在能源结构调整迫在眉睫、气候变化压力不断增强的背景下,我国风能开发利用对于持续不断地向国家提供清洁无污染能源、改善能源结构、保护生态环境、保障能源安全和实现经济可持续发展等方面有着极其重要的意义。
在日前举行的全国工商联新能源商会“中国风电开发及技术发展趋势”沙龙上,全国工商联新能源商会主任科学家、龙源电力原总工程师、中国农机工业协会风能设备分会理事长杨校生指出,风电已经成为我国第三大电源,对传统的电力行业、传统的能源产业、利益结构、体制机制等上层建筑以及传统观念构成了冲击,意味着风电发展要遇到瓶颈,需要探索风电在技术上新的发展理念。
风电规划目标难以完成
根据预计,我国还要经历十年时间才能达到能源消费峰值,未来十年我国能源消费量还将逐年递增。其中,风能作为可再生、无污染、能量大、前景广的能源,已经成为世界各国能源的战略选择。杨校生介绍,2014年我国风电累计装机容量为1.146亿千瓦,其中新增装机容量23.2万千瓦,占全球新增装机容量的45%。
2014年,我国风电上网电量1550亿千瓦时,占全国总发电量2.78%,预计到2050年,风电要满足全国17%的电力需求。目前,我国陆上风电50米高度,技术开发量达20亿千瓦,技术开发面积57万平方公里;陆上风电70米高度,技术开发量达26亿千瓦,技术开发面积71万平方公里;陆上风电100米高度,技术开发量达34亿千瓦,技术开发面积95万平方公里。
根据《可再生能源发展“十二五”规划》,到2015年,我国累计并网风电装机达到1亿千瓦,年发电量超过1900亿千瓦时。其中,海上风电装机达到500万千瓦,基本形成完整的、具有国际竞争力的风电装备制造产业。到2020年,我国累计并网风电装机达到2亿千瓦,年发电量超过3900亿千瓦时。其中,海上风电装机达到3000万千瓦,风电成为电力系统的重要电源。但截至2014年底,我国仅建成海上风电装机容量40多万千瓦,与2015年年底500万千瓦的目标相距甚远,预计很难完成。
中国风能协会秘书长秦海岩曾指出,我国风电面临的现状,一是弃风限电导致风电开发商损失严重;二是可再生能源附加资金下发严重滞后,风电企业现金流紧张;三是清洁发展机制(CDM)业务收益严重收缩,甚至有出现坏账的风险。
海上风电处于高成本阶段
杨校生认为,我国“十二五”海上风电发展500万千瓦的装机计划无法完成,说明国家管理层低估了海上风电发展的难度,虽然目前海上风电市场随着电价的确立已拉开帷幕,政府和相关机构持乐观态度,但海上风电开发难度比陆上更大,涉及的层面更广,成本更高,对机组的要求相对增加。
但是,风电作为清洁能源,是重要的发展方向,而海上风电更是大有潜力可挖。统计数据显示,截至2014年年底,我国海上风电项目累计装机容量达65.79万千瓦,位列世界第五,占全国风电装机总容量的0.58%。其中,我国海上风电新增装机61台,容量达到22.93万千瓦,相比2013年3.9万千瓦的新增装机,增长了487.9%。其中,潮间带新增装机容量为13万千瓦,占海上风电新增装机总量的56.69%。
实际上,我国海上风电不论是技术方面,还是在政策和管理方面,都与发达国家存在较大差距,海上风电始终处于高成本阶段,成为制约海上风电发展的重要因素。据介绍,目前风电分为直驱式机组和双馈式机组两种技术路线,并占据了绝大部分的市场份额。不过,技术都是在动态变化的,两种技术路线的优缺点是相对的,在较长一个时期内,两种技术仍将并行,双馈技术虽然占据市场主导,但直驱技术已经显现出市场份额逐步扩大的趋势,未来市场格局会不会出现颠覆性变化,目前还难以断言。
尽管如此,我国沿海各地已经开展海上风电规划,但都不完善,主要因为涉及海洋、渔业、能源、国防等多个部门,各部门对发展海上风电的认识不一,各地相关职能部门实际执行管理标准不一,风电场规划与海洋功能区划、海岸线开发规划、国防用海规划等协调难度大,海上风电进展缓慢。
风电技术必须全面升级 《中国制造2025》明确提出,智能制造是未来中国制造发展的重要方向,在智能制造的背景下,智能化、信息化、大数据、云计算等理念迅速被引入到风电机组设计制造、开发建设和运营管理的各个环节,现代化程度大大提高,风电行业势必要不断创新,进行技术全面升级,市场发展前景才将更为广阔。
杨校生认为,目前,没有两个风况完全相同的风场,也没有两个风况完全相同的机位,制造商将风电机组设计成诸如一类、二类一些等级,为不同风场所选择,但一般不会为某个风场或机位专门设计机型。随着技术的进步和设计成本的下降,我国一些主机制造商开始推出专门设计的理念,其中真正的专门设计有待于技术进步到较为完善的阶段,可以以很小的代价实现设计更改和小规模生产。
我国未来风电技术未来发展趋势有以下几个方面:
一是由于风电机组设计和工艺的改进,性能和可靠性提高,加上塔架高度增加以及风场选址评估方法的改进等,未来将增大风电机组的单机容量。
二是提高叶轮的捕风能力,主要体现在叶轮直径增大,单位千瓦扫掠面积提高。
三是提高风能转换效率,使风机叶轮转换效率从0.42接近0.5。
四是风力发电面临各种极端天气条件,风电场机组布置分散,到达性差,维护不变,机组质量问题带来双重损失,不仅降低了设备的可利用率,还浪费了风资源,损失了发电量,因此要求提高风电机组及部件质量。
五是风电机组大型化受到道路如隧道高度的限制,需要重型拖车和安全驾驶,增强机组运输和安装便捷性。
六是风电机组工作环境面临高温、高湿、高海拔、盐雾、风沙、低温等,并抵抗台风、沙尘暴、雷电、冰冻、海上浮冰等灾害性气候,需要增强机组环境适应性。
随着物联网、云计算等新一代信息通信技术与可再生能源技术的结合,未来智慧风场将以互联网技术为核心,以配电网为基础,以接入可再生能源为主,实现信息技术与能源基础设施融合,通过EMS对分布式能源基础设施实施广域优化协调控制,实现冷、热、气、水、电等多种能源优化互补,提高用能效率的智能能源管控系统。
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风电运维市场应运而生 随着专业化程度的提升及各业主风电资产规模的增加,未来中国风电运维市场格局将会发生一定的改变,为降低运维管理风险和压力,业主将对更多的风电资产实行外包管理,依靠专业化、细分化服务提高风电场运营效率。
近年来,中国风电装机在电力装机总量中的比重逐年提高,风电运维市场也受到越来越多的关注。由于中国近年来风电装机量的快速增长,已经逐渐传导至风电运维市场。出于对长期效益的考虑,业主对于机组质量,以及出质保后风电场如何保持高效发电的能力更为关心。
随着已安装运行容量的快速增长,中国风电运维市场规模逐渐显现。风电场的故障主要分为电器故障和机械故障,电器故障多但容易排除,机械故障尽管少,但一旦发生将很难排除,将导致重大危害。
据报道,中国的风力发电是做得成功的。过去10年,中国的风力发电容量增加了9倍,而建设风电场的成本降低了。世界十大风力涡轮机制造企业有3家是中国的。
报道称,中国电网不断扩大,但落后于风电场的建设。大型风电场建起来后,不得不等很久才接入电网。即便接入了电网,传输过程也很耗电。中国制造的风力涡轮机的质量相比早期机型已大有提高。但即便现在,新机型的维护仍显不足。
位于北京的智库国家可再生能源中心的单国瑞表示,中国若要大幅提高风能的比例,就需要进行更为深入的改革,不然风电投资不会有经济效益。
公开资料显示,2012年上半年我国弃风率在15%左右,2013年上半年降至13.5%,而2014年上半年降至8.5%,而今年上半年弃风率却升至15.2%,创近3年来同期新高。短期内,弃风率上市主要受风电“抢装潮”及电力市场不振影响,考虑到政策因素,“抢装潮”今年或将延续,未来一段时间内的弃风状况应该都不会有所好转,甚至还有可能会继续上升。
不过有专业人士乐观表示,相信未来风电规模还会进一步地提升,在更多的扶持政策出台之后,不缺市场、不缺需求的风电产业也必将在我国的能源结构调整中占据更加重要的位置。
目前,国内风电装机突破1亿千瓦,2020年将突破2亿千瓦,如此巨大的装机容量,将使风机运维市场成为新能源装备制造业新的增长点。除了风机出质保释放运维市场外,随着优质风资源的日趋减少,为了更高效利用有限的好风区,风机以新换旧将成为必然。另外,随着风机20年使用年限的临近,国内还将会出现大批的退役机组。这意味着整机提供商在竞争激烈的新增装机市场中还有新的增长点。
中投顾问新能源行业研究员萧函表示,伴随着我国风电装机容量的逐年增多,风电运维市场也应运而生,并逐步发展壮大,目前我国风电运维市场呈现风电开发商、制造商、第三方运维企业三足鼎立的局面。
中国环保在线认为,由于政策支持,加上风机行业整合已接近尾声,行业盈利水平有望持续上升。另外,2014年内地风速是近几年最低的一年,即所谓的“小风年”,根据过往经验,今年风速改善的机会极大,基于上年低基数原因,今年风电业业绩有望大幅改善。中期长来看,内地风电业发展前景极好,值得关注。 (李 彬)
●相关报道②
“互联网+”清洁能源助推微电网发展 近日,有关新能源微电网建设的热议不断。业内人士认为,这是“互联网+”在能源领域的创新应用,有望为全球新能源产业创造巨大的发展空间,尤其是中国市场。不谋而合的是,据市场研究机构SBIEnergy预测,到2020年,北美的市场份额将会从74%下降到62%,而亚洲和欧洲的市场份额将分别上升到17%和11%。亚洲市场的增幅最大,而亚洲市场的增长主要来自中国市场。
日前,微电网项目建设也正式被提升至国家层面。7月22日,国家能源局下发《关于推进新能源微电网示范项目建设的指导意见(国能新能〔2015〕265号)》(以下简称《意见》),对新能源微电网示范项目建设提出了具体要求。
新能源微电网是基于局部配电网建设的,风、光、天然气等各类分布式能源多能互补,具备较高新能源电力接入比例,通过能量存储和优化配置实现本地能源生产与用能负荷基本平衡,可根据需要与公共电网灵活互动,且相对独立运行的智慧型能源综合利用局域网。
根据能源局此次下发的《意见》表示,新能源微电网项目可依托已有配电网建设,也可结合新建配电网建设;可以是单个新能源微电网,也可以是某一区域内多个新能源微电网构成的微电网群。鼓励在新能源微电网建设中,按照能源互联网的理念,采用先进的互联网及信息技术,实现能源生产和使用的智能化匹配及协同运行,以新业态方式参与电力市场,形成高效清洁的能源利用新载体。
而在光伏产业分布式发电微电网建设方面,晶科能源CEO陈康平则早在2014年的两会上提交了一份名为《应建分布式发电局域性微电网》的提案。此后,晶科能源为此成立了专门的设计院和研究所,并积极探索微电网项目的建设,在新疆、西藏等偏远无电村、哨所、离岛以及一些城市的居民小区内建设示范项目。
当前,微电网项目发展前景大好,然而在实际操作中仍然存在着不小的困难。国家发改委研究院一位专家曾经表示,目前微电网建设的关键是经济性问题,微电网需要有强大的电源来支撑,这必然导致成本增加。晶科能源全球新闻发言人钱晶对此也有着类似的见解。她认为,我国发展微电网尚需满足三大条件,其一是关键设备,包括储能系统,能源管理系统,运行控制系统,微电网保护系统等;其二则是前述发改委专

家所说,微电网建设成本仍然较高,只有进一步降低成本才能提升其经济性,并最终推动微电网大规模发展;最后,微网建设的运营模式有待建立,从而激发投资人的热情。
此外有业内人士指出,微电网示范项目指导意见的出台旨在倒逼电力改革。钱晶对此分析称:“微电网作为配电网和分布式电源的纽带,使得配电网不必直接面对种类不同、归属不同、数量庞大、分散接入的(甚至是间歇性的)分布式电源,降低间歇性分布式电源给配电网带来的冲击和影响,因此倒逼电改的说法并不成立。” (于 南)
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风电“抢装潮”或将继续,未来一段时间内的弃风状况应该都不会有所好转,但伴随着我国风电装机容量的逐年增多,风电运维市场也应运而生,由于政策支持,加上风机行业整合已接近尾声,行业盈利水平有望持续上升。中长期来看,国内风电业发展前景仍然向好。 (资料图片)
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