风电产业现状与前景
风电产业现状与前景
摘要
风能是一种无污染的可再生能源,它取之不尽,用之不竭,分布广泛,属于可再生绿色能源。随着人类对生态环境的要求和能源的需要,风能的开发日益受到重视,风力发电将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源。据估计,全世界风能总量约200亿千瓦,相当于全世界总发电量的8倍,是世界总能耗的3倍,比地球上可开发利用的水能总量大10倍,如果风能的1%被利用,则可减少世界3%的能源消耗,风能用于发电可产生世界总电量的8~9%。
风力发电技术也在不断成熟,单机容量由500~700KW量级增大到1000~2000量级,现已研制成功单机5000KW的风力机。目前,风力发电发展迅速,2007年全世界风力发电总装机容量达到8300万KW,到2012年,其年新增装机容量可望达到2400万KW,总的风力发电能力将达到1.77×108KW,占世界总电力市场的2%,预计到2020年风力发电能力占世界总电力将达到12%。
我国的风能资源分布情况
我国风能资源丰富,储量为32亿千瓦,可开发的装机容量约2.5亿千瓦,居世界首位。新疆达坂城是是中国最早的风电场,中国最大的风电场是位于内蒙古的辉腾锡勒风电场。
尽管我国近几年风力发电年增长都在50%左右,但装机容量仅占全国电力装机容量的0.11%,风力发电潜力巨大。
我国的风能资源分布可划分为如下几个区域:
1、最大风能资源区,为东南沿海极其岛屿。
2、次最大风能资源区,为内蒙古和甘肃北部。
3、大风能资源区,为黑龙江、山东半岛沿海、吉林东部以及辽东半岛沿海。
4、较大风能资源区,为青藏高原、三北地区的北部和沿海。
5、最小风能资源区,为云贵川、陕西、河南等地。
按照风能的三级区划指标体系,我国风能资源划分为4大区:
I区——风能丰富区
II区——风能较丰富区
III区——风能可利用区
IV区——风能欠缺区
全球风电产业现状
风电产业链围绕风电场的开发、建设、日常运营构建为四大环节。自下而上分别为:一、风电场开发/运营商、运维服务和设备提供商;二、风电整机制造商、风塔制造商、风场施工建设提供商;三、风电整机的零部件制造商,有些风塔(塔筒、法兰)由整机企业整体采购,因此风塔制造企业也可以视为风电零部件制造商;
四、整机和风塔各类零部件所使用的原材料,包括钢铁类(风电厚板、合金钢、生铁、废钢)、玻纤、碳纤、树脂、防腐漆、胶类等等。从行业由资本开支驱动的属性出发,我们沿着产业链自下而上的梳理各个环节。
风电运营业务隶属于整个电力系统的发电环节,其核心竞争要素为风资源开发能力、资本金、债务融资能力和融资成本,而非技术、经验等。因此从市场格
局来看,风电运营行业格局相对比较分散,每家企业在各自的传统优势区域进行开发,然后将风电电量销售给所在区域电网。
风电开发商多为专业型的大型发电集团,或者其他资金实力雄厚的传统行业企业集团。在中国风电运营商主要分三类,一是大型中央电力集团,集团本身主要从事火电或者水电业务,专门设立新能源业务板块/子公司专门从事风电和光伏运营商项目的开发。该类型企业包括国电、大唐、华能、华电和中电投,它们在风电市场占据近一半的市场份额;二是其他国有能源企业,如中海油、中广核、华润电力、三峡集团和中节能风电等都属于这类企业,它们在我国累计和新增市场中都占据一定的市场份额;三是其他风电运营企业,包括民营企业和外资企业,相对前两类企业,这些企业所开发、运营的风电场项目较少,规模也较小,主要为从事新能源设备制造的企业,延伸至下游从事开发和运营。在全球其他国家的市场主体结构也比较类似,占主导地位的为国家电力或者能源集团,其他从事传统行业、资金实力雄厚的大型企业也是积极参与者。
海外风电整机市场经过40年以上的发展,已形成非常高的市场集中度。2018年海外新增风电装机28GW,其中海外前六家整机厂商市场份额占比已经达到86%,特别是行业前三家维斯塔斯(Vestas)、西门子歌美飒(SGRE)、和GE合计占有率达到61%,行业排名第一的维斯塔斯单独的份额已经接近行业第二和第三名的总和。
根据WoodMackenzie发布的《2018年全球风电资产所有权报告》显示,截至2017年底,全球装机排名前25名的风电运营商,合计装机达到208GW,占当时全球风电装机总量的38%。中国是全球最大的新增风电市场,累计装机也位居全球第一。因此在全球前十大风电运营商当中,中国企业占据了6家。
2019年11月欧洲风能协会发布《我们的能源,我们的未来》报告,该规划由与欧盟共同协调海上风能方面工作的10个国家的能源部提交。报告提出到2050年欧洲海上风电装机容量目标要达到450GW,而2018年底欧洲累计海上风电装机只有18.5GW,2018年当年新增装机2.65GW。而450GW海上风电开发仅征用该地区3%的海域面积,而将为该地区提供30%的所需能源。美国、印度、日本等也将海上风电开发提上日程,制定了各自的发展规划。
为实现这一目标,欧洲地区需要在2030年前每年安装超过20GW海上风机,目前每年吊装规模约为3GW左右。预期2019-2025年欧洲每年新增海上风机5GW 左右,2026至2030年均值为8.2GW,2036至2040年新增装机为20.5GW,2040至2050年为15.8GW。因此,从2019至2036年将迎来欧洲海上风电的黄金发展期。
我国风电产业现状
上世纪九十年代起步之初,我国通过“乘风计划”、国家科技攻关计划、“863”计划以及国债项目和风电特许权项目等,支持风电制造业的技术引进、吸收和再创新,大力发展风电市场并培育了国内装备制造业,形成具有竞争力的风电装备全产业链。
2000年我国风电装机仅0.3GW,2002年我国国产化机组开始批量生产,2012年中国风电装机突破60GW,取代美国成为世界第一风电大国;截至2018年中国陆上风电新增装机已连续9年保持全球第一,超过21GW。国产整机尚未完全打开国际市场,出口主要依靠国内资金投资海外项目实现出口,中国风机企业在海外市场的占有率约为3-4%,同样外资厂商在中国的市场占有率也长期在5%以下。
随着我国风电在十三五期间经历补贴退坡,直至2020年过渡到平价开发,对
开发商的专业化水平程度也在提高。叠加近年来国内环保政策加强,开发商的精细化管理程度更加严格,粗放式的开发模式无法满足当地和行业的相关标准。因此国内风电开发商的头部集中效应在2017年开始凸显,2016-2018年国内前10名风电开发商新增装机的份额占全市场的比例从2016年的59%逐步提升至70%;2015-2018年我国风电新增装机容量达到95GW,国能投(原国电集团和国华合并计算)新增装机占比最大,达到14.6%,国电投9.4%,华能集团达到7.5%,大唐集团6.9%,中广核5.7%,华润集团4.2%。
截至2018年底,中国风电累计吊装量达到209GW,其中前10家风电开发商合计开发容量超过140GW,占比接近70%。
为顺应市场需求变化,2019年国内各家整机厂商均发布了更大容量的陆上风机产品,满足业主对度电成本快速下降的需求。与此同时,机组大型化,还可以有利于整机厂商在当前3MW级别的机型向上兼容,做到单机成本上升的速度缓于单机容量提升的速度,来实现制造毛利率的修复。
2018年中国海上风电保持较高增速,当年新增装机容量达到1.65GW,同比增长42.7%,累计装机达到4.4GW。根据《风电发展“十三五”规划》,2020年我国海上风电开工建设规模目标为10GW,累计并网容量目标为5GW。广东、江苏、浙江、福建等省的海上风电建设规模均要达到1GW以上。随着各地积极响应海上风电政策,我国海上风电已进入规模化发展阶段,呈高速发展态势,迎来黄金时代。
2018年我国新增海上风电吊装容量 1.65GW,从市场份额来看已经初步形成四四强格局,分别是上海电气、远景、金风和明阳智能。上海电气常年保持行业40%以上的市场占有率,处于行业绝对龙头地位,金风科技和远景能源在2017年以来装机量迅速提升,体现企业随着市场扩容后加强了海上风电业务的布局并取得一定成绩。
风电项目经济效益分析
每千瓦风电装机容量的成本为8000-10000元,相对与造价约4000元/千瓦的煤炭、石油等常规能源电厂相比水电和火电,风能的后期维护、管理费用极低,而且收入十分稳定,一旦建成,风电场就是一台源源不断的提款机。
从全球来看,风电成本也呈现出持续下降的趋势。由于技术进步和规模效应,每千瓦时风电的成本已经由20世纪80年代的20美分下降到21世纪初的5美分左右。预计到2020年,风电成本还可下降30%,从而接近火电成本。位于山东省东部沿海的荣成风电项目目前运行状况良好,经济效益明显,其上网电价为0.839元/千瓦时(含税),显然风电的投资利润相当可观。
风电的未来
在2019年版全球能源转型报告中,IRENA探讨了两套面向2050年的能源开发方案。第一套方案是按照目前和规划的政策制定能源发展途径(参考案例),第二种是更清洁且适应气候变化的途径,主要基于对更为雄心勃勃但可实现的可再生能源和能源效率措施(可再生能源路线图(REmap)方案),这种发展路线与政府间气候变化专门委员会(IPCC)2018年报告的1.5摄氏度(°C)的碳预算水平保持一致。
在所有低碳技术选项中,风电的加速部署加上深度电气化,将有助于将2050年需要的总排量减少超过四分之一(将近63亿吨CO2)。风能和太阳能将引领全球电力行业的转型。陆上和海上风能装机量将超过总电力需求的三分之一(35%),
到2050年成为主要的发电来源。
只有在未来30年内大幅增加风电装机容量,才能实现这一转型。这意味着与2018年的装机容量(542吉瓦GW)相比,需要在2030年之前将全球陆上风电装机容量增加到三倍(达到1787千兆瓦),并在2050年之前将此装机容量增加到十倍(达到5044千兆瓦)。对于海上风电,到2030年,累计发电量将增加近10倍(至228千兆瓦),到2050年甚至会有更大幅度增长,2050年海上风电总装机容量将接近1000千兆瓦。
风电行业需要为未来三十年风能市场的这种大规模增长做好准备。在未来20年内,陆上风电的容量安装将增加超过4倍,达到200千兆瓦,而2018年仅为45千兆瓦。每年增加的海上风电容量安装将具有更高的增长需求-从2018年的4.5千兆瓦千兆瓦增长添加到2050年的45千兆瓦,增长约10倍。
在区域层面,亚洲将成为推动风电装机容量发展的主导力量,成为风电(陆上和海上)的世界领导者。亚洲(主要是中国)将继续主导陆上风电行业,到2050年,亚洲装机容量将占全球总装机容量50%以上,其次为北美(23%)和欧洲(10%)。对于海上风电,亚洲将在未来几十年内占据领先地位,到2050年,亚洲装机容量60%以上,其次是欧洲(22%)和北美(16%)。
扩大风能投资是未来几十年加速全球风电装机容量增长的关键。这意味着与2018年(670亿美元/年)相比,从现在到2030年,全球平均每年陆上风电投资将增加一倍以上(1460亿美元/年),而在2030到2050年的余下时间,这一增长将达到三倍以上(2110亿美元/年)。对于海上风电,与2018年的投资(194亿美元/年)相比,从现在到2030年,全球平均年投资将需要增加三倍(610亿美元/年),到2050年,这一增长将达到五倍以上(1000亿美元/年)。
规模经济的提高、更具竞争力的供应链和技术的进一步革新将继续降低风电的成本。在全球范围内,陆上风电项目的总安装成本在未来30年将继续大幅下降,与2018年的平均1497美元/kW相比,到2030年,平均安装成本将下降至800美元–1350美元/千瓦(kW)范围内,到2050年降至650美元至1000美元/kW范围内。对于海上风电项目,全球加权平均总安装成本将在未来几十年内进一步下降,到2030年将处于1700至3200美元/kW之间,到2050年将处于1400至2800美元/kW 之间。
与所有化石燃料发电源相比,陆上风电的平准化电力成本(LCOE)已经具有竞争力,并且随着安装成本和性能的不断改善,将进一步下降。在全球范围内,陆上风的LCOE将继续从2018年的平均每千瓦时0.06美元下降到2030年的0.03至0.05美元/千瓦时和2050年的0.02至0.03美元/千瓦时之间。海上风电的LCOE 已经在某些欧洲市场具有竞争力(例如在德国和荷兰实行零补贴拍卖,法国实行较低价拍卖),而在其他欧洲市场(尤其是英国)则即将进入竞争市场。到2030年,海上风电将在世界其他市场中具备竞争力,其费用将降至化石燃料(煤和天然气)的低成本范围。到2030年,海上风电的LCOE将从2018年的平均0.13美元/千瓦时降至0.05美元至0.09美元/千瓦时之间,到2050年将降至0.03美元至0.07美元/千瓦时之间。_x0007_持续的革新和技术改进早就了更大容量的风力涡轮机、增加的轮毂高度和转子直径,这有助于增加同一地点的装机容量。陆上应用风力涡轮机尺寸的持续增长势头将继续,从2018年的平均2.6兆瓦增加到2025年的4到5兆瓦。对于海上应用,目前最大的涡轮机尺寸约为9.5兆瓦,这一尺寸很快会被超越,预计2025年投产的项目将包括额定功率为12兆瓦及以上的涡轮机(尽管部分交货期较长的老项目可能有较低的额定功率)。研究和开发将有可能在未
来10到20年内将这一数字提高到15到20兆瓦。结合改进的风力涡轮机技术、更高轮毂高度和更大扫掠面积的更长叶片的部署,可以提高给定风资源的装机容量系数。就陆上风电场而言,全球加权平均容量系数将从2018年的34%上升至2030年的30%至55%,以及2050年的32%至58%。就海上风电场而言,将取得更大的进展,相较于2018年43%的平均值,2030年项目容量系数在36%至58%之间,2050年则在43%至60%之间。
加快风电发展的需注意问题
风电是重要的可再生能源,尽快建立包括设备制造、技术服务和人才培养在内的风电产业体系,是促进风电持续健康发展的重要条件。为了实现风电的持续健康发展,使风电真正成为能源的重要组成部分,风电的建设必须要与培育和发展风电产业体系相结合,加大政府引导和支持力度,充分发挥市场机制的作用,加快关键技术和大型装备的研究开发,全面提升我国风电产业的技术水平,尽快建立起我国自主研发、设计、制造、运营和管理的产业体系。
1进一步加强全社会环境保护意识
新闻媒介应大力宣传加快发展风电是经济发展和环境保护的需要,也是电力实施可持续发展战略的需要,电力和经济的发展不能以浪费资源和牺牲环境为代价。当前风电建设处于起步阶段,和其它发电手段相比,装机容量和发电量都很小,但它是未来能源,发展潜力巨大,这就要求我们处理好近期利益和长远利益的关系,局部利益和全局利益的关系,让更多的人了解风电,认识风电,支持风电。
2加快风电建设,促进设备制造国产化
风电是重要的能源资源,加快风电发展是实现可持续的重要措施。目前,制约风电发展的重要因素是技术研发和设备制造能力弱,实现风电设备国产化是加快风电发展的重要基础。因此,目前风电的建设必须要与促进其技术研发和设备制造国产化相结合,通过风电的规模化建设,为国内风电设备制造提供发展机遇和需求市场,促进国内风电设备制造业的尽快发展,不能简单地为了扩大风电规模而从国外大规模引进风电设备。目前,我国已在采取将风电投资者与设备制造企业联合投标建设大型风电场的方式,旨在加速促进风电设备制造的国产化。尽快掌握先进机组的制造技术。对于风能发电存在的困难,业内人士普遍认为,主要就是技术和价格的问题。技术方面,目前国内风电设备基本上被进口设备垄断,国际上成为主流机型的兆瓦级机组在我国尚处于研制阶段。发电设备国产化水平低是我国风电产业化阻碍因素之一。比如,大型兆瓦级风机日益成为全球风能技术发展的趋势。国外风电机组目前已普遍达到兆瓦级,美国的主流机组一般为1.5兆瓦,一些欧洲国家则多为 1.5-2.5兆瓦,我国国内目前本土化生产的风电设备单机容量仅在600千瓦、750千瓦级上,最大风电机组是1兆瓦,且在机组总体设计技术上落后于发达国家。
目前来看,技术是我国发展风力发电产业绕不过的一个坎。另外,价格过高也是风能发电的问题之一,设备依靠进口,固定资产投资比重过大,不能集中大规模开发等等,种种因素导致了风电成本居高不下。近期发展风电的目的,不应该仅仅着眼于节约能源资源和保护环境同时还应该培育风电设备制造产业,尽快掌握先进机组的制造技术,带动我国制造业同步发展。
3制定长期保护性电价措施
上网电价由政府部门按照发电成本加还本付息、合理利润的原则确定,给风电项目的投资者一定的效益保障和足够的吸引力,保护风电开发商和经营者的合法权益。同时在风电场项目立项上给予政策上的支持,简化审批程序,缩短立项周期。电网企业应按政府规定的价格,全额收购风电机组所发的全部电量,并分担风电项目送出工程的建设费用。
4建立可再生能源(风电)税收减免制度
在税收上鼓励和帮助风电生产经营企业发展壮大。首先要制定对风电企业所得税的减免政策;还可考虑开征非清洁燃料使用税,用以补贴不使用常规燃料的风电企业;也可考虑给予风电企业风机进口关税的减免政策,以吸引更多投资者参与风电项目的开发建设。
5加快风电人才培养
目前,制约我国风电发展的另一重要因素是缺乏风电技术人才,风能资源评价、风电场设计、并网及运行管理等产业服务体系不健全,风电场建设的技术仍主要依靠国外提供。因此,加快风电人才培养,健全风电产业服务体系,在有条件的大学设立风电专业。培养风电技术人才。要认真研究整合现有资源,尽快建立风能资源评价和设计研究机构、风电并网技术研究机构,加强风能资源评价、风电场设计和风电并网技术的研究和技术服务能力,尽快建立健全风电产业服务体系,为今后风电的大规模发展创造条件。
我国风电产业发展现状及存在的问题
我国风电产业发展现状及存在的问题 能源是国民经济发展的重要基础，是人类生产和生活必需的基本物质保障。我国是一个能源生产大国，也是一个能源消费大国。随着国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，对能源的需求也越来越高。 长期以来，我国电力供应主要依赖火电。“十五”期间，我国提出了调整能源结构战略，积极推进核电、风电等清洁能源供应，改变过渡依赖煤炭能源的局面。 金融危机下，新能源产业正孕育着新的经济增长点，世界各国都希望通过发展新能源产业，引领本国走出经济低谷。近年来，我国政府对新能源开发的扶持、鼓励措施不断强化，风能作为最具商业潜力的新能源之一，备受各地政府和电力巨头追捧。 自2005年我国通过《可再生能源法》后，我国风电产业迎来了加速发展期。《可再生能源发展“十一五”规划》提出：在“十一五”时期，全国新增风电装机容量约900万千瓦，到2010年，风电总装机容量达到1000万千瓦。同时，形成国内风电装备制造能力，整机生产能力达到年产500万千瓦，零部件配套生产能力达到年产800万千瓦，为2010年以后风电快速发展奠定装备基础。 2008年，我国新增风电装机容量达到624.6万千瓦，位列全球第二；风电总装机容量达到1215.3万千瓦，成为全球第四大风电市场。预计，2009年我国风电新增装机容量还会翻番，届时在全球新增风电装机总量中的比重，将增至33%以上。按照目前的发展速度，中国将一路赶超西班牙和德国，2010年风电装机容量有望达到3000万千瓦，跃居世界第二位。 目前，我国正在紧锣密鼓地制订新能源振兴规划。预计到2020年，可再生能源总投资将达到3万亿元，其中用于风电的投资约为9000亿元。根据目前的发展速度，到2020年，我国风电装机容量将达到1亿千瓦。届时，风电将成为火电、水电以外的中国第三大电力来源，而中国也将成为全球风能开发第一大国。 设备制造行业现状 根据最新风能资源评价，全国陆地可利用风能资源3亿千瓦，加上近岸海域可利用风能资源，共计约10亿千瓦，发展潜力巨大。 为了合理有序的开发现有风能资源，首先需要进行的就是加强产业服务体系建设，扶持建立风能资源评价，风电场设计选址，产品标准，技术规范，设备检测与认证的专门机构。培育一批风电技术服务机构，建成较健全的风电产业服务体系。建设2～3座公共风电测试试验基地，为风电机组产品认证和国内自主研制风电设备提供试验检测条件。目前，工信部与国家能源局等相关管理部门目前正研究制定规范风电投资市场，完善风电设备产品标准及质量认证体系的相关政策，保证风电产品质量，促进成本降低。 风电产业的发展和进步不应盲目追求风电机组的装机容量，而应从我国各地区风场风资源的优劣、当地电力需求及电网输配电能力状况、风机性能及发展通盘规划，有序调控、全面协调、均衡平稳地发展。 首先，把风电科研纳入国家科技发展规划，安排专项资金予以扶持。支持国内科研机构提高创新能力，引进国外先进技术设备，加快消化吸收，尽快形成自主创新能力。目前，国产化比例规定较难落实，国产化质量提高和认同有个过程，风机制造企业仍需在自主创新上下功夫。 其次，建立一个统一的行业标准。由于目前没有对风电机组和风电场的入网标准和检测标准严格监管，绝大部分风电机组的功率曲线、电能质量、有功和无功调节性能、低电压穿越能力没有经过检测和认证，而且多不具备上述性能和能力，并网运行的风电机组对电网的安全稳定运行造成了很大的影响。
风电的发展现状及展望
风电的发展现状及展望 Prepared on 24 November 2020
论文题目：我国风力发电的现状及展望
摘要 风是地球上的一种自然现象，全球的风能约为，其中可利用的风能为2X107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。其能量大大超过地球上水流的能量，也大于固体燃料和液体燃料能量的总和。在各种能源中，风能是利用起来比较简单的一种，它不同于煤、石油、天然气，需要从地下采掘出来；也不同于水能，必须建造大坝来推动水轮机运转；也不像核能那样，需要昂贵的装置和防护设备。另外，风能是一种清洁能源，不会产生任何污染。与其他新能源相比，风能优势突出：风能安全、清洁。而且相对来说，风能是就地取材，且用之不竭，在这一点上，风电优于其他发电。 关键词：风力资源丰富；风电安全且清洁；风能用之不竭 目录
第1章绪论 引言 气候变暖将对全球的生态系统、各国经济社会的可持续发展带来严重影响在尽量不影响生活水平的情况下，透过全球气候升高这个现象，我们现目前必须的意识到节能减排的重要性，而改变目前现状的最直接有效的方法就是选择清洁型（相对于煤石油等而言，对于植物动物等一系列生态环境污染相对而言较少甚至可以达到零的能源）能源来替代传统的火力发电。如：水能、太阳能、风能和核能等。风力发电是目前最快发现的最快的清洁能源，且风能是可再生能源。对它加以使用相对而言能使得时下大地所遭受的环境问题得到一定程度的改善，风力发电与传统发电进行相比较风力发电不会产生二氧化碳以及其他有害气体，所以对风能加以利用，这样能相对有效的改变目前世界所面临的环境问题，这样大大的避免造成臭氧空洞以及形成酸雨之类的自然危害，也有利于降低全球的气温。所以加大风力发电建设是改善现目前世界环境的一个有效途径。在国际上对于新能源的开发这一方面做了许多调查和研究，通过调查研究发现在这一方面德国是做的最好的，从上个世纪80年代末起至今，在德国的风电机组总功率即使已越过1万兆瓦的大关，并且已完成了近万个风力发电机组的安装，所占比例已达到了全球风力发电总量的1/3，然而数据研究表明德国近年来减少了约1700万吨的的温室气体排放，所以通过德国温室气体的排放量减少说明开发风力发电等新能源是减少全球气温升温和减少温室气体排放的有力途径。德国竭力用实际行动为《京都议定书》的减排目标迈出了一大步。我国在风力方面也有着相当丰富的资源，可被开发利用的风能储量约10亿kW左右。 本论文的研究背景及意义 根据气候变化专门委员会（IPCC）的调查研究并所给出的第三次评估报告提供的预测结果显示，预计到22世纪初大地平均气温或许会增高—℃。以及伴随着国民日常需求的的不断提高，经济的高速发展，国民的用电量也日益增长，伴随着电力结构的不断调整优化，技术装备水平的逐步提高，发电机组的不断增大以及技术装备水平的逐步提高。随着大自然给予我们不可再生能源的衰竭、对于用电量的不断升高、全球气温的升温以及生态环境的破坏，对于开发新能源发电已成为迫在眉睫的事情。而我国疆域广阔并且有着十分丰富的风力
2020年中国风力发电行业现状及未来发展趋势分析
2017年中国风力发电行业现状及未来发展趋势分析 风能是一种淸洁而稳定的新能源，在环境污染和温室气体排放日益严重的今天，作为 全球公认可以有效减缓气候变化、提高能源安全、促进低碳经济增长的方案，得到各国政府、 机构和企业等的高度关注。此外，由于风电技术相对成熟，且具有更高的成本效益和资源有 效性，因此，风电也成为近年来世界上增长最快的能源之一。 1、全球发展概况 2016年的风电市场由中国、美国、徳国和印度引领，法国、上耳其和荷兰等国的表现 超过预 期，尽管在年新增装机上，2016年未能超过创纪录的2015年，但仍然达到了一 个相当令人满意的水平。根据全球风能理事会发布的《全球风电发展年报》显示，2016年 全球风电新增装机容量 54.600MW,同比下降14.2%,英中，中国风电新增装机容量达 23328MW （临时数据）,占2016年全球 风电新增装机容量的42.7%o 到2016年年底， 全球风电累计装机容量达到486J49MW,累计同比增长 12.5%。其中，截至2016年底, 中国总量达到16&690MW （临时数据），占全球风电累计装机总量的34.7%。 2001-2016年全球风电装机置计容量 450.000 400.000 350.000 300.000 土 250.000 W 200.000 150,000 1W.OOO 50.000 数据来源：公开资料整理 ■ ■ ■ ■ ■ 11 nUr l ■蛊计装机容蚤
按照2016年底的风电累计装机容量计算，全球前五大风电市场依次为中国、美国、徳国、印度和西班牙，在2001年至2016年间，上述5个国家风电累计装机容量年均复合增长率如下表所示： 数据来源：公开资料整理 2、我国风电行业概况 目前，我国已经成为全球风力发电规模最大、增长最快的市场。根据全球风能理事会（Global Wind Energy Council）统讣数据，全球风电累计装机容量从截至2001年12月31 日的23.9OOMW增至截至2016年12月31日的486.749MW,年复合增长率为22.25%, 而同期我国风电累计装机容量的年复合增长率为49.53%,增长率位居全球第一：2016年，我国新增风电装机容量23328MW （临时数据），占当年全球新增装机容量的42.7%,位居全球第一。 （1）我国风能资源概况 我国幅员辽阔、海岸线长,陆地而积约为960万平方千米,海岸线（包括岛屿）达32,000 千米，拥有丰富的风能资源，并具有巨大的风能发展潜力。根据中国气象局2014年公布的最新评估结果，我国陆地70米高度风功率密度达到150瓦/平方米以上的风能资源技术可开发量为72亿千瓦，风功率密度达到200瓦/平方米以上的风能资源技术可开发量为50 亿千瓦；80米高度风功率密度达到150瓦/平方米以上的风能资源技术可开发量为102亿千瓦，达到200瓦/平方米以上的风能资源技术可开发量为75亿千瓦。 ①风能资源的地域分布 我国的风能资源分布广泛，苴中较为丰富的地区主要集中在东南沿海及附近岛屿以及北部（东北、华北、西北）地区，内陆也有个别风能丰富点。此外，近海风能资源也非常丰富。 A. 沿海及其岛屿地区风能丰富带：沿海及其岛屿地区包括山东、江苏、上海、浙江、福建、广东、广西和海南等省（市）沿海近10千米宽的地带，年风功率密度在200瓦/ 平方米以上，风功率密度线平行
风力发电现况以及未来发展趋势
风力发电现况以及未来发展趋势 风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，全球的风能约为×10^9MW，其中可利用的风能为2×10^7MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。风很早就被人们利用--主要是通过风车来抽水、磨面等，而现在，人们感兴趣的是如何利用风来发电。 一、国外发展状况 目前，中、大型风力发电机组已在世界上40多个国家陆地和近海并网运行，风电增长率比其它电源增长率高的趋势仍然继续。如表1所示，截止2005年12月31日世界装机容量已达58,982MW，年装机容量为11,310MW，增长率为24%；风力发电量占全球电量的1%，部分国家及地区已达20%甚至更多。2005年世界风电累计装机容量最多的十个国家见表2，前十名合计，约占世界总装机容量的%。2005年国际风电市场份额的分布多样化进程呈持续发展趋势：有11个国家的装机容量已高于1,000MW，其中7个欧洲国家（德国、西班牙、意大利、丹麦、英国、荷兰、葡萄牙），3个亚洲国家（印度、中国、日本），还有美国。亚洲正成为发展全球风电的新生力量，其增长率为48%[5]。2002年欧洲风能协会（EWEA）与绿色和平组织（Greenpeace International）发表了一份标题为“风力 12（Wind Force 12）”的报告，勾画了风电在2020年达到世界电量12%的蓝图。报告声明这份文件不是预测，而是从世界风能资源、世界电力需求的增长和电网容量、风电市场发展趋势和潜在的增长率、与核电和大水电等其他电源技术发展历程的比较以及减排CO2等温室气体的要求，论证了风电达到世界电量12%的可能性。 二、国内发展现状 经过前几年的低谷期，国内的风电市场正在迎来新的发展期，特别是在节能减排、环境治理的趋势下，国家出台的一系列政策，使得风电产业站上了风口。 （一）我国风电发展进入新阶段 风电是资源潜力大、技术基本成熟的可再生能源。近年来，全球资源环境约束加剧，气候变化日趋明显，风电越来越受到世界各国的高度重视，并在各国的共同努力下得到了快速发展。据世界风能协会统计，截至2013年年底，世界上开发风能的国家已经达到103个，年发电量达到6400亿千瓦时，占全球总电力需求的4%。我国可开发利用的风能资源十分丰富，在国家政策措施的推动下，经过十年的发展，我国的风电产业从粗放式的数量扩张，向提高质量、降低成本的方向转变，风电产业进入稳定持续增长的新阶段。2003年底，我国风电装机只有50万千瓦，排名世界第十。2013年我国新增风电装机容量1610万千瓦，占当年世界新增容量的45%；累计装机容量突破9000万千瓦,占世界累计装机容量的28%，两项指标均居世界第一?2013年我国新增风电并网容量1449万千瓦；累计并网容量达到7716万千瓦，占全国电源总装机容量的%。今年1至9月，我国风电新增并网容量858万千瓦；到9月底，累计并网容量8497万千瓦，同比增长22%。预计到今年年底我国风电累计并网容量可达到1亿千瓦，从而提前一年完成“十二五”规划目标，风电发电量占全国总发电量的比重也将由2008年的%增长到%，连续两年超过核电，成为国内继火电、水电后的第三大主力电源。 （二）财政优惠 根据财政部文件，为鼓励利用风力发电，促进相关产业健康发展，自2015年7月1日起，对纳税人销售自产的利用风力生产的电力产品，实行增值税即征即退50%的政策。中国可再生能源学会秘书长秦海岩对中国证券报记者表示，这项政策实际并非新政，2001年相关主管部门在对资源综合利用目录的增值税征收政策进行规范时，就提到了风电也是“减半征收”。但“减半征收”在操作层面比较复杂，因此，相关主管部门在2008年的文件中提出即征即退50%。现在只是为了重新梳理政策，把之前的资源综合利用的目录作废，并对风电提出来单独进行了规范说明。 分析人士表示，这实际上是之前风电增值税优惠政策的延续。今年以来，从国家发改委、国家能源局到国家电网公司，再到新能源装机大省的地方政府都在围绕风电发展给予多方面的支持。今年4月28日，国家能源局公布“十二五”第五批风电项目核准计划，项目共计3400万千瓦，超出业界预期；5月下旬，国家能源局发布了《关于进一步完善风电年度开发方案管理工作的通知》，对于弃风限电比例超过20%的地区、年度开发方案完成率低于80%的地区，不安排新项目。 （三）风电企业业绩逐步向好 近期，A股风力发电板块展示出了高景气度。截至7月1日，A股风力发电概念板块23家公司（以设备制造商为主）中，有9家已预告或发布中报业绩情况，除1家净利润变动幅度为负，其余8家净利润增幅在24%至350%之间。其中，
风电项目管理经验
风电项目管理经验 一、要作好项目前期的施工策划工作 由于风电安装项目是一个新起步的非水电项目，其工程特点就是工期短、施工场面开阔、所用施工设备大而多，往往中标后就面临着施工履约，用于施工准备的时间不多。因此，作好项目前期的施工策划工作就显得尤为重要。 项目中标后，首先要选定项目经理，并以有一定风电施工经验的人员组建项目施工团队——项目部，这些人要尽快熟悉招标文件，了解合同边界条件。; 其次要确定资源配置特别是主吊设备。风电机组安装现场条件差、场地狭小、安装部件尺寸大而且单位重量大、吊装高度高，施工难度特别大，安全风险特别高。如1.5Mw风电机组，其塔筒高度就达到60m，转轮直径77m，机舱重达61t，安装用的主吊设备必须是350t以上的履带式起重机或500t汽车起重机，而国内吊车市场是需大于供，属卖方市场。因此必须锁定主吊设备，只有优质的施工设备，才是项目履约的保证。第三要确定经营管理模式。目前风电施工基本采用外协队伍的方式，因此明确分包工程项目及工作范围，按工程局的管理要求立项、招标，选定合格的分包协作队伍，就显得尤为重要。第四是现场管理人员的选择确定。风电场施工战线较长，需要沟通、协调的工作量较大，一个人要同时应付许多方面，对外要协调跟业主、监、厂家和地方征地等关系，对内要与局内土建分局处
理分包管理等事宜，加之单台风机安装时间短，因此资料整理、文函往来就必须快，“时间就是金钱、时间就是效益”显现无疑。所以现场管理人选必须具备效率高、作风过硬且施工管理经验丰富等特质。 二、强化执行力度，严抓内部精益化管理 用“日新月异”来形容风电场项目在施工过程中的变化是十分形象的。1天就可能吊装一台风机机组，一周就可以完成单台风机的附件安装、风机调试及并网发电，一天的到货就可能摆满规划的设备堆放场。因此，风电施工必须要强化执行力度，严抓精益化管理，绝不能停留在口头上。只有超前的施工计划、超前资源安排投入，快速处理每天的事务，现场遇到的问题才能及时得到业主解决，才能给物供部门较充裕的时间进行物资采购的询价、比价，在满足工程需要的工期内、在市场价格较低的时段内购货，节约采购成本，以免在很快进入下一个工作循环时，耽误时机。由于风电场布置分散、安装场地狭小，但风机塔筒、叶片太长，安装现场一般都不具备堆放的条件，同时机组吊装使用的都是超大型吊车，这些吊装、运输设备不管是我们内部的还是对外租赁的，每天的固定费用都是好几万，所以要控制现场的成本，首先就必须控制好吊装、运输设备。目前我们的做法是：在制定风机安装的工期计划的同时要制定设备供货计划，还要多与业主、监理沟通，确保设备供货满足现场安装需要，避免施工设备等待时间，减少长距离的设备转场。集中时段使用大型设备，尽可能减少大型设备在施工现场的闲置，这样既满足施工进度要求，又节约施工机械的使用成本。如果风电项目的机械费用控制不好，那风电项目的经营将
中国风电发展现状与未来展望
中国风电发展现状与未来展望 一、风能资源 1.1 风能储量 我国幅员辽阔，海岸线长，风能资源比较丰富。根据全国900 多个气象站陆地上离地10m 高度资料进行估算，全国平均风功率密度为100W/m2， 10 亿 省/自治区近200km 宽的地带。三北地区风能资源丰富，风电场地形平坦，交通方便，没有破坏性风速，是我国连成一片的最大风能资源区，有利于大规模的开发风电场，但是当地电网容量较小，限制了风电的规模，而且距离负荷中心远，需要长距离输电。
沿海及其岛屿地区风能丰富带。沿海及其岛屿地区包括山东、江苏、上海、浙江、福建、广东、广西和海南等省/市沿海近10km 宽的地带，冬春季的冷空气、夏秋的台风，都能影响到沿海及其岛屿，加上台湾海峡狭管效应的影响，东南沿海及其岛屿是我国风能最佳丰富区。沿海地区经济发达，沿海及其岛屿地区风能资源丰富，风电场接入系统方便，与水电具有较好的 15m 的 1986 年建设山东荣成第一个示范风电场至今，经过近20 多年的努力，风电场装机规模不断扩大截止2004 年底，全国建成43 个风电场，安装风电机组1292台，装机规模达到76.4 万kW，居世界第10 位，亚洲第3 位（位于印度和日本之后）。另外，有关部门组织编制有关风电前期、
建设和运行规程，风电场管理逐步走向规范化。 2.2 专业队伍和设备制造水平提高，具备大规模发展风电的条件经过多年的实践，培养了一批专业的风电设计、开发建设和运行管理队伍，大型风电机组的制造技术我国已基本掌握，主要零部件国内都能自己制造。其中，600kW 及以下机组已有一定数量的整机厂，初步形成了整机试制和小 ，设备制 年安 元 元/kW?h。 2.4 2003 年国务院电价改革方案规定风电暂不参与市场竞争，电量由电网企业按政府定价或招标价格优先购买。国家发展改革委从2003 年开始推行风电特许权开发方式，通过招投标确定风电开发商和上网电价，并与电网公司签订规范的购电协议，保证风电电量全部上网，风电电价高出常规
中国风力发电的发展现状及未来前景要点
中国风电发展现状及前景 前言 随着能源与环境问题的日益突出，世界各国正在把更多目光投向可再生能源，其中风能因其自身优势，作为可再生能源的重要类别，在地球上是最古老、最重要的能源之一，具有巨大蕴藏量、可再生、分布广、无污染的特性，成为全球普遍欢迎的清洁能源，风力发电成为目前最具规模化开发条件和商业化发展前景的可再生能源发电方式。 风，来无影、去无踪，是无污染、可再生能源。一台单机容量为1兆瓦的风电装机与同容量火电装机相比，每年可减排2000吨二氧化碳、10吨二氧化硫、6吨二氧化氮。随着《可再生能源法》的颁布，中国已把风能利用放在重要位置。 一、国内外风电市场现状 1.国外风机发展现状 随着世界各国对环境问题认识的不断深入，可再生能源综合利用的技术也在不断发展。在各国政府制订的相应政策支持和推动下，风力发电产业也在高速发展。截至2011年底，世界风电装机量达到237669MW，新增装机量43279MW，增长率22.3%，增速与2010年持平，低于2009年32%的增速。由表一，可以看出中国风电装机量62364MW，远远超过世界其他各国装机量，而德国依然是欧洲装机量最多的国家。从图表三中，很明显的看出，从2001年到2004年，风电装机增速是在下降的，2004年到2009年风电有处于一个快速发展期，直到近两年风电装机的增速又降为22%左右，可见风电的发展正处在一个由快速扩张到技术提
升的阶段。 图表 1 世界风电装机总量图 图表 2 世界近10年新增装机量示意图
图表 3 世界风电每年装机量增速
图表 4 总装机量各国所占份额
图表 5 2011年新增装机量各国所占份额 2.国内风电发展现状 中国的风电产业更是突飞猛进：2009年当年的装机容量已超过欧洲各国，名列世界第二。2010年将新增1892.7万kW，超越美国，成为世界第一。2011年装机总量到达惊人的62364MW。在图6中可以看出，中国风电正经历一个跨越式发展，这对世界风电的发展起到了至关重要的作用。然而，图8 中，我们能够清楚的看出自2007年以后，虽然新增装机量很大，但增速却明显下降，而其他国家，比如美国、德国，这些年维持着一个稳定的增速。由此，我们应该意识到，我国风电，尤其是陆上风电，正在进入一个转型期，从发展期进入成熟期，从量的追求进入到对质的提升。 图表 6 中国每年风电装机量示意图
风电机组检修维护工作经验总结与探索资料
风电机组检修维护工作经验总结与探索 （中电投东北新能源发展有限公司） 非常感谢中电联科技中心为我们创造了这次学习和交流机会。中电投东北新能源发展有限公司隶属于中国电力投资集团公司，成立于2008年1月，在集团公司和东北公司的正确领导下，经过三年多的发展，目前有北票北塔子、大连驼山、赤峰亿合公和煤窑山四个风电厂投产发电，装机台数229台，运行容量29.74万千瓦，资产总额20.8亿元。下面我就公司在风电厂运行维护等方面的一些经验和体会汇报如下： 一、夯实安全生产基础积极推行标准化作业 由于风电行业规模发展时间较短，各项标准相对不够完善，而且风电厂存在地理位置偏僻、机组分散、运行环境恶劣等不利因素，使风电机组检修维护作业存在很多困难。为此，我们也在积极探索和实践适用于风电厂的检修维护模式和管理方法。首先，我们从建章立制做起，编制并修订了符合风电厂特点的21项安全管理制度和27项生产管理制度，制定了风电厂防雷、防汛、防暴风雪等安全生产应急预案和反事故措施。其次，做好风电厂安全生产基础管理工作。认真贯彻落实安全生产管理的各项要求，完善安全生产监督体系和保障体系。同时，参照中电投东北公司下发的《火电机
组检修标准化管理办法》，严格执行风电厂检修项目计划，提前做好检修的各项准备工作，认真执行检修文件包制度，严格执行风机半年检和全年检的项目清单，为提高风机设备维护、健康水平奠定基础。 二、加强风机运行指标分析和维护消缺管理 通过对发电量、可利用率、平均风速等统计指标的统计分析，并把风机频发的故障作为分析的重点，逐步积累风机运行维护经验。其中，发电量的多少是衡量经济效益的主要指标，影响发电量的因素主要包括风资源情况、机组性能情况、电网情况等多种因素，风资源情况是最主要因素，但是一经选址，一个风场的风资源状况就将在一定时期内保持稳定，这就使得机组性能、机组可利用率、风电场运行维护水平成了决定一个风电场出力的主要因素。 1. 各风厂年利用小时指标 2010年，北塔子风电厂利用小时为2409小时，亿合公风电厂利用小时为2432小时，驼山风电厂利用小时为2434小时，煤窑山风电厂利用小时为497小时。 2. 年度发电量指标分析（以北塔子风电厂为例）
风力发电行业的发展现状
一、风力发电行业的发展现状?1．世界风力发电行业的发展现状 根据全球风能理事会的统计数据，截至２００8年底,世界风电总装机容量达到120７9万千瓦,这意味着每年发电2600亿千瓦时，减少二氧化碳排放1.58亿吨。总装机容量排在前五位的国家依次是美国、德国、西班牙、中国和印度,他们的装机容量总和占世界装机容量的72.6%,即8７68万千瓦。美国的累计装机容量达到２517万千瓦,占世界装机总量的2 0.8%，超过德国,成为世界第一。 20０8年，全球新增装机容量27０6万千瓦,新增装机容量排在前五位的国家是美国、中国、印度、德国和西班牙。中国在2０0８年世界新增装机容量中所占比例为２３％。? 2.中国风力发电行业的发展现状 自１9８6年建设山东荣成第一个示范风电场至今,经过近23年的努力，风电场装机规模不断扩大。根据中国风能协会的统计数据,截止２００８年底,全国累计安装风电机组１160０多台，装机规模约1２1５．3万千瓦，装机增长率为1０6%。装机分布在24个省(市、自治区)，比2０08年增加了重庆、江西和云南三个省市。累计装机容量排名前五位的省依次是内蒙古、辽宁、河北、吉林和黑龙江。 在累计装机中,中国内资与合资企业产品占6１.8%,金风科技的份额最大，占累计总装机的2 1.6%。外资企业产品占3８.２％,西班牙歌美飒(Gaｍesａ）的份额最大,占累计总装机的12.8%。 2008年内资（合资）企业新增装机容量排名前十位的依次是华锐、金风、东汽、运达、上海电气、明阳、航天安迅能、湘电、常牵新誉和北重。前三位华锐、金风和东汽的新增装机容量总和约为35９万千瓦,占２008年新增装机比例为５7．43%。
中国风能发展前景广阔
中国风能发展前景广阔 中国目前正处在工业化和城市化发展阶段，现阶段经济增长需要有足 够的能源供应，同时还要满足环境约束。因此，开发新技术新能源，从而优化 能源结构，对中国是一个必须的选择。尤其是在中国石油对外依存不断增大（2010 达到55%），油荒、电荒、气荒等问题接连出现，中国政府提出在2005 年基础上减少40%-45%的碳强度目标的背景下，为了保障能源安全和应对气候变化问题，中国本身具有发展新能源产业的经济动力。 中国有非常丰富的可再生资源，新能源产业的规模迅速扩大。中国的风 能资源很丰富，发展潜力很大。如中国陆地风能（高度50 米）有23.8 亿千瓦，海洋风能大概有2 亿千瓦左右。近年在国家政策的支持下，发电产业取得 快速发展，2010 年底，中国投入运营的风电发电装机容量达到了41800 兆瓦，同比增长62%，超过美国，成为全球风电装机最大的国家。 中国成为风电大国，但还不是风电强国。 近年来，虽然中国风电产业取得了快速发展，但产业整体技术水平与市 场规模不相适应，自主研发不足，产品更新换代太慢等。虽然国内企业已基本 掌握兆瓦级风电机组的制造技术，许多主要零部件国内也能够自己制造。但 是，大功率风机的核心配件的核心技术基本上仍被国外厂商控制。中国的风电 设备制造业需要从技术上与风电规模相适应，做到大而强。 另外，电网接入技术也是制约中国风能发展的主要因素，风电间歇式发 电特点对电网容纳能力提出挑战。中国仅2010 年一年新增风电装机容量就达到1800 多万千瓦，累计装机容量突破了4400 万千瓦，而电网跟不上风电装机的快速发展。风电上网对电网的稳定、备用和长距离输送均有很高的要求，且具有
我国的风能发展的现状和发展前景
我国的风能发展的现状和发展前景 南京工程学院张德军 摘要：随着环境和能源问题的日益严峻，可再生能源的开发，尤其是风力发电技术已被越来越多的国家所重视，而对应用在风力发电系统中的逆变器和调制方法的研究尤为重要。重点介绍了我国的风能资源情况和我国目前的发展状况，指出了存在的主要问题，分析了产生这些问题的原因，明确了我国风力发电事业发展的主要措施和途径，并进一步阐述了风力发电在未来的发展趋势及风力发电的优势。 关键词：风力发电；发展状况；发展趋势\ 内容： Current Situation and Development Trend of Wind Power Technology .LI Jianlin，GAO Zhigang，FU Xunbo，LI Zhengmin（Institute of Electrical Engineering Chinese Academy of Sciences, Beijing 100080,China Abstract Due to the deterioration of the circumstance and the short supply of the energies，more and more attention was paid to the development of the regenerable energies，especially the wind energy．It is introduced the development condition of the various countries’wind power generation and wind electrical machinery, focusing on our country’s wind energy resources and the current state of development, pointing out the main problems, analyzing causes of these problems, clarifying the main measures and means of wind power facilities. The future development trends and advantages of wind power are further elaborated on. Keywords wind power generation; development situation; development tendency 一、我国风力资源与风电发展的现状 我国风能资源丰富，主要分布在东部沿海及附近岛屿、西北、东北和华北等地区。我国风能资源的理论蕴藏量为32.26亿kW，可开发的装机容量就有2.53亿kW，居世界首位，与可开发的水电装机容量（3.78亿kW）为同一量级，具有形成商业化、规模化发展的资源潜力。预计到2020年，我国风电装机将达到2000万kW。 我国政府十分重视风力发电产业，1996年就制订的《乘风计划》，旨在鼓励提高中大型风力发电机制造技术和国产化率，“十五”期间计划在风力发电产业投资15亿元。目前，全国累计安装小型风力发电机近20万台，用作解决西部无电地区农牧民生产生活用电发挥了重要作用。在广东、福建、内蒙古、新疆等地已建成26个风电场，总装机容量近50万kw。尽管我国近几年风力发电年增长都在50%左右，但装备制造水平与装机总容量与发达国家还有较大差距。我国风力发电装机容量仅占全国电力装机的0.11%，风力发电潜力巨大。但是，我国的风力发电建设规模小，没有形成经济批量，且风电设备主要依靠进口，价格昂贵。我国风电场每千瓦造价约8000～9000元，风电场的风能年利用小时数一般为2700h，发电成本约为0.6～0.9元/kWh；一些地方的风能利用小时数达到3200h，发电成本可降到0.45～0.70元/kWh，与常规的火力发电和水力发电相比，成本仍然偏高。存在的问题包括：（1）总体技术水平不高，在生产工艺、外观质量、运行的可靠性方面与国外机组有一定的差距； （2）产品品种还不齐全，目前，我国百瓦级的户用小型风力发电机组可大批量生产，千瓦级的风力发电机组也可小批量生产，而10千瓦级的产品在国内还不能够生产，没有可供的产品；
风电技术现状及发展趋势
风电技术现状及发展趋势 Current Situation and Developing Trend of Wind Power Technique The paper mainly discusses the current situation and developing trend of wind power technique. Abstract: Key words: anemo-electric generator ； current situation ； developing trend 0 引言 风电古老而现代，但之所以到近代才得以发展，是因为在这方面存在许多实际困难。主要表现在：（1）风本身随机性大且不稳定，对其资源的准确测量与评估存在误差；（2）风速大小、风力强弱、风的方向都随时间在变化，设计制造在不同风况下都能保持稳定运行的风电系统，并使其风电输出功率效率高且理想平滑十分困难；（3）风为间歇式能源，有功功率与无功功率都将随风速的变化而变化，在与电网连接时，需要考虑输出功率的波动对地区电网的影响。此外，在降低制造成本和运行维护费用的前提下如何提高系统运行的安全性与可靠性、如何延长的寿命以及改善系统储能措施使其容量更大、体积更小、效率更高且寿命更长等问题上尚有待于得到更完善的解决。 1 风力发电技术发展现状 现代风力发电系统由风能资源、组、控制装置及检测显示装置等组成。组是风电系统的关键设备，通常包括风轮机、发电机、变速器及相应控制装置，用来实现能量的转换。完整的并网风力发电系统结构示意图见图1。
率曲线比较 长期以来风力发电系统主要采用恒速恒频发电方式（ Constant Speed Constant Frequency 简称CSCF）和变速恒频发电方式（Variable Speed Constant Frequency 简称VSCF）两种。 恒速恒频发电方式，概念模型通常为“恒速风力机 +感应发电机”，常采用定桨距失速或主动失速调节实现功率控制。在正常运行时，风力机保持恒速运行，转速由发电机的极数和齿轮箱决定。由于风速经常变化，功率系数C p不可能保持在最佳值，不能最大限度地捕获风能，效率低。 变速恒频发电方式, 概念模型通常为“变速风力机+变速发电机（双馈异步发电机或低速永磁同步发电机）”，采用变桨距结构，启动时通过调节桨距控制发电机转速；并网后，在额定风速以下，调节发电机反转矩使转速跟随风速变化以保持最佳叶尖速比从而获得最大风能；在额定转速以上，采用变速与桨叶节距的双重调节限制风力机获取的能量以保证发电机功率输出的稳定性。 前者结构简单、运行可靠，但其发电效率较低，而且由于机械承受应力较大，相应的装置成本较高。后者可以实现不同风速下高效发电从而使得系统的机械应力和装置成本都大大降低。两者运行功率曲线比较如图 3所示。可以看出，采用变速恒频发电方式, 能在风速变化的情况下实时调节风力机转速，使之始终在最佳转速上运行，捕获最大风能[2]。 2 风力发电技术发展趋势
丹麦海上风电发展及其经验借鉴_严晓建
丹麦海上风电发展及其经验借鉴 严晓建 (中国地质大学 地球科学与资源学院,北京 100083) [摘 要]在全球能源供应持续紧张和金融危机的影响下,世界各国纷纷加大对风力发电等清洁能源的开发力度。海上风电正逐渐成为各国风能开发的重要战略方向。我国拥有丰富的近海风能资源,为我国的海上风电发展提供了良好的先决条件,但相对于发达国家风电产业的发展,我国的风能利用和海上风电发展还远远不够。丹麦是海上风电强国,为了推动海上风电产业发展,其政府制定的一系列规划与强制性措施和财税激励政策以及海上风电场建设经验,都值得我们借鉴。 [关键词]丹麦;海上风电;经验借鉴 [中图分类号]T K83 [文献标识码]A [文章编号]1005-6432(2010)13-0082-03 随着全球能源供应持续紧张和金融危机的不断蔓延,世界各国都将发展新能源产业作为经济复苏的重要手段。其中风力发电因其相对其他新能源较为成熟的优点,得到世界各国的青睐。当前,全球陆上风电发展已初具规模。截至2008年12月底,全球的总装机容量已经超过了1.2亿k W,2008年,全球风电增长速度为28.8%,新增装机容量达到2700万k W,同比增长36%。其中,我国风电装机容量约1215.3万k W,成为全球第四大风电市场, 2008年我国新增风电装机容量624.6万k W,同比增长89%。随着陆上风力资源的大规模开发利用,海上风电因其风能资源更加稳定丰富、不占用土地空间等优势逐渐引起各国重视。 1 世界海上风电发展现状 早在20世纪八九十年代,欧洲就开始了大范围的海上风能资源评估及相关技术研究。欧洲海上风电的开发进程大致可分为两个阶段:第一阶段,1990—2000年小规模项目的研究及示范阶段。1990年,世界上第一台海上风电机组安装于瑞典N o g e r s u n d,容量220k W,离岸距离250m,水深6m。1991年,世界上第一个海上风电场建于丹麦波罗的海的洛兰岛西北沿海的V i n d e b y附近。随后,荷兰、丹麦和瑞典陆续建成了一批海上风电示范工程项目,装机规模为2M W～10M W,风机的单机容量为500k W～600k W。这些早期的风电场多建于浅水海域或带有保护设施的水域。自2000年起,兆瓦级风电机组开始用于海上风电项目。如瑞典的U t g r u n d e n风电场安装了E n r o n W i n d70/1500机组(单机容量1.5M W);英国B l y t h 风电场安装了2台V e s t a s V66/2000机组(单机容量2M W)。至2000年年底,全球仅有8个小型海上风电项目,装机容量最多为10.5M W,风电机组的单机容量为220k W～2M W。 2001年3月,全球第一个具有商业化规模的海上风电场M i d d e l g r u n d e n在丹麦哥本哈根附近海域建成,总装机容量40M W,共安装了20台B o n u s76/2000(单机容量2M W)机组,年发电量1.04亿k Wh。该项目开启了规模开发海上风电的大门,也标志着海上风电步入了商业化阶段。 2002年12月,世界上第一个大型海上风电场H o r n-s R e s在丹麦的E s b j e r g北海海域建成,总装机容量160M W,共安装了80台V e s t a s V80/2000风电机组,年发电量6亿k W h。随后,丹麦的F r e d e r i k s h a v e n、R o n l a n d和S a m s o等大中型海上风电场相继建成。 2003年11月,迄今为止世界上规模最大的N y s t e d海上风电场在丹麦L o l l a n d建成,总装机容量165.6M W,共安装了72台B o n u s82/2300风电机组。 2007年5月,苏格兰东海岸的B e a t r i c e海上示范风电场成功地安装了全球目前单机容量最大的R e p o w e r5M风电机组,装机规模10M W,单机容量5M W。该项目的建设和运行将为全球多兆瓦海上风电机组的开发、建设、运行和维护等提供宝贵的经验和教训。 到2007年6月底,全球新建了18个海上风电项目,其中以大中型海上风电场居多,最大的装机规模达165.6M W。据统计,截至2007年6月底,全球已有8个国家包括丹麦、英国、荷兰、爱尔兰、瑞典、德国、西班牙和日本建有海上风电项目,共安装了439台风电机组,累计装机容量达91.8万k W。其中,丹麦装机容量42.6万k W,位居第一,英国以31.4万k W的装机容量位居第二。 根据欧洲风能协会2009年公布的统计数据,全球建成的海上风电场已达到30余座,目前正在建设的海上风电场装机容量已有1600多M W,增长超过70%,欧洲已计划建设或批准建设的风电场装机容量达1442M W。欧洲之外的其他国家正在规划的一些海上风电场也颇具规模,如中国和日本。 2 丹麦海上风电开发及其经验借鉴 丹麦是当代世界风电发展最快最好的国家,目前风力中国市场 2010年第13期(总第572期) 理论研讨 82 2010.3
风力发电设备制造行业发展现状
一、风力发电行业的发展现状 1.世界风力发电行业的发展现状 根据全球风能理事会的统计数据，截至2008年底，世界风电总装机容量达到12079 万千瓦，这意味着每年发电2600亿千瓦时，减少二氧化碳排放1.58亿吨。总装机容量排在前五位的国家依次是美国、德国、西班牙、中国和印度，他们的装机容量总和占世界装机容量的72.6%，即8768万千瓦。美国的累计装机容量达到2517万千瓦，占世界装机总量的20.8％，超过德国，成为世界第一。 2008年，全球新增装机容量2706万千瓦，新增装机容量排在前五位的国家是美国、中国、印度、德国和西班牙。中国在2008年世界新增装机容量中所占比例为23%。 2.中国风力发电行业的发展现状 自1986年建设山东荣成第一个示范风电场至今，经过近23年的努力，风电场装机规模不断扩大。根据中国风能协会的统计数据，截止2008年底，全国累计安装风电机组11600多台，装机规模约1215.3万千瓦，装机增长率为106%。装机分布在24个省（市、自治区），比2008年增加了重庆、江西和云南三个省市。累计装机容量排名前五位的省依次是内蒙古、辽宁、河北、吉林和黑龙江。 在累计装机中，中国内资与合资企业产品占61.8%，金风科技的份额最大，占累计总装机的21.6%。外资企业产品占38.2%，西班牙歌美飒（Gamesa）的份额最大，占累计总装机的12.8%。
2008年内资（合资）企业新增装机容量排名前十位的依次是华锐、金风、东汽、运达、上海电气、明阳、航天安迅能、湘电、常牵新誉和北重。前三位华锐、金风和东汽的新增装机容量总和约为359万千瓦，占2008年新增装机比例为57.43%。 数据来源：中国风能协会 二、风力发电机 1.风力发电机的组成 风力发电机主要部件有叶片、齿轮箱、发电机、控制系统、变流器、塔架、偏航系统、轮毂、变桨系统和主轴等几部分组成。风力发电机组中各部分零部件占总装机成本的比例如表1所示。 表1：风力发电机组中各部分零部件占总装机成本的比例 部件名称占总成本比例部件名称占总成本比例部件名称占总成本比例 叶片23.3%塔筒18.9%齿轮箱16.2% 变流器7.3%控制器 5.0%变桨系统 3.9%
1 风力发电国内外发展现状
1 风力发电国内外发展现状 1.1 国外风力发电发展现状 2012 年新增风电装机容量最多的10 个国家占世界风电装机的87%。与2007 年相比，美国保持第1 名，中国超过西班牙从第3 名上升到第2 名，印度超过德国和西班牙从第5名升至第3 名，前3 名的国家合计新增装机容量占全世界的60%[4]。 根据世界风能协会的统计，2012 年全世界风电装机容量新增约2726 万kW，增长率约为29%。累计达到1.21 亿kW，增长率为42%，突破1 亿kW 大关。风电总量为2600 亿kWh，占全世界总电量的比例从2000 年的0.25%增加到2012 年的1.5%。 尽管风电的发展仍然存在着很多困难，如电网适应能力、风能资源、海上风电发展等，但相比于常规能源，经济性优势逐步凸显，世界各国都对风电发展充满了信心。例如，欧美都公布了2030 年风电满足20%甚至更多电力需求的宏大目标，这也为全球风电的长期发展定下了基调。从国际能源署（IEA）2012 年颁布的《2050 年能源技术情景》判断，2012-2050年，全球风电平均每年增加7000 万千瓦，风电将成为一个庞大的新兴电力市场。 1.2 国内风力发电发展现状 我国是世界上风力资源占有率最高的国家之一，同时也是世界上最早利用风能的国家之一。据资料统计，我国10 m 高度层风能资源总量为3226GW，其中陆上可开采风能总量为253GW，加上海上风力资源，我国可利用风力资源约为1000GW。如果风力资源开发率可达到60%，仅风电一项就可支撑我国目前的全部电力需求。我国利用风电起步较晚，和世界上风电发达国家如德国、美国、西班牙等相比还有很大差距。风电是20 世纪80 年代开始迅速发展起来的，初期研制的风机主要是1kW、10kW、55kW、220kW 等小型风电机组，后期开始研发可充电型风电机组，并在海岛和风场广泛应用。至今，我国已经在河北张家口、内蒙古、山东荣城、辽宁营口、黑龙江富锦、新疆达坂城、广东南澳和海南等地建成了多个大型风电场，并且计划在江苏南通、灌云及盐城等地兴建GW 级风电场[5]。 截止2007 年底，我国风机装机总量已达6.05 GW，年发电量占全国发电量的0.8%左右，比2000 年风电发电量增加近10 倍。2012 年一年新增风电装机容量625 万千瓦，比过去20年累计的总量还多，新增装机增长率约为89%。累计风电装机容量约1215 万千瓦，占全国装机总量的1.5%，累计装机增长率为106%。风电装机主要分布在24 个省，比2007 年增加了重庆、云南和江西三个省。2006 至2012 年风电增长状况。 中国政府为了推动并网风电的商业化发展，国家发改委明确提出我国风电发展的规划目标：2005 年全国风电装机总量达到100 万千瓦，2012 年全国风电装机总量达到400 万千瓦，2015 年全国风电装机总量达到1000 万千瓦，2020 年全国风电装机总量达到2000 万千瓦，占全国总装机容量的2%左右。可以预计，中国即将成为世界风电发展令人瞩目的国家之一。