2013年海上风电机组规模和经济性分析

2013年海上风电机组规模和经济性分析

一、3年全球风电市场概况根据世界能源协会（nationaldrugadministration，2013年底）的统计，世界上那些发展能源的国家已经达到103个，年发展电力数量达到6400亿吨，占世界能源需求的4%。风能的装机容量2000年为1850万千瓦,到了2010年达到了2亿千瓦,预计到2020年将发展到7亿千瓦左右。2013年全球风电装机是3900万千瓦,共计达到了3.2亿千瓦。2009年以前是风电高速增长的阶段,之后进入了平稳期,大概每年新增3500万~4500万千瓦。2013年全球新增风电装机3600万千瓦,中国新增1600万千瓦,占世界的44%。世界风电累积达到3.2亿千瓦,中国占世界的28%。新增装机最多的是中国,其次是德国和印度。累计装机最多的是中国,美国其次。制造商来说全球新增装机最多的是丹麦,其次是中国的金风科技达410万千瓦,还有两家中国的制造商占到第8和第9位,如表1~表3所示。2013年全球海上风电总装机为736万千瓦,最多是英国、其次是丹麦。说明海上风电场的运行维护比较困难。二、要从十年来发展风电机组国家能源署2013年把2009年制定的“2050年风能发展路线图”做了修订,主要修订的是风能占全球电力的比例,2009年版预测是12%,修订后为15%~18%,说明风电比原来估计的会发展得更加好。2050年,总装机容量达到23亿~28亿千瓦,从2012年起每年增长4500万千瓦,到2020年每年6500万千瓦,2030年后9000万千瓦,2050年新增1亿,新增的装机容量非常大。海上风电每年所需要的投资为1700亿美元,这是根据将来海上风电占全球的25%来估计的,也估计到将来海上风电的成本比现在会有所下降。修订的依据是根据将来能源系统的优化,也考虑了现在还存在的障碍提出了一些建议,如果这些建议能够落实会将达到目标。风电机组单机容量和风轮直径未来有大型化发展的趋势,利用小时数会不断改进,成本也要下降,尤其是低风速区的机组发展比较快成本会下降得多一些。外资风电机组制造商累计的市场从原来89%降低到2013年的12%,但是因为中国的“饼”很大,占的总量仍然是相当大,从2003年51万千瓦增长到2013年1130万千瓦。外资制造商2003年份额是70%,但是容量只有7万千瓦,2013年份额是6%,但容量是100万千瓦,内资外资在十年里共同经历了发展。外资企业要采用中国的零部件供应商,所以对供应商提出了很高的要求,把中国零部件供应商的质量水平提升了上来,现在中国能够生产达到国际标准的零部件,而且价格比在欧美制造的便宜,如今国外顶级的制造商都在采用中国的零部件,通过十年的发展中外资的风机整机企业获得了双赢的结果。但是对制造企业来说,由于进来的企业最多的时候达到了80多个,肯定是产能过剩。由此造成了激烈的竞争,又陷入了不合理的低价竞争的恶性循环。加上2010年以后政策上补贴周期很长,起码是拖延一到两年以上,资金不到位,投资商放缓了对风电场的投资,同时因为制造商的低价竞争,使得这两年成为最困难的时期。投标的价格过去很高,最高的时候到了将近6000元/千瓦,最低的时候3500元/千瓦,现在回归到4000元/千瓦左右,如图1所示。在这样的竞争中,无论是开发商还是制造商都应该积极解决自己的问题,降低成本,同时保证提高质量而且要提高研发的能力。要及时地推出适合中国不同风电场定制化的产品,包括低温、湿热、台风、高海拔,适合风电场技术要求并能够达到最高的性价比。风电机组用户也积累了经验,已经认识到要性价比好,能够保证寿命期发电成本最低。整机制造商也向投资风电场、风电场运行维护多元化的发展,这样来改善企业的经营情况。发展风电还要走出去,中国风电现在已有这样的能力,开始逐年增加出口量。到去年累计出口的容量是140万千瓦,出口地主要是美国、澳大利亚、埃塞俄比亚等27个国家。三、电网弃风限电中国风电场的开发商以国有的发电集团或者能源集团为主,燃煤发电是这些集团的主要业务。因为改善电源结构和增加清洁能源原因现都积极开发风电这样的清洁能源,参加风电特许权的项目和风电基地的建设,2009年在中国实行了分区域的固定风电的标杆电价,使投资者的效益更加明确,更有利于激励投资。然而由于电网的建设滞后于风电场的建设,如图2所示,吊装容量和并网容量的数据显示,在2009年底吊装完了800万千瓦并没和电网连上,之后的差距在2009年以后越来越大,现在电网应加快建设缩小这样的差距。风电场与电网连接以后,2010年又发生了弃风限电的情况。弃风率在2011年是14.5%,2014年是17%,去年通过几方面的努力,弃风率降低到了11%,但是损失仍然比较大。2003~2013年上网电量和弃风电量如图3所示。中国的风能资源在北部和西部,如图4所示,地广人稀而且工业比较少电力负荷小,燃煤电厂冬季要保证供热需把负荷压低,这样的话在冬季弃风限电更严重。需将大规模风电从北部和西部向东南部负荷中心输送,如图5所示。解决弃风的一个方法是增加当地的电力负荷,现在做了一些关于用风电供热实验,将风电由蓄热装置存储用于供热,这样减少了直接烧煤供暖的污染排放,这已在很多地方做了试点。另外一个方法是加快跨区域从西北向中国的中部输电的通道。今年1月份建成从新疆哈密到郑州的±800千伏直流特高压。按照国网公司的规划,今年估计核准的是九泉到湖南的±800特高压。具体方案见表4。由于西部和北部弃风严重,国家鼓励到东南部负荷中心地区开发风电,虽然那里风力比较差,但现在已有低风速的分散式机组,所以还是可以开发的,这两年分散式的开发速度是比较高的。中国海上风电2013年底超过了40万千瓦,整个海洋功能区划做了重新调整,原来各省海上风电发展规划中的海域用途发生了改变。已经在2010年完成招标的4个海上风电特许权项目,合计容量100万千瓦,到去年才核准,今年陆陆续续才能开工。2010年上海东海大桥风电场投入运行,通过示范项目来找到最优化的海上风电的开发方案,也希望和挪威进行合作,尽快找到海上风电最优的经济技术的方案。四、风电未来展望中国的风能资源丰富,正逐步解决制造能力和成本的问题,具备了大规模的条件。中国发展风电主要的动力是改善电源结构、增加清洁能源的发电、减少污染物和温室气体的排放。中国是以燃煤火电为主,虽然比例从2003年的83%降低到了2013年的78%,如表5所示,但是总量仍然是非常大,达到4.2万亿千瓦时。中国政府承诺非化石能源占能源消费的15%,“十二五”规划规定明年年底要达到11.4%,这些目标已经作为约束性的指标,也是制定所有能源规划的依据。规划上,风电从原来的0.05%增加到了2.52%以后还要增长,这是趋势。并网的风电是7700万千瓦,风电并网的装机容量占电力总装机的7.3%,电量占2.5%,能源局制定的“十二五”规划,明年并网装机容量达到1亿千瓦,海上风电500万千瓦的目标可能完不成,但是今年陆上风电到年底吊装容量超过1亿是没问题的。发电量达到1900亿千瓦时,电量超过3%,2020年并网装机容量达到2亿千瓦,海上风电是3千万千瓦,电量是3900万千瓦时,比重超过5%,这是2020年的目标。后几年每年新增装机至少2千万千瓦才能达到2020年并网两个亿的目标,所以市场是很大的,年发电量要求也很高。2011年10月国家发改委能源研究所发布《中国风电发展路线图2050》,提出风电已经开始并且成为低碳能源战略主力能源之一,设定的中国风电发展远期目标是,2030年风电装机4亿千瓦,2050年装机达到10亿千瓦,满足17%的电力需求。预计2020年前后中国陆上风电成本将和煤电持平。风电作为朝阳行业,未来前景值得期许。(本文根据作者在第