风力发电商业计划书盛大投资专用版
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风力发电商业计划书
摘要
我国风电发电量仅占总发电量的%左右,还有很大的发展空间。
从我国政策层面来看,在节能减排及新能源的政策扶持下,风电产业不仅不会受到次贷危机的影响,反而受到财政政策的扶持。
风机制造也将在未来维持确定性的高成长。
由于风电具有清洁无污染等特点,基本无替代品;潜在进入者不能够成现实威胁;除少数零部件依赖进口,大部分零部件供应充足,公司议价能力强;受供求关系影响,风机市场几乎不存在实质竞争。
目前,国内风机制造业还处在发展初级阶段,竞争呈现“春秋战国”的格局,发展潜力巨大,公司进入时间成熟。
我国风机市场供不应求的局面仍将持续,大部分厂商关键部件依赖进口,盛大新型风机经过改造,减少了对进口零部件的依赖,公司发展前景极为乐观。
盛大
盛大科技风机主要针对并网的风力发电站,价格优势明显,竞争力强;10KW风机结构简单,可靠性高,坚持以通讯基站应用、高耗能产业为突破口,逐步渗透我国稳定发展的离网型风电市场。
盛大科技争取到2013 年实现新增装机容量达到110MW,小型风机销量300 台,大型风机70台,销售额达到亿元,净利润3亿元的目标。
到2020 年成为一流的风电设备制造商,占有率超过6%,销售额突破
50 亿元。
当前进展:细化设计单位已经选定,研发小组已经进行了该专利的详细论证,正在进行(叶片控制与功率)建模分析阶段。
资金运作:本计划全额投资4500万元,可以通过多方合作、进行联合研发设计,降低总投资数额,具体合作方式正在洽谈中(军工企业两家、大学院校两家)。
目录
1 项目背景
项目的提出
十六大提出了到2020年我国国内生产总值(GDP)要实现比2000年翻两番的总目标,以多大的能源代价实现这个总目标引起广泛关注。
如果能源消耗也随之翻两番的话,到2020年我国能源消耗总量将达到每年近60亿吨标准煤!而我国常规能源的剩余可采总储量仅为1500亿吨标准煤,仅够我国使用25年!国家电监委于2008年表示由于电煤供应不足,全国电力缺口达6963万千瓦,已经有13个省级电网出现了不同程度的拉闸限电,供需矛盾比去年更加突出。
需要特别注意的是,现阶段我国人均能源消费量只有世界人均能源消费水平的一半,而人均电力消费量则仅仅是美国的1/13、日本的1/8。
解决能源和电力短缺的战略途径有两个:其一是节能,但节能只能缓解紧缺问题;其二是大力增加能源的供给。
从能源技术的角度来看,一个需要回答的问题是:哪些能源才是解决我国能源和电力短缺的最现实的战略选择呢
资料表明,我国的煤炭资源仅能维持20年使用;2008年我国共进口液化石油气262亿吨;我国水能资源经济可开发量为亿千瓦,年发电量万亿千瓦时;显然,利用常规能源不能解决我国的能源和电力短缺。
在当前能源紧缺的背景下,发展风电意义重大,发展风电刻不容缓。
世界风能开发
以煤炭、天然气、石油、水利和核物质为原料或资源的传统电力开发造成了大量的环境负担,如环境污染、酸雨、气候异常、放射性废物处理、石油泄露等等。
而以风能为资源的电力开发对环境的影响则十分微小,具有显着的环境友好特性,是典型的清洁能源。
在四级风区(每小时20~21.4
、公里),一座750千瓦的风电机,平均每年可以替代热电厂1179吨的CO
2吨的SO
和吨的NO排放。
2
风能资源无穷无尽,产能丰富。
根据美国风能协会(AWEA)的估计,如果要产生美国可开采风能的能源总量,每年需要燃烧200亿桶原油(几乎是目前世界全部原油产量)。
但与石油相比,风能却是可再生的资源,失而复得,同时风能具有自主性的特点,不会受到国际争端造成的价格震荡和禁运等冲击。
AWEA测算,在美国使用现有技术,利用不到1%的土地开发风能,可以提供20%的国家电力需求。
而1%的土地中,只有5%是设备安装等必须使用的,其他95%还可以继续用于农业或畜牧业。
风能资源比较丰富的地区大多边远,风能开发为边远地区就业增长、经济发展、农业用地增加收入等带来机会。
从世界范围看,风能和太阳能产业可能成为新世纪制造业中就业机会最多的产业之一。
全球风能资源极为丰富,而且分布在几乎所有地区和国家。
技术上可以利用的资源总量估计约53×106亿度/年。
1973年发生石油危机以后,欧美发达国家为寻找替代化石燃料的能源,投入大量经费,动员高科技产业,利用计算机、空气动力学、结构力学和材料科学等领域的新技术研制现代
风力发动机组,开创了风能利用的新时期。
在政策的鼓励下,2007年全球风电新装机容量约为2 000万千瓦,累计装机9 400万千瓦。
2008年是风电发展具有标志性的一年:这一年风电成为非水电可再生能源中第一个全球装机超过1亿千瓦的电力资源。
风电作为能源领域增长最快的行业,共为全球提供了近20 万个就业机会,仅2006 年风电场建设投资就接近170亿欧元。
欧洲和美国在风电市场中占统治地位,其中德国是目前风电装机最大的国家,装机容量超过2 000万千瓦;美国和西班牙也都超过了1 000万千瓦;印度是除美国和欧洲之外新装机容量最大的国家,装机总容量也超过600万千瓦。
风电一直是世界上增长最快并且不断超越其预期发展速度的能源,1997~2002 年全球风电累计装机容量的平均增长率一直保持在33%,而每年新增风电装机容量的增长率则更高,平均为%。
2004 年欧洲风能协会和绿色和平组织签署的《风力12——关于2020年风电达到世界电力总量的12%的蓝图》发表了2005~2020年世界风电和电力需求增长的预测报告(见表1-1),可见在今后的时间里,风电还会以较大的增幅增长。
2008年全球新增风电装机27056兆瓦,增长29%,全球累计风电装机为120791兆瓦。
2008年我国风电新增装机630万千瓦,累计达到万千瓦,分别同比增长89%、106%,增速第一,预计09年市场需求还将远远超出预期,国产设备的新增装机容量年增长速度为60-70%左右。
2010年装机容量可达1800万千瓦左右。
我国的风能资源
发达国家之所以竞相大力发展风电,一个重要原因就是风力资源非常丰富。
按目前技术水平,只要离地10米高的年平均风速达到5~5.5 m/s(四级风速为—7.9m/s)以上,风力风电就是经济的。
科技进步可能把可利用风能的风速要求进一步降至5m/s以下。
据估计,世界风能资源高达每年5万亿千瓦时,预计到2020年世界电力需求会上升至每年亿千瓦时。
也就是说,全球可再生的风能资源是整个世界预期电力需求的2倍。
对我国来说,我国拥有可供大规模开发利用的风能资源。
据初步探明结果,陆地上可开发的风能资源即达亿千瓦;加上近海(15 米深的浅海地带)的风能资源,全国可开发风能资源估计在10亿千瓦以上。
与之对照,我国水能资源可开发量仅为亿千瓦!我国2003 年的装机容量已为亿千瓦,所以国外专家评论,中国单靠风力发电就能轻而易举地将现有的电力生产翻上一翻。
我国风能资源丰富的地区主要分布在西北、华北和东北的草原和戈壁,以及东部和东南沿海及岛屿,这些地区一般都缺少煤炭等常规资源。
在时间上冬春季风大、降雨量少,夏季风小、降雨量大,与水电的枯水期和丰水期有较好的互补性。
表1-2为我国风能资源比较丰富的省区。
中国的风能资源主要集中在两个带状地区,一条是“三北(东北、华北、西北)地区丰富带”,其风能功率密度在200瓦/平方米~300瓦/平方米以上,有的可达500瓦/平方米以上,如阿拉山口、达坂城、辉腾锡勒、锡林浩特的灰腾梁等,这些地区每年可利用风能的小时数在5000 小时以上,有的可达7000小时以上。
“从新疆到东北,面积大、交通方便、地势平,风速随高度增加很快,三北地区风能在上百万千瓦的场地有四五个,这是欧洲没法比的。
其中青海、甘肃、新疆和内蒙可开发的风能储量分别为1143万千瓦、2421万千瓦、3433万千瓦和6178万千瓦,是中国大陆风能储备最丰富的地区。
另一条是“沿海及其岛屿地丰富带”,其风能功率密度线平行于海岸线。
沿海岛屿风能功率密度在500 瓦/平方米以上,如台山、平潭、东山、南鹿、大陈、嵊泗、南澳、马祖、马公、东沙等岛屿,这些地区每年可利用风能的小时数约在7000-8000小时,年有效风能功率密度在200瓦/平方米以上。
我国的风电经济
长期以来,人们以风电电价高于火电电价为由,一直忽视风电作为清洁能源对于能源短缺和环境保护的意义,忽视了风电作为一项高新技术产业而将带来的巨大的产业前景,更忽视了风电对于促进边远地区经济发展所能带来的巨大作用。
但近10 年来,风电的电价呈快速下降的趋势,并且在日趋接近燃煤发电的成本。
经过30 年的努力,随着市场不断扩展,风电的成本也大幅度下降,每千瓦时风电成本由20世纪80年代初的20美分下降到2007年的4~6美分。
在风能资源较好的地方,风电完全可以和燃煤电厂竞争,在某些地区甚至可以与燃气电力匹敌。
图1-1 风力发电成本大幅降低单位元/度
随着风电技术的成熟和规模效应的显现风电机组价格不断下降,由此带来风电成本的持续降低。
上世纪80年代到90年代初风电成本下降较快;90年代中期以来,成本下降趋缓,即使这样,风电成本也达到每5 年下降20%,照此速度,到2020年,即使没有补贴,风电的成本将接近常规的能源,如煤电。
图1-1显示了风电成本和煤电成本的变化趋势。
上述比较只计算了风电和化煤电的内部成本(即本身发电的成本),尚未将社会承担的污染环境这些外部成本计算在内。
更为科学、更为平等地比较风电和其他燃料发电成本的话,还应该计算不同发电方式的外部成本。
关于化石燃料或核能发电的外部成本,由于存在大量的不确定因素,一般难以被具体确认和量化。
但是欧洲最近公布了一个历时10年的研究项目的成果(在欧盟15个成员国进行评估包括计算一系列燃料成本的“Extern E”计划),给出了不同燃料的外部成本,整个研究的结论是,如果把环境和健康有关的外部成本计算在内,来自煤或石油的电力成本会增加一倍,而来自天然气的成本会增加30%,核电则要面对更大的外部成本,如公众的责任、核废料和电厂退役等。
而风电的外部成本最小,与现行价格比较几乎可以忽略不计。
2 产品介绍
风力发电原理
风是人类最熟悉的一种自然现象,风无处不在。
太阳辐射造成地球表面大气层受热不均,引起大气压力分布不均。
在不均压力作用下,空气沿水平方向运动就形成风。
风能是一种最具活力的可再生能源,它实质上是太阳能的转化形式,因此是取之不尽的。
将风能转化为电能的机器成为风力发电机,风力发电机的发展历史悠久。
根据风轮旋转轴的布置方式可以把风力发电机分为两种形式:
1) 水平轴
水平轴式风力机结构如图2-1所示,其风轮围绕一根水平轴旋转,工作时,风轮的旋转平面与风向垂直。
风轮上的叶片是径向安置的,垂直于旋转轴,与风轮的旋转平面成一角度。
图2-1 水平轴式风力发电方案
2) 垂直轴:
垂直轴的优点是可以接受来自任何方向的风,因而当方向改变时,无需对风。
由于不需要调向装置,它们的结构设计得以简化,其结构如图2-2所示。
垂直轴式风力机的另一个突出的优点是齿轮箱可以安装在地面上,运行维修简便。
图2-2 垂直轴式风力发电方案
盛大风力发电机的结构及其优势
2.2.1普通风力发电机存在的缺点
目前,国内正在制造和生产的风力发电机组主要存在着以下问题无法解决:
1) 对风损失,叶片和整体机组需要不断调整方向,保证正面对风。
2) 造价高、利用率低,整体技术基本全部是进口,整体费用将不下
来,工作风速在每秒10米以上,利用率低。
需频繁维护,维护任
务繁重;
3) 维修难度高、费用高,由于机组部件大、重量大,维修时间长、
价格高。
以上问题制约了我国风电机组的发展,预计要解决上述问题还需要相当一段时间。
2.2.2盛大风力发电机结构
由于目前市场上兆瓦级以上的主流产品为水平轴风力发电机,而此类风力发电机均具有制造成本高,安装、维修复杂等缺点,我公司开发出了一种新型的垂直轴风力发电机—盛大垂直轴发电机,并申请了国家专利,专利号:ZL20072 ,见图2-3。
图2-3 国家专利——垂直轴竖翼多叶片风力机
盛大垂直轴发电机结构如图2-4、2-5所示,其叶轮由3个主叶片及每个主叶片上的多个子叶片构成。
当有风经过时,叶片开合机构控制迎风面上的扇叶的子叶片关闭,风力推动该叶片绕垂直轴旋转,主叶片带动支撑圆筒(或传动轴)旋转,圆筒(或传动轴)的转速经变速箱升速,将转矩传递给发电机,带动发电机工作,其他两扇叶片上的子叶片则打开让空气自
由通过。
当非迎风面上的叶片转到迎风面时,叶片开合机构又控制相应叶片上的子叶片关闭,接受来风做功。
循环往复,风机将风能转化为电能。
盛大风机产品主要分为两类:一是10KW级小型离网型风力发电机,主要用于通讯基站的供电(如图2-4所示);二是级大型风力发电机(如图2-5所示),主要用于风电场发电;加入远程监控设备后,可对风机运行状况进行远程控制。
图2-4 10KW级风力发电机结构图(通讯专用)
(此图暂时保留、请见谅)图2-5 级风力发电机结构图
2.2.2盛大风力发电机优点
盛大风力发电机的主要特点如下:
1) 采用了垂直轴结构;
采用垂直轴结构后,风能直接通过主轴将叶轮的转矩传递到发电机下方的齿轮结构,由升速机将转速升高到1500r/min左右,带动大功率风力发电机发电,其能量转换效率高,结构牢固,可以抵御较强的风力,因而适用范围广。
2) 采用了自适应的玻璃钢叶片;
盛大风力发电机采用了三个主叶片,每个主叶片又由多个子叶片组成,子叶片为本公司自主设计开发的具有流线型曲面叶片,风能利用效率高,运行平稳,无振动。
3) 具有较好的过载保护功能;
盛大风力发电机具有两种过载保护功能,其一:当风速超过风力发电机额定风速时,控制系统控制子叶片顺桨,让风自由穿过,减小对风力发电机主题结构的破坏;其二:当遭遇台风等恶劣气候条件时,可以通过控制风力发电机内部的升降电机,将主叶片从轨道下放至地面,避开高空的大风袭击。
以上两种过载保护功能能够有效的保护盛大风力发电机在恶劣天气下不被破坏,增强的风力发电机运行的安全性。
4) 迎风面积大;
普通水平轴风力发电机,一般采用的三个叶片,这种机构的风力发电
机,在风速较小时,其迎风面积非常小,因而在小风速的情况下,其风能转换效率低,盛大风力发电机采用垂直轴结构后,其叶片迎风面积大,且迎风面积随风速的升高而相应增大,风能利用效率较水平轴风力发电机有较大的提高。
5) 安装、维护难度低;
本产品安装时,可以在地面完成叶片的安装,安装完成后,由内部的升降电机,带动叶轮,从附着在钢筒上的轨道自动的升高到工作位置。
维护时同样可利用升降电机将叶轮下放至地面,因而该风力发电机安装、维护时均不需大型的起吊设备,降低了安装、维护成本。
此外,盛大风力发电机的发电部分均布置在地面,安装、维护极为方便。
盛大垂直轴风力发电机采用了一系列的创新性设计,克服了传统风力发电机的众多难题,盛大风力发电机将带来风电设备行业上的革命性变革。
现将盛大垂直轴风力发电机与水平轴式风力发电机、垂直轴式风力发电机的特点对比如表2-1所示:
由表2-1可看出,盛大风机具有迎风面积大、功率高、维修方便、制造成本低等优点,通过进一步的研究开发,盛大风力发电机一定能够在当前良好的发展形势下,充分发挥其优点,带来更多的经济效益。
盛大风力发电机具有光明的前景。
3 公司介绍
公司概况
责任、诚信、分享增长
图3-1 盛大投资公司标志
公司注册名称:宜昌盛大投资有限公司
责任、诚信、分享增长
法定地址:湖北宜昌市夷陵路65号(3e大厦509)
法人代表:向华
项目经理:魏民
注册资本:1000万元人民币
经营范围:主要从事新能源设备研发、大型风力发电机组研究、开发与生产制造。
愿景目标
成为从事大型风力发电机组研究、开发与生产制造的一流的高新技术企业。
坚持为客户创造价值,企业以副总经理兼技术总监魏民10多年的潜心研发专利成果和系统集成优势为依托,利用全球风电行业的研发、信息
和人力资源,结合中国市场本地化制造资源和服务网络,向客户提供风力发电的系统解决方案。
管理团队建设(组建中)
魏民:男,37,联通公司维护中心,基站维护组组长。
联通公司集团客户营销中心,经理。
2005-12 获联通公司“先进个人”称号;2008年3月获得国家实用新型专利一项(风力发电设备);2008年6月向专利局递交了(太阳能反应釜)发明专利。
本人开朗、稳重、有活力,待人热情、真诚。
工作认真负责,积极主动,能吃苦耐劳。
有较强的创新能力、实际动手能力、沟通能力和团体协作精神,能迅速的适应各种环境,并融合其中。
科研团队建设(组建中)
风力发电机是一项科技含量很高的风电产品,公司除了具备了一定技术储备外(见本文第7章),还将投入大量科研资金研发新产品,提高现有产品的性能。
为此科研团队的建设成为公司人力资源建设的核心任务。
公司通过外聘高级技术顾问,转化吸收国内外先进技术,以期快速形成可以直接形成生产力的风力发电机高新科技,并能建设成知识结构合理的高水平科研团队。
宜昌盛大投资有限公司将聘请权威技术人员作为外聘科研顾问:
赵新泽:男,43岁,三峡大学机械学院院长,教授,博士后,博士生导师。
现任三峡大学教授,机械工程专业硕士生导师,武汉理工大学载运工具运用工程专业博士生导师,湖北省有突出贡献中青年专家,湖北省机械工程学会理事,湖北省机械工程学会青年分会副理事长,湖北省摩擦学
学会理事,三峡大学“151”人才工程学科带头人。
三峡大学机械与材料学院院长。
目前主要从事摩擦学原理与应用、机械设备状态监测与故障诊断技术、液压与风电技术、可生物降解润滑油的研究与开发的教学、科研与工程设计等工作。
在国内外公开刊物上发表相关科研论文60余篇,被EI、ISTP收录10余篇次。
4 市场分析
国家对风电投资的政策
在化石能源价格上涨和节能环保的压力下,我国政府已经将节能减排和开发新能源提高到前所未有的战略高度,先后出台了一系列旨在促进新能源发展的政策,涉及到风电发展的一些重要的政策梳理如表4-1所示。
可见这些政策主要从两个方面来扶持风电行业,一方面是通过财政补贴、电网全额收购、确定风电上网价格,以保证风力发电项目合理盈利,从经济上进行促进;另一方面是在国内市场启动的同时,扶持风机制造业发展,为中长期的风电产业发展奠定基础。
归纳为五大特点。
4.1.1 风电全额上网
2006 年1 月1 日开始实施《可再生能源法》。
该法要求电网企业为可再生能源电力上网提供方便,并全额收购符合标准的可再生能源电量,以使可再生能源电力企业得以生存,并逐步提高其在能源市场的竞争力。
4.1.2 财税上扶持
考虑到现阶段可再生能源开发利用的投资成本比较高,为加快技术开发和市场形成,《可再生能源法》还分别就设立可再生能源发展专项资金,为可再生能源开发利用项目提供有财政贴息优惠的贷款,对列入可再生能源产业发展指导目标的项目提供税收优惠等扶持措施作了规定。
4.1.3 长期保护性电价
我国目前实施的风电电价政策是保护性电价政策的一种类型。
《发电价格和费用分摊办法》中对费用分摊的方式作了很明确的规定。
在总则部分就明确指出:“可再生能源发电价格高于当地脱硫燃煤机组标杆上网电价的差额部分,在全国省级及以上电网销售电量中分摊”;09年7月国家发改委为规范价格管理,促进产业健康持续发展,发布了《关于完善风力发电上网电价政策的通知》(发改价格[2009]1906号),对风力发电由招标定价改为实行标杆上网电价政策。
2007年9月和2009年8月,国家发改委与国家电监会共同发布《2006 年度可再生能源电价补贴和配额交易方案的通知》、《2007 年度1~9月可再生能源电价补贴和配额交易方案的通知》和《关于完善风力发电上网电价政策的通知》,明确了2006年和2007年1~9月的可再生能源电价补贴和配额交易方案。
《发电价格和费用分摊办法》、《关于完善风力发电上网电价政策的通知》中规定,费用分摊包括了可再生能源发电项目接网费用。
这样可以进一步消除电网公司在接受可再生能源入网的经济利益上的障碍;保证了风力发电的上网电机维持在—0,61元(见附件表)。
对风电实行标杆上网电价,一是有利于改变现行风电招标项目实行招标定价、非招标项目实行政府定价两种价格机制并存的局面,进一步规范风电价格管理。
二是有利于引导投资。
通过事先公布标杆电价水平,为投资者提供了一个明确的投资预期,鼓励开发优质资源,限制开发劣质资源,保证风电开发的有序进行。
三是有利于降低成本、控制造价。
项目造价越低、管理越好,收益就越高,激励风电企业不断降低投资成本和运营成本。
此外,实行标杆电价也有利于减少政府行政审批。