全球风电产业发展状况与展望

全球风电产业发展状况与展望

近年来，中国林业发展取得了令人瞩目的成就，国内能源装置排名在世界上第一。随着水电和水电的排放，水电成为中国的第三个主要能源来源。每年的电力总量为中国两.8%的能源总需求。但作为间歇性能源,风电的大规模应用也随之带来了电网调度难、消纳难等一系列问题,阻碍了产业的健康发展。在大气污染治理、节能减排等严峻形势下,如何更加科学、合理、高效地开发利用风能一直以来都是业界争论的焦点,也是政府部门重点关心的问题。本文分析了国内外风电产业的发展状况,同时对我国风电产业相关政策进行了梳理分析,并提出了风电产业未来的发展趋势及重点发展方向。一、国内外风能工业的发展1.风电总钻机技术总体来看,据全球风能理事会《全球风电市场发展报告2012》、《全球风电发展展望2012》报告等资料显示,2012年全球风电装机容量近45GW、同比增长10%,投资总额约560亿欧元。2012年底累计装机容量达282.5GW(满足全球3%~4%电力需求)。过去10年,全球风电产业年平均增长率约22%。亚洲仍主导全球风电应用市场,其次是北美、欧洲;装机容量超过1GW的国家已达24个(欧洲16个、亚太4个、北美3个、拉丁美洲1个)。据预测,2020年世界风电总装机容量预计将超过759GW、2030年超过1600GW;其中,中国2020年预计达到214GW、2030年预计达到400GW。具体地看,2012年中国新增风电装机容量约13GW,累计装机从2009年的25.8GW跃升到2012年底的75.3GW,继续保持全球累计装机容量领先地位,领导亚洲市场;经过过去几年爆炸式扩容后,国内市场逐步进入了稳定发展和完善期;同时,由于市场增速超过电网和系统运营商管理能力,弃风限电成为新挑战。同在亚洲的印度2011年表现强劲,装机量超过3GW,2012年新增装机量达2.34GW,累计达18.4GW,位列全球第5。日本2012年新增装机0.09GW,总装机2.61GW;虽装机总量较小,但福岛核事故后,日本强化了能源转型,加之海上风力资源较丰富,未来海上风电发展前景广阔。北美方面,对于美国而言,2012年是风电发展最强劲的年份,该年度其国内新增装机13.1GW(总装机容量达到60GW),风电占美国国内新增发电容量的42%,带动风电场投资约250亿美元。2012年度加拿大风电新增装机容量位列世界第9(0.935GW),预计2013年新增装机达1.5GW。欧洲方面,2012年新增装机12.7GW,欧盟当年新增电力装机中风电占比达26%,风电满足了欧洲7%的电力需求。新增装机方面德国领先,占比21%,其次是英国,占比16%,意大利占比11%;总装机规模方面德国领先,占30%总装机份额,其次是西班牙,占比22%,英国占比8%。2.风电并网需求巨大,但企业普遍具备品牌市场需求我国风电市场自2005年以来实现了快速增长,2008年末累计装机达12GW(当年新增6.15GW);2009-2012年新增装机分别为13.8GW、18.9GW、17.6GW、12.96GW;至2012年底累计装机容量达到75.3GW;2006-2012年装机容量年均增速为76%;预计2013年将新增装机容量15GW。我国风电装机总量自2011年至今一直保持世界第1的地位,但近年来产业扩张容快导致竞争加剧,再加上并网难导致国内市场需求放缓,2010年后风机价格持续下滑,由7000元/kW降至2012年的4000元/kW以下;目前价格有所回升,约4200~4500元/kW。2012年风电超越核电成为我国第3大电力来源,发电量首次达国内电力总需求的2%,年发电量超过1000亿kWh。随着技术的进步及电网系统的改善,中国风电正逐步进入良性、健康发展阶段,预计未来几年每年将保持新增装机16GW以上。风电场区域分布与并网方面,“三北”地区是过去数年的开发重点,并网装机容量和发电量均占全国80%~90%份额。从公布的相关数据来看,至2012年底,内蒙东部及西部、甘肃地区、冀北地区发电量已分别达到区域用电量的28%、12%、9%、8%。目前我国在建和规划的9个千万千瓦级风电基地也主要集中在这些地区(仅山东、江苏2个位于负荷中心)。2013年上半年,内蒙风电并网容量突破17GW,领先全国;河北、甘肃、新疆、宁夏,以及黑吉辽等共计14个省(区)并网容量超过1GW。截至2013年6月底,全国风电场累计并网容量达67.5GW。2013年上半年全国风电上网电量近700亿kWh(同比增长48%),其所占全国总电量比例也由2012年的2%跃升到2.8%。国内风电场基本上由大型国有企业主导,5大发电集团12年累计并网达38.33GW(占比57%);中国国电集团公司(简称“国电”)累计14.4GW居首,华能国际电力股份有限公司累计8.65GW居次,中国大唐集团新能源股份有限公司累计8GW居第3位。在制造业环节中,制造商主要有金风科技股份有限公司(简称“金风科技”)、国电联合动力技术有限公司(简称“国电联合动力”)、华锐风电科技股份有限公司(简称“华锐风电”)、中国明阳风电集团有限公司(简称“中国明阳风电”)、上海电气风电设备有限公司(简称“上海电气”)、湘电集团有限公司(简称“湘电集团”)等;龙头企业金风科技2013年上半年市场占有率从2012年的19.5%跃至23%以上,目前待执行订单和已中标合同上半年共达8GW;国电联合动力占12%居第2,中国明阳风电、湘电集团、上海电气分别名列第3、第4和第5位。截至2013年6月底,金风科技风机累计吊装居首、华锐风电第2、国电联合动力第3,图1和图2分别展示了金凤科技3MW风机机吊装的现场过程和2.5MW风机整机。制造业经历了2年下滑期后,产业初显回暖迹象,自2013年以来行业整体状况开始逐步好转,出货价格明显回升,但风电受政策、市场环境双重影响,要真正触底回升还有待时日。风电作为波动性能源,随着并网容量的增加,给电网带来了冲击;风力发电集中区近年事故频发,并网消纳受严重制约,“弃风限电”愈演愈烈;2011年国内弃风约130亿kWh、2012年超过200亿kWh(“弃风”率约17%),浪费十分严重。同时,我国风电发电中心在西北,而负荷中心在东部沿海的现状形成了电力需要长距离外送格局,而目前电网外送能力还存在不足;国网也正在加快输电工程建设,为西北、冀北、东北等地区风电输送创造条件。3.核心零部件企业数量增加北京在风电技术研发、产业方面优势明显,是5大电力集团等风电业主聚集地;从风电整机制造商排名来看,国内装机量排名前3甲的整机制造企业—金风科技、华锐风电、国电联合动力,其研发中心均设立在北京;2013年上半年,3家企业风机安装量分别为1280MW、390MW、805MW,同比2012年度同期增长分别为57.1%、-53.3%、-14.5%,其中,以金风科技增长最为强劲。从目前装机总量来看,金风科技、华锐风电、国电联合动力分别以16.48GW、14.57GW、8.12GW的规模占据国内风机累计安装量的20.4%、18.0%、10.0%份额。北京还拥有国家能源局批准的风电领域研发(实验)中心4家(全国7家);目前已建成亦庄风电产业基地,并拥有中材科技风电叶片股份有限公司(简称“中材叶片”)、北京清能华福风电技术有限公司、北京科诺伟业科技有限公司(简称“北京科诺伟业”)等核心零部件企业,产业链相对完整。在图3中,可以看到中材叶片生产的2.0MW风电机组的叶片,其长达45.3m,主梁部分采用碳纤维预浸料制作。图4显示了北京科诺伟业1.5MW风机变浆系统。系统集成、成套设备供应、检测认证等环节拥有龙源电力集团股份有限公司、中国大唐集团新能源股份有限公司、北京鉴衡认证中心等一批具有较强竞争优势的企业。在风电关键技术及核心零部件自主研发方面,清华大学开发了基于电磁耦合器调速的兆瓦级电磁调速型风力发电机,传动率达98.5%;金风科技、中材叶片、北京天诚同创电气有限公司和利时集团等单位同完成了2.5MW直驱永磁风机核心部件样机开发及国产化零部件验证考核,为推动风机核心部件国产化奠定了基础;在海上风机研发方面,开发了具有自主知识产权的三叶片、水平轴、变桨变速双馈式5MW风电机组,产品已在上海东海大桥海上风电场并网发电。二、区域风电场建设受阻,导致能源浪费从风电产业发展历程来看,政策对其发展和壮大有着关键性的作用,国内风电产业大发展也正是依靠政策扶持而得以壮大,技术水平随之不断提高、度电发电成本不断下降。目前发展风电等新能源产业已成为我国应对气候变化、实现能源战略转型的重要途径之一。然而,在风资源集中地区集中式、大规模开发风电场模式也导致区域装机容量大幅扩容,由此带来越来越严重的弃风问题,严重影响行业发展,发电企业投资效益受挫的同时也造成大量能源浪费。此情况引起社会和政府部门的高度重视,一系列措施相继出台,旨在从体制、机制等各方面为当前及未来产业良性、循环发展提供保障,具体表现在以下几个方面:1.实行统一的国家能源局,明确国2013年3月,第十二届全国人民代表大会第一次会议批准通过《国务院机构改革和职能转变方案》,能源机构方面整合国家能源局及电监会,重新组建国家能源局,旨在推进能源发展和改革,适应我国能源消费大国战略需求,加强能源监督管理。2013年5月,国务院发布《关于取消和下放一批行政审批项目等事项的决定》,风电审批权下放,企业投资风电站项目由国家发改委审批变更为地方政府投资主管部门审批;供电营业区设立、变更审批、供电营业许可证及电力业务许可证核发下放至区域能源监管机构。2.风电并网政策及要求2012年5月,国务院《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》提出,“十二五”时期风电新增发电装机70GW。同年7月,国家能源局发布《风电发展“十二五”规划》,提出2015和2020年,风电装机分别达1亿kW和2亿kW,发电量分别占全国总量的3%、5%。2013年3月国家能源局下发《关于做好2013年风电并网和消纳相关工作的通知》,提出重视风电消纳和利用,尽快消除弃风限电;加强配套电网建设,做好并网服务工作。同月,《关于做好风电清洁供暖工作的通知》发布,支持在北方具备条件地区推广应用风电供暖,缓解北方冬季供暖期电力负荷,减少化石能源污染。10月《促进风电产业健康发展若干意见》上报国务院,新政预计年内颁布,旨在解决国内风电行业“并网难、消纳难”痼疾;并于同月发出通知,将在全国10个省市区全面启动针对风电的电网消纳情况及电费结算情况市场监管,着力解决日益突出的“弃风”问题。2013年10月,国家电网公司召开促进风电消纳新闻发布会,表示将通过加快电网建设、加强风电优先调度等措施来支持风电产业。要彻底解决问题还需要电力系统的深层次改革,短期解决问题的途径是优化风电开发区域布局(向中东南部地区倾斜,低风速风机、分布式风电、海上风电等是重点发展方向)。3.风电电价附加补贴2012年7月,国家发改委发布《可再生能源发展“十二五”规划》,按风能资源状况和工程建设条件,将全国分为4类风能资源区,并制定了相应的风电标杆上网电价,推动风电产业健康发展。2013年3月,财政部发布《关于预拨可再生能源电价附加补助资金的通知》,预拨付补贴资金148亿元,要求省、地方电网企业收购本区域可再生能源发电,其中风电补贴资金高达93亿元。2013年10月,财政部发布消息,中央财政已安排50亿元,通过“以奖代补”方式,治理京津冀及周边地区大气污染,水光互补、风光互补等“多能互补、综合利用”模式成为发展重点,新能源多能互补模式有望形成。三、风力资源开发利用作为大发展方向如前所述,作为一种变化性电源,大规模风电开发受电网消纳能力限制。近年来我国风电开发以大规模集中式陆上风电为主,且远离东部负荷中心,电力需要远距离输送,加之受当地电网容量所限,弃风比率逐年升高。不过,短期内,集中式陆上风电仍是我国风电发展主体,在推进就地工业消纳的同时需积极尝试冬季采暖等民用消纳。此外,高海拔地区、低风速地区风力资源开发利用也将逐渐成为热点之一。分布式风电在就地消纳方面比集中式风电具有优势,对电网影响小,是重点发展方向;海上风电占地少、资源稳定,且沿海地区工业发达,电力可就地消纳,大型海上风机也将成为下阶段技术发展的主要方向。因此,未来我国风电将是集中开发与分布式相结合、陆上为主与陆海结合相协同的发展模式,具体体现在以下几个方面:1.和相关技术攻关,推动风电消纳发展集中式陆上风电电网是关键,优化调度、挖掘系统调峰能力是核心。一方面要加快“三北”等风力发电集中区域特高