，一方面是如何盡快實現從初期的技術引進、消化吸收步入自主開發，形成全行業的技術升級，真正掌握核心技術；另外一方面，就是如何建好配套產業鏈。
目前，中國兆瓦級風機的零配件供應商大都是“新手”，自身都面臨著進一步發展和升級的問題。雖然目前在1500千瓦的風機配套上，國內企業已經形成了相當的規模，但在3000千瓦以上的大中型機組的零配件生產和制造上，仍然缺乏和國外公司一較高下的實力。
“我們希望國內的零配件制造企業也能夠盡快適應現在的大型化趨勢，只有這樣才能避免國外企業在整機設計、關鍵零部件供應，以及其他技術環節上的壟斷，從而實現中國風電行業自主、健康發展。”陶剛說。
核心競爭力是技術研發
“與其他新能源行業不同，中國的風電行業從一開始就形成了包括華銳、金風、明陽在內的一批自主品牌，這些品牌企業的發展為中國風電自主技術的形成建立了堅實的基礎?？梢哉f品牌是創新之本。”國家發改委能源研究所副所長李俊峰表示。
無論是風機生產企業還是相關零配件配套企業，中國風電行業的競爭從一開始就不僅是產能、市場的競爭，還是技術研發和自主創新的競爭。
2010年，華銳風電共獲得90萬千瓦的海上風電機組訂單。之所以能在國內外激烈的競爭中脫穎而出，在陶剛看來，完全得益于華銳的自主創新和研發能力。
“國內絕大多數風電企業的技術是引進的，缺乏自主知識產權。”吳佳梁說，要想在下一輪競爭中，尤其是在風電機組大型化趨勢下樹立自己的品牌，打造自身的核心競爭力，就必須走自主研發之路，否則就會面臨被淘汰的危險。
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