风力发电行业分析报告

风力发电行业分析报告

风能：资源丰富的可再生能源

风是地球上的一种自然现象，它是由太阳辐射热引起的。太阳照射到地球表面，地球表面各处受热不同，产生温差，从而引起大气的对流运动形成风。虽然到达地球的太阳能只有2％转化为风能，但其总量仍是十分可观的。据估算，地球上的风能资源是水能资源的10倍，高达53万亿千瓦时/年。即使，2020年全球的的电力需求增长至25-30亿千瓦时/年，从纯技术的角度，只要利用地球上50%的风能就能够满足全球的电力需求。

图1：全球风力资源分布

资料来源：世界风能展望

我国风能资源状况

我国初步探明风电资源在陆上约为2.53亿千瓦，沿海估计为7.5亿千瓦，总计约为10亿千瓦，但这一风电资源仅计及10米低空范围的风能，如果扩展到50～60米以上高空，将至少再扩展一倍，亦即可期望有20～25亿千瓦的风力资源。如果其中2／3的份额被开发，将可达到水电资源的4倍以上，开发前景十分广阔。从我国风电资源分布看，利用小时最高的地区集中在东北，内蒙，新疆，西藏和沿海地区，西南和中部风资源相对较为贫乏。

图2：我国风资源按年利用小时的分布

2006年是我国实施《可再生能源法》的第一年，风电建设步伐明显加快。国家发改委日前公布的数据显示，据不完全统计，到2006年底，全国已建成约91个风电场，装机总容量达到约260万千瓦，比2005年新增装机134万千瓦，增长率105%，快过05年66%的同比增长速度。

实际发展将超规划

根据国家发改委制定的风电发展中长期规划目标，“十一五”末期，风电装机要达到500万千瓦，到2020年，中国利用风能发电将由目前的260万千瓦上升至3000万千瓦。从近两年全球以及国内风力发电的增长情况看，国内的风力发电装机将有可能在近几年以50%以上的速度增长，发改委制定的规划目标将提前完成，实际上，06年中国被世界公认为是出人意料地高速发展，从而导致亚洲市场超出预期。近期，发改委可再生能源代表团考察欧洲风电后认为：“我国风电发展目标可能偏低。按欧盟经验，结合我国实际，我国风电装机2010和2020年分别达到1000万千瓦和8000万千瓦是完全有可能的。如果有关政策能进一步调整完善，落到实处，2020年有希望超过1亿千瓦或1.2亿千瓦”。根据目前增速情况，平安证券行业分析师预测“十一五”后几年，我国风电装机年增速预计不低于40%，近10年应不低于30%。

风能除蕴藏量丰富之外，还具有可以再生、永不枯竭、清洁无污染等众多优点，另一方面，风能也具有风能密度低、风力不稳定、风能分布地区差异大、面临一定环境问题等缺点：

1、风能密度低

这是风能的一个重要缺陷，由于风能来源于空气的流动，而空气的密度是很小的，因此风力的能量密度也很小，给其利用带来一定的困难。

2、风力不稳定

由于气流瞬息万变，因此风的脉动、日变化、季变化以至年际的变化都十分明显，波动很大，极不稳定。

正是由于风力的这一特性，造成了风机利用小时数明显低于水电或火电机组。我国风电场的利用小时数一般为2 300-2700小时/年，部分地区能够达到3100小时/年。

3、风能分布地区差异大

由于地形的影响，风力的地区差异非常明显。邻近的区域，有利地形下的风力往往是不利地形下的几倍甚至几十倍。因此，风电场的选址非常重要。

4、环境问题

风电最大的环境问题主要有噪音、观瞻、鸟类三个方面。1台1兆瓦的风机，在方圆300米内的噪音是45分贝。有一些人坚持认为风电有碍观瞻。尽管缓慢转动的叶片很少伤及鸟类，但是在候鸟大批经过时难免发生事故。

针对风能的以上优缺点，随着科学技术的不断发展，人们对风机使用的要求也愈来愈高，就目前国外风机技术发展趋势而言，将朝着风机容量不断增大、高效化、高速小型化和低噪音方向发展。

风机技术发展趋势及竞争格局

相对于其他的能源，风电是一种新的技术。不过，现代风电场已具备成熟的技术，建造过程相对简单，而其设计和运营却相对复杂。

图3：风机主要组成结构

资料来源：《风力广东》

这一行业用到了多种发展成熟的科学技术，包括航空设计、重型钢板工程学、玻璃和木材的环氧化合物（用于飞机、轮船和汽车）以及电场检测和控制等。

经过多年的应用及发展，带有三叶片、带变速驱动器、偏航轴承的风机成为当今的主流。风电技术的发展趋势主要表现在以下几个方面：

图4：风机配置技术发展趋势

资料来源：《风力广东》

1、风力发电机组的单机容量继续增大

20年前，风电机组单机容量仅为25千瓦，今天商业化机组的容量一般为750-2500KW。未来海上机组的容量将更大，目前德国已经生产出5MW的机组，10MW以上的机组正在研发中。

2、海上风电悄然兴起

海上风电场是国际风电发展的新领域。开发海上风电场的主要动机是因为海上风速更高且更易预测，海上风电场的发电量比陆地高出20%-40%。且随着风力发电的迅速发展，土地资源稀缺性已经有所显现。

目前，国家发展改革委核准的海上风电场——上海东海大桥10万千瓦海上风电场项目已经开工建设，计划于200 9年建成投产。

中国海洋石油总公司（CNOOC，简称：中海油）将在2007年底前在渤海湾建设海上风力发电机组，这是中海油在可再生能源利用领域的战略性投资项目之一。

3、变桨和变速更具发展优势

因为变桨距调节提供了更好的输出功率品质，因此变桨距调节是大型风力发电机的最佳选择。而通过控制发电机的转速，能够使风力发电机的叶尖速比接近最佳值，提高风力发电机的运行效率。

4、直接驱动和混合驱动技术的市场份额迅速扩大

齿轮传动不仅降低了风电转换效率和产生噪音，同时是造成机械故障的主要原因，而且为了减少机械磨损需要润滑清洗等定期维护。采用无齿轮箱的直驱方式虽然提高了电机的设计成本，但却有效地提高了系统的效率以及运行可靠性。因此，直接驱动和混合驱动技术的市场份额迅速扩大。

叶片

风机叶片用复合材料制成。传统的叶片用玻璃聚酯制成，最近玻璃环氧物更受欢迎，而碳纤维却倍受新的大型风机的青睐。

在技术上，为了跟主流市场的风机叶片竞争，风电场需要大量的碳纤维。风能对碳纤维的充分利用，将使得风电场成为碳纤维材料最大的专一市场。

丹麦的LMClasfiber公司是全球领先的变浆距风机叶片的生产商。它生产的的风机叶片大约占全球市场的4 5%。它的11家制造厂分布在丹麦、西班牙、印度、中国以及美国。

丹麦的LM公司2001年在天津投资成立了专门生产风力发电机叶片的独资企业—艾尔姆玻璃纤维制品（天津）有限公司，作为中国第一家跨国叶片制造工厂。

伴随近两年来中国风能市场的急剧发展和实际需求，LM公司对天津工厂追加了投资，其叶片规格由原来的最长34米调整到37米，主要用于中国未来主流机型1.5兆瓦风力发电机的装配。

风力发电设备领域世界第一的丹麦Vestas集团在天津泰达开发区设立风机叶片生产厂。该工厂投资额约3000万美元，生产长度为39米的V80型2兆瓦风机叶片。

Enercon是德国的风力机组整机制造商，其制造的大型风力机E-112，容量4.5兆瓦，叶片长54米，重20吨。目前，该公司也有意进入中国风力机组及叶片市场。