中国风电行业剖析和未来发展

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中国风电行业剖析和未来发展摘要
风力发电作为一种清洁能源,近年来得到了国家政府、社会民众的大力支持,进入了黄金发展阶段。

随着越来越多的风力发电并网运行,有效缓解了我国的能
源短缺问题,环保工作压力也大幅度减小。

但是风力发电项目在发展过程中还存
在一些缺陷与不足,例如弃风率居高不下、风电稳定性较差等,在一定程度上制
约了风力发电项目的发展。

在这样的时代背景下,对我国风电行业的发展现状进
行全面细致地探究,找出风电项目当下的问题,提出一些切实可行的改善意见,
最后对我国风电项目的发展趋势进行合理、精准地预测分析,为风电产业发展指
明了方向。

关键词:风电行业;现状;发展趋势
引言
风力发电能够将风能转化为机械能,再变成电能,供人们的生产生活使用,
是我国电力能源结构的重要组成部分,也是风电产业发展的重要基础。

我国国土
幅员辽阔,人口众多,是一个能源需求大国,在工业发展发展、城镇化进程逐步
加快的时代背景下,我国的电能紧张问题越来越严重,大力发展风电建设项目,
保障风电并网运行,是解决电能短缺问题、推动社会经济稳定发展的重要举措。

如今,我国政府已经将风电产业列为国家战略性新兴产业,制定了一系列优惠政
策和鼓励措施,这使得风电产业得到了充足有效的发展。

因此,从装机总量、政
策背景、运行维护、市场结构、地域分布等多个角度入手,对风电产业发展状况
进行系统地分析研究,并对未来发展趋势进行预测分析,具有重要的理论意义和
实践价值。

一、我国风电行业发展现状
(一)装机总量
最近几年,全球很多国家都面临着严重的能源危机,而风力发电作为一种清
洁能源,得到了世界各国的高度青睐,这使得风力发电的装机量呈现出高速发展
态势。

据GWEC数据显示,2021年,全球范围内的风电装机总量达到了93.6GW,
累计装机容量达到了 837GW,与2020年相比增长了12%。

该年度全球范围内新并
网的风力发电装机容量达到了21.9g,与2020年相比提升了三倍多,达到历史最
高峰。

我国的风力发电装机量在全球总装机量中的占比约为80%,已经成为世界
上风力发电装机量最大的国家,而且在未来有着非常广阔的发展空间。

2020年上
半年,我国的风力发电装机量为10.82GW,与光伏发电相比提升了40%,风电竞
价突破了50GW,这也说明今年风力发电竞价有可能超过100GW。

从第三季度开始,我国的风力发电装机量将进入大规模安装阶段,有助于降低风力发电设施的生产
成本,保证风力发电产业的高速稳定增长。

根据《中国风电发展路线图2050》显示,在未来20多年时间里,我国政府将从陆地、海上等两个角度出发,继续加
大风力发电装机总量,计划每年新增装机量30000万千瓦,到2030年、2050年,我国的风力发电装机总量将达到4亿和10亿千瓦,成为我国最为重要的电力能
源之一。

(二)政策扶持现状
2006年,我国政府出台了《可再生能源法》,使得新能源产业进入了全新的
发展阶段,风力发电具有绿色环保、资源丰富等优势特征,不管是量化生产、还
是技术创新,都得到了国家政府的高度重视。

例如在人才培养方面,我国政府制
定了《风电发展“十三五”规划》,该规划表示要积极建设全国性的风电人才培
养基地,为风力发电从业人员提供技术培训以及资质能力鉴定服务,倡导企业、
高校、研究中心建立良好的合作体系,优化人才培养计划,为风力发电产业的良
性发展提供源源不断的人才支持。

此后我国政府陆续出台了《十三五节能减排综
合工作方案》、《海上风电开发建设管理办法》、《关于2021年风电、光伏发
电开发建设有关事项的通知》等等,为风力发电产业的健康发展提供了重要的政
策支持。

在风力发电技术方面,我国政府出台了《国家“十二五”科学和技术发
展规划》,表示要大力发展5兆瓦以上的风力发电机组、核心技术研发、陆地海
上大型风场设计、核心部件生产制造、并网运行调节、管理与维护工作等等,形
成了一套系统完整的风力发电项目支持政策。

此后,我国政府又颁布了《风力发
电科技发展“十二五”转向规划》,表示要攻破大型风电场设计、建设、并网运
行的关键技术,突破技术屏障,使得风力发电项目得到更好的发展。

(三)运行维护状况
在风力发电项目建设过程中,风机能否正常运行是判断风力发电设施投资成
败的关键因素,这使得风力发电项目的维护工作尤为重要。

风力发电项目维护工
作具体分为前、中、后三个阶段,涉及到设计、评估、采购、施工、维修、培训、保养等多方面内容,是一个跨领域、专业性强的工作。

首先从设备角度分析,风
力发电项目维护需要对风机、输变电装置、消防设施进行定期检查、保养与维护,及时发现设备损耗情况,并制定针对性的改善措施,确保风力发电设备正常运行。

然后从技术角度分析,风力发电机组维护人员要做好文件资料的收集整理、分类
存档,为后期的查询及使用提供方便,充分发挥风力发电技术的优势,提升运行
维护效率。

最后从安全角度分析,相关人员需要提升运维活动危险源的识别能力,定期巡视风力发电设备的运行情况,采取必要的安全防范措施,避免出现安全事故。

风力发电维护工作的参与者包括风力发电机组生产厂商、风电场开发商、第
三方运维服务商等等,其中风力发电机组生产厂商拥有绝对的技术优势,代表企
业有金风慧能、国电思达、中车株洲、明阳智能等等。

(四)市场结构
近年来,我国的高功率风力发电装置呈现出高速增长态势,参考中国风能专
委会公布的数据,到2021年年底,2.0MW以下的装机容量与2020年相比减少了6%,2.0-2.9MW的装机容量减小了5%,3.0MW以上的装机容量与2020年相比提高
了1%,在风力发电装机总量中的比例达到了23%。

从新增的风力发电装机总量来看,2021年,风力发电机组中3.0MW以下的新增装机容量占比为20%,3.0-
5.0MW的风力发电机组的新增装机容量占比为5
6.4%,5.0MW以上的风力发电机组
新增装机容量占比提升到23.3%。

从装机类型来看,海上的风能资源更为丰富,
但是由于成本、技术等因素的限制,海上的风力发电装机容量比较小,2018年,
该数值只有2.5%,而陆地上的风力发电装机容量达到了97.5%,处于绝对领先地位;到了2021年,海上风力发电装机容量占比增长到8%,装机总量只有
26.39MW,但是仍然处于比较低的水平。

随着风力发电技术的快速发展,海上风
力发电的技术难题和施工难题必定会被攻克,成为风力发电的重要市场。

(五)地域分布情况
截止到2021年,我国的风力发电装机总量达到了338.31GW,在全球风力发
电装机总量中的比例达到了40.4%,排名世界第一;其次是美国,风力发电装机
总量为134.4GW,占比约为16.05%;德国在2021年的新增风力发电装机总量不
是很多,但是该国在风力发电方面深耕多年,累计装机总量排名世界第三,约为64.54GW,接下来是印度、英国,其风力发电装机总量依次是40.08GW、26.59GW。

从国内角度分析,我国的风力发电机组主要分布在地势平坦、风能充足、远离城
市的地区,例如内蒙古、河北、新疆等地区的海拔较高,风能密度比较高,是我
国风力发电机组的主要市场。

在国家政府的政策支持下,很多省市地区也开始开
拓风力发电市场,逐渐成为风力发电装机市场的中流砥柱,例如江苏、山西、山东、河南、甘肃、宁夏等地区,近年来的风力发电装机容量也呈现出高速增长趋势。

据有关资料显示,2021年,我国有12个省市地区的风力发电装机容量超过
了1000万千瓦,其中内蒙古的风力发电装机总量最大,达到了惊人的3996万千瓦,河北、新疆紧随其后,风力发电装机总量约为2546万、2408万千瓦。

江苏、山西等省市地区的风力发电装机总量均超过了2000万千瓦。

随着陆上风电评价
时代的来临,再加上海上的风电政策的陆续出台,江苏、广东、浙江等临海城市
的海上风力发电装机市场将迎来高速增长。

二、我国风电产业面临的困境与对策分析
(一)弃风问题较为严重
因为风能资源波动性比较大,在电网灵活性、就地消纳不足的情况下,必然
会出现弃风限电的问题。

如今国外的风电项目弃风率能够控制在3%以下,但是我
国的弃风率远超国外,达到了17.2%。

从2016-2020年,我国风力发电平均发电
小时数每年下降200小时,尤其是2016年,弃风总量高达396亿千瓦,虽然我
国政府对输送电网建设、本地消纳制定了一系列规定,使得弃风问题得到了缓解,但是与发达国家相比,仍然有很大的差距。

为了应对上述问题,相关厂商应该加大风电项目并网技术的研发力度,通过
储能设施、动平衡调整技术保证风力发电能够正常接入外部电网,有效提升风电
项目并网运行的稳定性,消除风力发电对外部电网的不利影响。

这样以来能够最
大限度地发挥风力发电的优势,有效遏制弃风问题。

此外,我国政府应该对火电
项目进行适当地改造,有效提升电网控制的灵活性,有效应对风力发电弃风问题。

(二)风电技术导致故障频发
当前我国的风力发电不够稳定,并网运行不到位,很容易引发电网故障问题。

首先,当大规模的风电接入系统时,将造成大规模的波动,对外部电网产生巨大
的冲击,甚至会诱发停电危机。

然后,风能发电和太阳能发电都属于低能量密度
的能源形式,虽然能够替代传统化石能源,但是需要占用大量的土地资源。

例如
当前4*600兆瓦的火电厂,需要占用土地面积330公顷,而建设同等发电容量的
风电场需要占用1600多公顷的土地,由此造成的土地资源浪费必须得到解决。

在解决上述问题时,风电生产厂商应该与技术研发中心建立良好的合作关系,加大技术攻关力度,对分布式能源结构进行优化调整,将风力发电装置产生的电
能转化成接近于外网的电能,尽可能满足并网需求。

除此之外,我国政府应该积
极推进大功率、大容量的风电设备,及时舍弃那些3MW以下的风力发电装置,鼓
励5MW以上的风电建设项目,在提升风力发电效率的同时,还能减少土地资源占
用面积。

此外我国也可以大力促进海上风电项目建设工作,降低对陆地资源的依
赖性。

三、我国风力发电市场的发展趋势分析
(一)海上风力发电市场广阔
我国当前的海上风力发电装机容量非常小,在全国风力发电装机总量中的比
例只有8%,而我国拥有1.8万公里的海岸线,海上风能资源十分丰富,可供开发
的风电装机总量高达30亿千瓦,因此海上风电的市场前景十分广阔。

诸如浙江、广东、江苏等地区对海上风电开发项目给予了高度重视,大力研发大型海上风电
设备,预示着海上风电装机容量将迎来黄金发展阶段。

从全球海上风电建设与规
划来看,离岸超过100千米、水深超过50m的深海区风能资源最为丰富,是建
设风力发电装置的最佳场所,未来的海上风力发电将呈现出规模化、集群化、深
海化的典型特征。

在另一方面,最近几年虽然受到新型冠状病毒肺炎问题的影响,我国风力发电装机容量有所减少,但是海上风电建设项目正在如火如荼地进行,
很多大型海上风力发电厂进入招投标高峰期,工程资源十分紧张。

根据国家财政
部制定的《关于促进非水可再生能源发电健康发展的若干意见》,之前审批的海
上风电项目必须在2021年之前全部并网,才能享受原来的电价优惠政策,这在
一定程度上加速了海上风电项目的发展。

(二)大力发展低速风电场
低速风电指的是风速在6m/s-8m/s之间,年利用小时数在2000小时以下的
风电开项目。

由于我国的陆地风能资源基本上开发殆尽,尤其是新疆、内蒙古等
地区的风力发电建设项目基本上趋于饱和,优质的风能资源已经被占用,开发出
全新的风力发电场就成了当下的首要任务,而低速风电场就是一个很好的选择。

据有关资料显示,我国可利用的低风速资源约占全国风能资源总量的68%,但是
低风速区的风电开发几乎处于空白状态,这也意味着低风速风电场蕴含着巨大的
开发空间。

国家能源局明确指出:要鼓励湖南、湖北、江西、四川、广西、重庆
等地区开发更多的风力发电资源,对于条件有限的,可以开发分散式的风力发电场,这也就是意味着我国的风力发电产业将迎来转型,向着低速风电场的方向发展。

(三)风电建设成本将逐步下降
截止到目前为止,我国的风力发电生产建设技术已经相当成熟,再加上一些
核心技术逐渐被攻破,使得风电建设成本有望继续进一步下调。

据福能股份负责
人表示:未来风电建设成本的下调是诸多因素共同影响的结果。

首先,风力发电
设备的规模化生产,有助于摊薄风力发电设施的制造成本,提升装机效率,每台
风力发电装置的造价成本也会明显降低。

然后,优化基础设计工艺,使用新材料、新技术,优化风机设备吊装技术,从而降低风电设备的建设成本。

此外大容量风
机将迎来黄金发展阶段,也能有效降低风力发电装置的建设成本,提升风能使用
效率。

最后,浙江、江苏、广西等地区的风力发电生产基地将向着沿海地区转移,采用本地化生产模式,减少运输和存储成本,优化施工组织管理,合理安排风力
发电装机程序,从而改变风电建设成本居高不下的问题。

福能股份负责人还指出:“未来的海上风电建设成本总体呈现出下降趋势,行业平价化进程逐步加快,对
风电产业乃至整个社会都会带来极大的积极影响。


(四)风力发电将进入平价时代
2019年,我国陆地风力发电的成本是0.315-0.565元/千瓦时,平均成本为0.393元/千瓦时,西北地区的风力发电成本最低,其次是东北、西南等地区。


我国能源研究院公布的信息可知:到2025年,我国陆地风力发电的成本有望降
低到0.241-0.447元/千瓦时,在燃煤脱硫标准电价不变、部门地区弃风问题得
到改善、风能资源利用率提升的时代背景下,很多省市地区的陆地风力发电成本
将迎来平价时代。

除此之外,从2022年开始,我国对风力发电项目的补贴将逐
渐退出,迫使项目方更新风力发电技术、杜绝资源浪费问题,使得风力发电的成
本逐步下降。

这样以来,风力发电产业的竞争会更加激烈,风电将更容易进入人
们的生活,由此产生的成本也有望继续下调。

总结
我国风电产业的快速发展,离不开国家政府的大力支持。

在以后的发展过程中,我国政府应该正视风电项目的缺陷与问题,加大风电技术研发力度、大力发
展海上风电场、低风速风电场、逐步降低风电项目建设成本和发电成本,使得风
电项目为社会发展做出更大的贡献。

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