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    我國風力發電健康發展策略

    日期:2016/8/15 10:24:00
     
    中國風力發電網訊:能源是現代經濟的重要支撐,是人類社會生存和發展的重要基礎。能源興,則經濟強;經濟強,則國家興。隨著科技的飛速發展,以煤炭、石油、天然氣為代表的常規能源的過度消耗,使得能源短缺和環境污染成為限制各國發展的主要問題。相比而言,我國是一個“富煤貧油少氣”的國家,獨特的能源結構決定我國除了尋求煤炭的清潔化利用之外,開發清潔可再生的新能源是國家能源戰略的核心組成部分。在過去的10年中,我國風力發電飛速發展,風電技術創新能力和裝備自主化水平顯著提升,但與世界風電科技強國和我國大力發展風電產業的要求相比,依然存在差距。 一、我國風力發電存在的問題及原因 1.風電規劃、基礎配套設施建設制約風電產業發展 我國現有的風電場大部分位于我國西北、華北和東北等地區的草原和戈壁。雖然風能資源十分豐富,但這些地區距離負荷中心較遠,電網結構也比較薄弱,制約了風能資源的開發和利用。并且隨著風電場規模在短期內不斷擴大,這一挑戰愈發嚴峻。同時,風電產業的規劃嚴重滯后于發展,主要集中在基礎配套設施建設滯后、缺乏足夠的資源評價基礎和科學預見性、國家與地方規劃缺乏相互銜接等。因此,局部地區出現了嚴重的棄風限電的現象。 從自然稟賦的角度看,在這些風電資源比較豐富的三北邊遠地區進行基礎設施建設的難度比較大,并且單純從能源輸送的角度來看,投入產出比并不高。應該從高耗能產業轉移的角度對基礎設施的建設規模和力度重新評價。此外,電網建設不可能無限制地膨脹,風力發電的輸送也不能簡單依賴電網的無休止建設。風力發電未來發展的出路主要在于技術創新,如風電制氫、儲能技術、智能微網和能源互聯網等,這些舉措都給風電的輸送和消納提供了新的解決方案。 2.風力發電依賴于政府補貼政策 我國建立了完善的風電補貼機制和保障性收購政策,通過財政補貼大力扶持風力發電產業發展,使得這兩年我國成為全球風力發電增速和裝機量最高的地區。目前我國的風電補貼部分占比相對較高,尤其是火電標桿上網電價低的地區,如新疆的哈密地區,2015年底已并網的風電電價為0.51元/千瓦時,火電標桿電價為0.25元/千瓦時,補貼占比高達51%。然而,從歐洲走過的路來看,巨額財政補貼不僅催生了行業發展過熱、產能過剩等負面效應,而且對財政造成了巨大壓力。為此,從2011年開始,歐洲多個國家對新能源補貼機制作了調整,陸續推出一系列削減或停止新能源上網電價補貼的政策。從實際效果看,政府的長期巨額補貼存在諸多負面效應,注定是不可持續的。 3.風機制造商依靠國外技術支撐 我國大部分風機制造商通過購買國外的核心技術實現量產,核心技術缺乏、關鍵設備及材料依賴進口問題比較突出。這一方面加大了風電機組的生產成本,使得目前風機單位千瓦造價維持在4000元水平;同時導致技術更新換代較慢,風機關鍵核心技術的改良升級仍然需要依靠國外提供支撐;再加上風機廠商稂莠不齊,風機穩定性較差、故障率較高、有效利用率較低、維修養護不到位、備品備件不能及時供應等因素,導致發電小時數受到風電場自身技術制約較大,度電成本降低阻力較大。 4.風機單機額定功率較小,浪費風力資源和土地資源 風機是風力發電的重要組成部分,其發電效率直接影響到整個風電行業的發展。目前由于技術原因和風電場存在的建設施工難度等問題,通常使用額定功率較小的風電機組,造成了風力資源和土地資源的浪費,影響到風力發電的可持續發展。因此,風力發電技術應結合市場的發展趨勢以及人們的用電需求等及時改進,向著高單機額定功率的方向發展。 二、我國風力發電健康發展的策略選擇 1.合理做好風電整體發展規劃 為了合理有效地利用風能資源,同時確保電網安全可靠運行,國家要根據能源發展規劃,本著有序、合理的原則,確定風力發電總量規劃和財政補貼總體規劃,進行風力發電地理分布規劃、電網建設規劃和政策扶持規劃。應當高度關注涉及風力發電建設的各個職能部門和工作單位的有序合作,由國家能源局牽頭,在國家層面成立由多部委職能機構組成的風電產業發展的協調機構,保證各項規劃和政策之間不矛盾、不沖突。 2.合理做好電網建設規劃 我國的西北、東北、華北以及東部沿海地區的風力資源比較豐富,其中西北、東北、華北大部分區域遠離負荷中心,整體處于西電東輸、北電南輸的局面,電網建設的滯后造成了電能的巨大浪費。 加強電網建設、完善電網規劃是今后一項長期性的工作。電網配套設施要與建設大型百萬千瓦級風電場的要求進行統一規劃,利用地理信息系統、電網分布資料,結合經濟評價分析,進行風能資源評價和地質條件勘探,合理布局電網送出通道。尤其是在我國西北地區還是要繼續建設特高壓外送線路,以及在特高壓主干線附近建設區域性的環形線路,這樣才能充分利用好我國西北地區充沛的風力資源。同時鼓勵高耗能行業往西北等風能資源稟賦充足的地方轉移,以減少對電網建設的依賴程度。此外,西部地區和北方地區的風力發電建設項目應當盡量靠近或置于國家輸電干線,最大限度緩解棄風限電。 3.加快推進資源整合形成行業良性發展格局,降低風電成本 近年來,我國風電行業歷經了高速、粗放的發展階段,已經進入行業結構優化調整期。隨著市場調控與整合進程的加快,國內風電場、整機行業的集中度逐漸提高,這將促進零部件行業的加速整合。 2015年,中國風電有新增裝機的整機制造商為26家,大部分新增裝機容量集中在少數的幾家風機制造商。這26家整機制造商中,核心技術大部分通過買斷國外技術來實現。但市場上風機制造商依然良莠不齊,部分廠家的風機出現了風機葉片斷裂、風機主機燒毀、故障率較高等問題。為了減少此類現象,建立完善的風電產業秩序,國家應該鼓勵風機制造商之間進行合作,對風機平臺技術整合,通過共享平臺制造優質穩定的風機,減少由于過度競爭導致的資源浪費,加快推進整機零配件通用化、國產化進程,降低研發和制造成本,最終達到降低風機成本和度電成本的目的。目前主流的兆瓦級風力發電機組整機采用1.5MW、2MW、3MW、5MW、6MW平臺,從政策層面上積極參與國際風電標準的制定,推動風機配件的通用化,是我國風機制造發展的重要策略。 4.加快風力發電技術,研發陸地大功率、低風速風力發電機組 風電機組單機容量增大有利于提高風能利用效率,擴大風電場的規模效應,減少風電場的占地面積,降低單位成本。2005年以前,750kW以下如600kW機組是主流機型,2005至2008年750kW機組開始成為主機流型,期間1.5MW機組已經開始研制并推向市場。2008至2014年,1.5MW機組開始引領市場。2015年至今,2MW至3MW風機逐漸成為陸上風機主流機型。 隨著風電機組單機容量的不斷增大,其尺寸和重量也相應加大,為了便于運輸和安裝,要求機組在結構設計上做到緊湊、柔性和輕盈化。在推進風力發電技術的過程中,應當充分利用高新復合材料加長風機葉片、合理設計調向系統,加快大功率、低風速風力發電機組的研發,為我國未來低風速地區風電產業的發展做足技術儲備。 從政策層面上,國家應制定相關鼓勵措施研究大功率、整機一體化、輕量化風機技術;建立健全以企業為主導的風電創新機制,在學習世界先進技術的同時,激發企業創新內生動力,培育一批具有國際競爭力的風電技術創新領軍企業,推動企業成為風電技術與產業緊密結合的重要創新平臺。 5.加快推進海上風電發展 海上風電場的開發進一步加速了大容量風電機組的研發。目前我國單機容量為5MW、6MW的風電機組已經進入商業化運營。美國已經研制成功7MW風電機組,并正在研發10MW機組;英國10MW機組也正在設計進行中,挪威正在研制14MW的機組,歐盟則正在考慮研制20MW的風電機組。可見,全球各主要風電機組制造廠商都在為未來更大規模的海上風電場建設做前期開發準備。 我國的海上風電資源比較豐富,根據中國氣象局詳查的初步結果,在我國5-25m水深的海域內,50m高度風電可裝機容量約2億千瓦;5-50m水深、70m高度風電可裝機容量約5億千瓦。由此可見,大力發展海上風力發電市場,有效利用我國海上風能資源是發展我國風力發電產業的重要布局。 6.加快推進風力發電儲能技術的發展 應用于風力發電系統的儲能技術應當滿足循環使用壽命長、儲能密度高、耐高壓沖擊、適用溫度范圍廣、無污染等特點。目前,能夠適用于風力發電系統的儲能技術主要有電池儲能、飛輪儲能、抽水儲能、超導、壓縮空氣儲能以及電容器儲能等。其中電池儲能需要解決電池組壽命低,無法適應劇烈的環境溫度變化等問題;飛輪儲能需要進一步降低儲能成本;抽水儲能、壓縮空氣儲能等技術高度依賴電站所處的地理環境,因此適用范圍有限;電容器儲能需提高儲能密度具加大關鍵儲能材料的研發。因此,未來需要加大風電儲能技術及其關鍵材料的研發,以適應大功率風力發電機組的應用需求。 7.加強專業人才培養體系建設 我國風力發電產業尚未構建從設計、制造、營銷、系統安裝、調試及運營管理的人才培養體系,風力發電技術研發和管理人才嚴重不足,復合型人才更是緊缺。加強人才培養體系建設勢在必行。在人才培養體系中,大學、科研院所、風電企業應承擔不同的職責。如,高等職業技術學院側重于培養風力發電企業生產制造、系統安裝及調試人才;普通本科院校側重于培養營銷及運營管理人才;研究型大學和科研院所側重于培養風電技術研發與設計人才;風電企業與大學聯合培養負荷型人才和高級企業經營管理人才。
     
     

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