未來(lái)5年我國(guó)風(fēng)電行業(yè)發(fā)展空間巨大
“2020年,即便受到全球疫情影響,中國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)依然憑借自身優(yōu)勢(shì)和努力,保持全球領(lǐng)先地位,為中國(guó)乃至全球的清潔能源應(yīng)用作出了巨大貢獻(xiàn)”。近日,由北京國(guó)際風(fēng)能大會(huì)暨展覽會(huì)組委會(huì)編輯的??讹L(fēng)電回顧與展望2021》(以下簡(jiǎn)稱“報(bào)告”)對(duì)我國(guó)風(fēng)電市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了梳理,并對(duì)中國(guó)風(fēng)電市場(chǎng)未來(lái)發(fā)展進(jìn)行展望。
風(fēng)電新增裝機(jī)大幅增長(zhǎng)
報(bào)告顯示,2020年,中國(guó)新增風(fēng)電裝機(jī)容量超過(guò)54吉瓦,新增并網(wǎng)容量7167萬(wàn)千瓦,創(chuàng)歷史新高。截至2020年底,全國(guó)風(fēng)電機(jī)組累計(jì)裝機(jī)臺(tái)數(shù)超過(guò)15萬(wàn)臺(tái),累計(jì)裝機(jī)容量2.9 億千瓦,累計(jì)并網(wǎng)容量2.8億千瓦,超過(guò)風(fēng)電“十三五”規(guī)劃制定的“到2020年底實(shí)現(xiàn)風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)2.1億千瓦”的發(fā)展目標(biāo)。
2020 年,全國(guó)風(fēng)電并網(wǎng)容量占全部電源裝機(jī)容量的12.8%,全國(guó)風(fēng)力發(fā)電上網(wǎng)電量 4665 億千瓦時(shí),占全國(guó)全部發(fā)電量的6.1%,風(fēng)電已經(jīng)成為中國(guó)第三大電源。
陸上風(fēng)電方面,2020 年,中國(guó)陸上風(fēng)電新增裝機(jī)容量超 51吉瓦,同比增長(zhǎng) 110.3%,2020 年,陸上風(fēng)電新增裝機(jī)容量占全國(guó)風(fēng)電新增裝機(jī)容量的 93%。其中,“三北”區(qū)域新增風(fēng)電裝機(jī)容量占全國(guó)陸上風(fēng)電新增裝機(jī)容量的 55.5%,主要分布在內(nèi)蒙古(11%)、山東(9.8%)、河北(7.8%)、青 海(6.5%)和 新 疆(6.3%) 等 13 個(gè) 省 區(qū) 市; 中東南部區(qū)域陸上風(fēng)電占全國(guó)陸上風(fēng)電新增裝機(jī)容量的44.5%,主要分布在河南(11.6%)、山東(6.9%)、江蘇(5.2%)、廣西(4.6%)和湖南(3.3%)等 15個(gè)省區(qū)市。
2020 年,中國(guó)陸上分散式風(fēng)電(分散式、分布式、智能微網(wǎng))新增裝機(jī) 384 臺(tái),容量為 100 萬(wàn)千瓦,同比增長(zhǎng) 233.7%;累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到 193.6 萬(wàn)千瓦,同比增長(zhǎng) 107%。2020 年,主要分布在河南(54.4%)、遼寧(14.9%)、陜西(6.1%)、山西(6.1%)和內(nèi)蒙古(5.1%)等 12 個(gè)省區(qū)市。
海上風(fēng)電方面,2020 年,中國(guó)海上風(fēng)電發(fā)展取得突破性進(jìn)展,海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)成效顯著,累計(jì)裝機(jī)容量首次突破千萬(wàn)千瓦大關(guān)?!笆濉逼陂g,中國(guó)海上風(fēng)電發(fā)展明顯提速,從 2015 年到 2020 年,年平均增長(zhǎng)速度達(dá)到 60%。2015 年,中國(guó)風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量首次突破 1吉瓦,到2020 年底累計(jì)裝機(jī)容量首次突破 10吉瓦,并網(wǎng)裝機(jī)容量9吉瓦,提前完成“十三五”規(guī)劃目標(biāo)。
2020 年,中國(guó)新增吊裝海上風(fēng)電機(jī)組787臺(tái),新增裝機(jī)容量達(dá)到384.5萬(wàn)千瓦,同比增長(zhǎng)54.2%,主要分布在江蘇、廣東、福建、遼寧、浙江和河北6省。截至2020年底,中國(guó)海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)達(dá)到1087萬(wàn)千瓦。其中,江蘇省海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量為681.6萬(wàn)千瓦,占全部海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量的62.7%;廣東省躍居第二,累計(jì)占比為12.5%;福建累計(jì)占比為9.4%;其余6省市——遼寧、上海、浙江、河北、天津和山東累計(jì)裝機(jī)容量占比合計(jì)約為 15.5%。
風(fēng)電機(jī)組技術(shù)水平不斷提高
報(bào)告指出,目前中國(guó)已成為界第一大風(fēng)電裝機(jī)國(guó),同時(shí)也是最大的風(fēng)電整機(jī)裝備生產(chǎn)國(guó)。風(fēng)電設(shè)備制造已經(jīng)達(dá)到領(lǐng)先水平,形成了具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的風(fēng)電裝備全產(chǎn)業(yè)鏈。
從20世紀(jì)90年代初,中國(guó)開(kāi)始引進(jìn)國(guó)際上主流廠家的風(fēng)電設(shè)備,開(kāi)展了并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的建設(shè),引進(jìn)消化吸收風(fēng)電機(jī)組技術(shù),逐步進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn),為中國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的形成奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)通過(guò)合資合作、技術(shù)引進(jìn)、合作設(shè)計(jì)和消化吸收再創(chuàng)新等方式,在國(guó)家風(fēng)電特許權(quán)項(xiàng)目的促進(jìn)下,逐步實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組的國(guó)產(chǎn)化和技術(shù)創(chuàng)新。
2000年初,中國(guó)實(shí)現(xiàn)了600千瓦級(jí)和750千瓦風(fēng)電機(jī)組的批量生產(chǎn)能力,國(guó)產(chǎn)兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組于2006年開(kāi)始批量生產(chǎn)。經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展,到2020年,中國(guó)陸上風(fēng)電場(chǎng)主流機(jī)型單機(jī)容量已提高到2.0兆瓦~2.9兆瓦(最大為 5兆瓦),陸上風(fēng)電機(jī)組平均單機(jī)容量達(dá)到2.6兆瓦,比2010年增長(zhǎng)76%;海上風(fēng)電場(chǎng)主流機(jī)型單機(jī)容量已達(dá)5.0兆瓦以上(最大為 10兆瓦),海上風(fēng)電機(jī)組平均單機(jī)容量達(dá)4.9兆瓦,比2010年增長(zhǎng)85%。
在風(fēng)電機(jī)組研發(fā)創(chuàng)新方面,中國(guó)與國(guó)外基本保持同步,在某些方面處于領(lǐng)先地位。針對(duì)風(fēng)電機(jī)組不同運(yùn)行環(huán)境特點(diǎn),中國(guó)企業(yè)開(kāi)發(fā)出了低風(fēng)速型、低溫型、抗鹽霧型、抗臺(tái)風(fēng)型和高海拔型等系列化風(fēng)電機(jī)組。其中,中國(guó)自主研發(fā)的低風(fēng)速型風(fēng)電機(jī)組,已將可利用的風(fēng)能資源下探到4.8米/秒左右,這不但提高了低風(fēng)速地區(qū)風(fēng)電開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,還極大提高了中國(guó)風(fēng)能資源開(kāi)發(fā)潛力。
在平價(jià)上網(wǎng)政策驅(qū)動(dòng)下,中國(guó)風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計(jì)技術(shù)水平不斷提升,精細(xì)化的概念設(shè)計(jì)、先進(jìn)的計(jì)算手段,不斷優(yōu)化的控制策略,逐步完善的智能化水平,葉片、齒輪箱、發(fā)電機(jī)和變流器等關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)技術(shù)和制造工藝的創(chuàng)新,提升發(fā)電量,降低載荷、減少成本,使得大型化、定制化和電網(wǎng)友好型的風(fēng)電機(jī)組具有更優(yōu)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。
近十年,陸上風(fēng)電項(xiàng)目單位造價(jià)水平下降了約36%。2020年,受補(bǔ)貼退坡及存量項(xiàng)目建設(shè)時(shí)限的影響,設(shè)備及施工資源緊張,2020年陸上集中式平原、山地風(fēng)電項(xiàng)目平均造價(jià)水平分別約為6500元/千瓦,7800元/千瓦。
經(jīng)過(guò)多年發(fā)展,我國(guó)海上風(fēng)電在技術(shù)研發(fā)、工程建設(shè)和運(yùn)營(yíng)等方面不斷取得進(jìn)步,海上風(fēng)電項(xiàng)目成本總體呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。2009年,中國(guó)第一個(gè)近海項(xiàng)目——上海東海大橋風(fēng)電場(chǎng)一期項(xiàng)目單位千瓦造價(jià)超過(guò) 2.3 萬(wàn)元;截至2020年底,60%的海上風(fēng)電分布在江蘇,江蘇省海上風(fēng)電成本下降趨勢(shì)明顯,2020年,全國(guó)海上風(fēng)電項(xiàng)目平均單位千瓦造價(jià)約17800 元。
2021 年是海上風(fēng)電國(guó)家補(bǔ)貼的最后一年,搶裝持續(xù),市場(chǎng)安裝施工裝備供應(yīng)緊張,導(dǎo)致海上風(fēng)電投資成本不降反增。2021 年江蘇以北地區(qū)海上風(fēng)電建設(shè)成本約每千瓦17000元,而在福建及粵東地區(qū),海上風(fēng)電建設(shè)成本仍高達(dá)每千瓦19000元。
風(fēng)電成本將繼續(xù)下降
報(bào)告指出,未來(lái)的5到10年是中國(guó)能源轉(zhuǎn)型和綠色發(fā)展的關(guān)鍵期?!笆奈濉逼陂g中國(guó)可再生能源將成為能源消費(fèi)增量的主體,今后10年,風(fēng)電和光伏的年新增裝機(jī)規(guī)模需達(dá)到 1億千瓦以上。
根據(jù)全國(guó)各地已有“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃數(shù)據(jù)顯示,未來(lái)5年內(nèi),風(fēng)電等可再生能源發(fā)展空間巨大。九大可再生能源基地“十四五”風(fēng)電的擬裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到 1.27 億千瓦。此外,東部沿海省份對(duì)海上風(fēng)電也提出了極具雄心的目標(biāo),山東、廣東和江蘇省將“十四五”海上風(fēng)電發(fā)展目標(biāo)分別定為 1000 萬(wàn)千瓦、1800 萬(wàn)千瓦和 1500 萬(wàn)千瓦。但由于中國(guó)海上風(fēng)電面臨國(guó)家補(bǔ)貼退出的現(xiàn)狀,地方激勵(lì)政策將對(duì)海上風(fēng)電發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)起到較為關(guān)鍵的作用。
報(bào)告表示,長(zhǎng)期來(lái)看,為實(shí)現(xiàn)2060年碳中和目標(biāo),預(yù)計(jì)風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)容量將占電源總裝機(jī)量的 80%左右,達(dá)到約 60 億千瓦以上的規(guī)模,成為絕對(duì)的主體能源。未來(lái),風(fēng)電產(chǎn)業(yè)在技術(shù)水平提升、新型應(yīng)用方式推廣、財(cái)政金融支持,以及國(guó)際合作方面有待更多的政策研究和投入。
報(bào)告指出,由碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)帶動(dòng)的以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)明確了新能源的投資和裝機(jī)規(guī)模,是促進(jìn)產(chǎn)業(yè)持續(xù)投入、擴(kuò)大規(guī)模、不斷降本的前提。從中長(zhǎng)期來(lái)看,風(fēng)電整體的初始投資成本持續(xù)下降依然是趨勢(shì),在經(jīng)歷了搶電價(jià)和爭(zhēng)搶市場(chǎng)份額帶來(lái)的短暫性劇烈波動(dòng)后,會(huì)呈現(xiàn)更平穩(wěn)的下降態(tài)勢(shì)。
2025年,中國(guó)風(fēng)電項(xiàng)目在陸上高風(fēng)速地區(qū)將達(dá)到0.1元/千瓦時(shí);在陸上中高風(fēng)速地區(qū)將達(dá)到0.2元/千瓦時(shí);在陸上低風(fēng)速地區(qū)將達(dá)到0.3元/千瓦時(shí)。在海上風(fēng)電近海區(qū)域?qū)⑦_(dá)到0.4元/千瓦時(shí);深遠(yuǎn)海區(qū)域?qū)⑦_(dá)0.5元/千瓦時(shí)。
報(bào)告強(qiáng)調(diào),隨著風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模的不斷增加和產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力的持續(xù)提升,未來(lái)風(fēng)電技術(shù)裝備的發(fā)展方向及趨勢(shì)主要有以下8個(gè)方面:一是風(fēng)電機(jī)組繼續(xù)保持向大型化、定制化和智能化方向發(fā)展。二是漂浮式海上風(fēng)電技術(shù)將得到進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。三是風(fēng)電機(jī)組智能化的關(guān)鍵是軟件的開(kāi)發(fā)應(yīng)用,未來(lái)軟件開(kāi)發(fā)的投入將大幅度增加。四是風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)制造將趨向于標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化。五是采用中速永磁同步發(fā)電機(jī),發(fā)電機(jī)與齒輪箱集成或半集成設(shè)計(jì)技術(shù)路線,在可靠性、成本、尺寸和重量等關(guān)鍵因素中達(dá)到了較好的平衡,在超大型風(fēng)電機(jī)組中展現(xiàn)出發(fā)展趨勢(shì)。六是直驅(qū)技術(shù)受發(fā)電機(jī)體積、重量限制,無(wú)法進(jìn)行大型化;雙饋、鼠籠技術(shù)受齒輪箱限制,單機(jī)功率無(wú)法進(jìn)一步增大;半直驅(qū)技術(shù)將在下階段成為主流。七是葉片與整機(jī)融合開(kāi)發(fā)成為趨勢(shì)。大型葉片開(kāi)發(fā)與風(fēng)電機(jī)組整機(jī)的系統(tǒng)迭代優(yōu)化越來(lái)越緊密,整機(jī)設(shè)計(jì)將逐漸與葉片設(shè)計(jì)融合發(fā)展。八是隨著風(fēng)電齒輪箱的大型化,滑動(dòng)軸承在風(fēng)電齒輪箱中的應(yīng)用將是未來(lái)的主要趨勢(shì)。為提高傳動(dòng)速比,齒輪箱將采用多級(jí)行星結(jié)構(gòu),有利于使齒輪箱體積更小,重量更輕等。