风光互补——新能源利用的“风光”之路

风光互补——新能源利用的“风光”之路

赛迪顾问股份有限公司能源咨询中心路远

风力发电和太阳能发电虽然是清洁无污染的可再生能源，但也存在着能量在空间上分散，在时间上有峰谷波动等问题，如风力发电的间歇性，以及太阳能发电系统在夜间和光照条件不好时无法提供电力等等。而风光互补应用综合了风力发电和太阳能发电的优势，提高了资源的利用效率，也很好地解决了单独使用风力发电或太阳能发电受季节和天气等因素制约的问题，使得风力发电和太阳能发电形成了很强的互补性，提高了供电的可靠性。

风光互补发电是对太阳能发电、风力发电的综合应用，目前国内大型风力发电（单机装机容量一般在MW级以上）与并网太阳能光伏发电、太阳能光热发电的风光互补应用尚处于起步阶段，主流的风光互补应用是指中小型风力发电机发电（单机装机容量在100kW及以下）与太阳能光伏发电的离网综合应用，即本文所研究的风光互补应用。

1、政策、市场、技术等多重因素推动风光互补应用发展

在政策方面，将由注重发展风能和太阳能大型并网发电向并重发展分布式发电转变。过去几年国家针对风力发电和光伏发电领域的政策主要集中在大型并网领域，风光互补主要应用领域为中小型分布式发电，在过去很长时期内缺乏政策层面上的有力支持。“十二五”期间，国家将不再一味发展大型风电基地，也将鼓励太阳能发电和风电的分布式利用，如工业和信息化部《太阳能光伏产业“十二五”发展规划》将建立分布式光伏电站、离网应用系统、光伏建筑一体化（BIPV）系统、小型光伏系统及以光伏为主的多能互补系统列为“十二五”期间光伏产业发展的主要任务之一。政策导向使得中小型分布式发电成为风力发电和光伏发电领域的重要应用形式之一，风光互补行业将获得国家政策的大力扶持。

市场发展方面，随着风光互补应用系统集成技术的成熟、可靠性的增强以及社会认知度的提高，风光互补的应用领域不断拓展，市场进一步细分。目前风光互补已被广泛应用在道路照明、景观照明、交通监控、通讯基站、大型广告牌、学校科普、家庭供电、农业杀虫、发电站以及海水淡化等领域，市场规模逐步扩大。

在技术上，风光互补发电是风力发电和光伏发电的综合应用，相比单一的风力发电或光伏发电，风光互补发电在稳定性、资源利用效率等方面具备明显的优势。同时，风光互补应用系统的逆变单元、控制单元等可以为风力发电系统和光伏发电系统所共用，在系统成本上也有明显的优势。经过近几年的发展，我国风光互补应用系统集成技术有了长足的进步，系统可靠性大幅提升，已处于国际领先地位。

2、近年来我国风光互补市场快速稳定发展

近年来，在市场需求的强劲拉动下，以及其他诸多因素的推动下，我国风光互补应用市场规模持续保持稳定、较快幅度的增长：

首先，风光互补是风力发电和太阳能发电的综合应用，很好地解决了单独使用风能或太阳能受季节和天气等因素的制约，提高了资源的利用效率，也增强了等应用系统的可靠性，使风光互补比单独的风力发电和太阳能发电具有更强市场竞争力。在边远地区无电户供电、海岛供电、油井供电、道路照明、景观照明、微波中继站、铁路和公路信号系统、灯塔和航标灯电源、气象台站、地震台站、水文观测系统、通信系统等传统离网太阳能光伏发电和中小型风力发电的市场领域，已经越来越多的使用风光互补供电。

其次，由于2010-2011年中小型风机的出口比例在下降，中小型风机更多的应用在包括风光互补应用领域在内国内市场，在一定程度上促进了国内风光互补应用市场的发展。据中国农机协会风能设备分会统计，2008-2009年我国中小型风机出口量占总销量的45-55%，而这一比例在2010-2011年只有35%。

再次，我国风光互补在市政建设、城市治安监控、森林防火监控、电动汽车充换电站等领域的应用不断拓展，风光互补应用产品的种类和性能都有很大提高，也保证了其市场规模的快速增长。

2009-2011年间，我国风光互补应用领域产品的销售额增幅保持在29-35%之间，2011年中国风光互补应用领域产品的市场销售额约为25.7亿元，较2010年同期增长约34.18%。

图1 2009-2011年中国风光互补产品销售额与增长（单位：亿元） 14.2 19.1 25.7 29.32%

34.80%34.18%0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%30.00%

35.00%40.00%0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

2009年2010年2011年

数据来源：中国农机工业协会风能设备分会，赛迪顾问，2012.2

中国农机协会风能设备分会数据显示，风光互补产品应用在供电系统、照明系统和监控系统等领域时，需要配套的工程基建等投资，风光互补产品的销售额约占应用市场总容量的60%-67%。依此推算，2011年风光互补应用领域的市场规模约为42.8亿元。

图2 2009-2011年中国风光互补应用市场规模与增长（单位：亿元） 22.2 30.8 42.8 35.39%39.15%38.65%0.00%

5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%30.00%35.00%40.00%45.00%0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

40.0

45.0

2009年2010年2011年

数据来源：中国农机工业协会风能设备分会，赛迪顾问，2012.2

3、受需求带动，未来我国风光互补市场发展空间广阔

风光互补应用领域包括了风光互补供电、照明、监控等领域，涵盖了边远地区供电（包括无电户供电）通信、石油、气象、森林防火、边防、路灯照明、景观灯、电动汽车充换电站等众多领域，未来5-10年潜在市场容量在数千亿元以上，市场推广前景十分广阔。

1)风光互补照明领域

城市路灯照明方面，2010年住建部统计数据显示，我国657个城市共有道路照明灯总计1774万盏，其中“十一五”期间净增567万盏。且随着国家基础建设的快速发展，未来10年城市路灯年均增加量将不低于“十一五”期间，即未来10年城市路灯照明的市场潜在需求至少在千亿元以上。而随着风光互补路灯控制技术和LED技术的进步、储能技术的提升、组件转化率的提升，未来风光互补路灯在一次性投入成本将可以和普通路灯相竞争，风光互补路灯在城市路灯领域将取得更大份额。

据交通部统计，截至2011年底全国高速公路总里程已达8.5万公里，2020年公路网总规模将达到420万公里，其中高速公路将达到12-13万公里。以每公里60-80万的路灯建设投资成本计算，新建高速公路照明的潜在市场可达200-400亿元。

目前全国农村公路（含县道、乡道、村道）里程达350.66万公里，5年新增59.13万公里，未来十年仍将有超过100万公里的增加，农村道路照明市场又有很大的市场空间。若同时考虑道路照明灯的更新、市政景观照明、公交候车亭照明、户外广告牌照明、公共厕所供电的话，整个照明领域领域对风光互补供电的市场容量需求更大。

2)风光互补供电领域

无电户供电方面，我国目前尚有220-270万户人口居住在边远无电地区，其中至少有100-150万户可以采用风光互补供电系统来解决他们的用电问题（其他居民则依靠电网延伸和小水电等来解决）。如果每户按照脱贫基本用电水平测算，则潜在市场有30万千瓦；若按照小康用电水平，则潜在市场为150万千瓦。据世界能源大会白皮书统计，全球无电人口多达14亿。主要是集中在亚非拉等地区，主要是由于电网建设与经济发展不匹配所造成无电人口。而快速有效的解决