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文档简介
-2012年中国风电行业发展趋势分析及行业投资研究报告世界风电行业发展分析世界风电发展现状世界风能资源分布地球上的风能资源十分丰富,根据相关资料统计,每年来自外层空间的辐射能为1.5×1018kW·h,其中的2.5%,即3.8×1016kW·h的能量被大气吸收,产生大约4.3×1012kW·h的风能。这一能量是1973年全世界电厂1×1010kW功率的约400倍。风能资源受地形的影响较大,世界风能资源多集中在沿海和开阔大陆的收缩地带,如美国的加利福尼亚州沿岸和北欧一些国家。世界气象组织于1981年发表了全世界范围风能资源估计分布图,按平均风能密度和相应的年平均风速将全世界风能资源分为10个等级。8级以上的风能高值区主要分布于南半球中高纬度洋面和北半球的北大西洋、北太平洋以及北冰洋的中高纬度部分洋面上,大陆上风能则一般不超过7级,其中以美国西部、西北欧沿海、乌拉尔山顶部和黑海地区等多风地带较大。图表SEQ图表\*ARABIC1:世界风能资源分布地区陆地面积(km2)风力为3-7级所占的面积(km2)风力为3-7级所占的面积比例(%)北美19339787641拉丁美洲和加勒欧4742196842东欧和独联体23049678329中东和北非8142256632撒哈拉以南非洲7255220930太平洋地区21354418820(中国)9597105611中亚和南亚42992436总计1066602914327数据来源:中安顾问世界风电装机容量分析据BTM统计数据显示,2010年全球风电累计装机容量达到199.5GW,年累计增速为25%,略低于过去五年平均增速的27.4%。中国、美国、德国、西班牙、印度依次位居全球前五名,但前十名主要市场的总份额相较于2009年下降了2个百分点,说明了全球市场的多元化正在逐步形成,新兴制造业与传统供应商间的竞争日益激烈。海上风电成为亮点引起投资热潮和各国关注,但目前欧盟海上风电市场依然占据绝对主导的地位。2011年全球风能的总投资将达到960亿美元,比2010年增加大约30%,2010年风电发展主要受中国市场和海上风电的拉动。2010年,尽管全球风电以新增装机39.4GW的成绩将风电产业的发展推向了一个新的起点。但是,世界风电在经历了连续五年的爆发性增长后,2010年首次呈现放缓趋势,相较于2009年新增44.4%年的发展速度,2010年的新增容量的发展速度仅为3.1%,比2010年下降了40个百分点,只是摆脱了零增长和负增长的窘境,由此可见风电发展仍然受到2008年发生的经济危机的影响。图表SEQ图表\*ARABIC2:全球风电累计装机容量变化趋势数据来源:GWEC,GlobalWindOutlook2011和BTMConsultAps-ApartofNavigantConsulting,WorldMarketUpdate2010图表SEQ图表\*ARABIC3:全球风电新增装机容量变化趋势数据来源:GWEC,GlobalWindOutlook2011和BTMConsultAps-ApartofNavigantConsulting,WorldMarketUpdate2010风电装机容量全球排名前十位国家分析2010年世界风电新增装机位于前十名的国家分别为中国、美国、印度、德国、英国、西班牙、法国、意大利、加拿大、瑞典。中国新增装机占全球将近一半,印度超过德国和西班牙,列位新增第三,英国则是从2009年的第八跃居全球第五,瑞典超过传统风电大国丹麦首次进入全球前十。从市场份额来看,新增前五名占全球总新增的74.2%,前十名占86.8%。图表SEQ图表\*ARABIC4:全球风电新增装机前十名国家数据来源:BTMConsultAps-ApartofNavigantConsulting,WorldMarketUpdate2010从累计装机来看,中国超过美国成为世界第一的装机大国,此外前十名还包括美国、德国、西班牙、印度、法国、英国、意大利、加拿大、葡萄牙,占全球累计装机的85.8%,而前五名的国家占73%。由此看来,尽管风电产业已在全球盛行,但主要市场还是相对集中,受欧洲、亚洲和北美的主导。图表SEQ图表\*ARABIC5:全球风电累计装机前十名国家数据来源:BTMConsultAps-ApartofNavigantConsulting,WorldMarketUpdate2010风电产业在全球普及的程度有所提高,截止到2010年,已有100多个国家开始发展风电,累计装机超过1GW的国家有20个,有五个国家累计装机容量超过了10GW,4个国家超过了5GW,中国和美国均超过40GW。世界风电的政策环境纵观国际上支持风电发展的政策机制有三种:一是采取固定收购价格机制,对风电发展的数量没有限制;二是采取招标机制,政府规定风电发展的装机容量,通过招标竞争形式确定开发商;三是配额制,即政府规定可再生能源电力在电力消费总量中的配额比例,供电公司完成配额。从国际经验看,政府的激励政策在新能源产业发展过程中的作用举足轻重。这些政策措施包括各种形式的补贴、价格优惠、税收减免、贴息或低息贷款等。高强度的激励机制是克服发展障碍、促进产业发展的关键性措施之一。但本地风电设备制造商难以同国际领先企业竞争时,直接支持风电制造商的政策就很重要。支持风电产业发展的直接政策图表SEQ图表\*ARABIC6:支持风电设备国产化的直接政策机制直接政策主要实施国本地化要求西班牙、加拿大、中国、巴西为本地化的优惠政策和激励机制西班牙、澳大利亚、印度、中国、美国关税支持丹麦、德国、澳大利亚、印度、中国税收激励政策加拿大、西班牙、中国出口信贷补贴丹麦、德国、中国认证和测试规范丹麦、德国、美国、印度、中国研发、示范规范丹麦、德国、荷兰、美国、英国、加拿大、西班牙、日本、印度、中国、澳大利亚、巴西资料来源:中安顾问支持风电产业发展的政策措施可以分为两类:直接和间接政策措施。直接政策措施指那些有直接影响当地的风电产业发展目标的政策;间接政策措施相对比较宏观一些,主要目的在于为当地的风电制造产业提供良好的发展空间和大环境。间接政策的制定和实施能营造一定规模的风电市场,从而培养出一流的设备制造商,同时能为风电场的投资者和风电技术的研究和开发提供了稳定的政策环境。(1)要求一定的国产化率要求风电场使用国产风机是促进风机本地化的一条直接途径。政策一般规定,在安装的风机设备中国产化率必须占到一定比例。这样的政策要求要进入当地市场的风机制造商要么将其生产基地向当地转移,或向当地企业采购风机所需的零部件。(2)鼓励使用当地产品的优惠或激励政策采用优惠政策鼓励使用一定比例的当地产品和风机设备的本地化生产,但不是强制性地要求这样的行为。这些激励政策包括:如果在工程中选择当地风机产品,则政府将向开发商提供低息贷款;向那些将产品制造基地迁入当地的企业提供优惠的税收激励政策;或向采用本地风力发电设备的风电场电力提供补贴。(3)关税激励政策通过控制关税来鼓励进口风机设备的零部件而不是整机系统是另外一种直接激励政策。同进口国外制造的风机整机系统相比,这个激励政策可以使他们支付较低的关税进口零配件,从而为那些打算在当地制造或组装风机系统的企业创造了一个良好的环境。但是,这种政策在未来可能会受到挑战,因为这种政策会被视为在技术贸易上制造了壁垒,违反了世界贸易组织(WTO)的规定——成员国之间不能设置贸易壁垒。(4)税收激励政策政府可以通过各类税收激励政策来支持风机产业本地化。首先,可以使用税收激励政策鼓励当地公司涉足风电行业,例如采用风机制造或研发税收激励措施。或者,降低风机技术的采购者或销售者的销售税或收入税,以此来加强国际竞争。税收优惠政策还可以适用于国内外合资公司,以促进在风电领域的国际合作和技术转让。此外,税收减扣措施也适用于风电产业的劳动力成本之中。(5)出口援助项目政府可以通过出口信用援助的方式帮助本国企业生产的风机产品扩大国际市场。这样的援助可以是低息贷款方式,也可以是风机制造商所在的国家向其他购买技术的国家提供的“附带条件的援助”方式。(6)认证和检测提高新的风电公司的风机质量和信用等级的最根本途径是使他们加入到达到国际标准的认证和检测制度中。目前正在使用的风机国际标准有很多种,最为普遍采用的是丹麦的认证体系和ISO9000认证体系。标准能帮助增强用户对不熟悉的产品的信心,也能帮助用户分辨产品的优劣。顺利通过这些国际通行的认证,对产品进入国际市场是至关重要的。(7)研究、开发和示范项目研究表明风机研发上的可持续投入对当地风电产业的成功发展至关重要。私营风电企业和国立科研院所(像国家实验室和大学)结合共同研发是一条非常有效的途径。新开发的国产风机机组,在正式大规模投入商业化运作之前,可以通过一些示范工程和商业化试点项目来检测风机实际运转情况和可靠性。促进风电产业发展的间接政策图表SEQ图表\*ARABIC7:支持风电设备国产化的间接政策机制间接政策主要实施国固定电价丹麦、德国、西班牙、美国、荷兰、日本、中国一些省份强制可再生能源目标(配额制)美国、英国、澳大利亚、日本特许权制度英国、印度、中国、巴西金融激励丹麦、德国、澳大利亚、印度、中国、巴西给予开发商税收激励政策丹麦、德国、澳大利亚、印度、中国、日本、印度、澳大利亚绿色电力市场美国、中国一些省份资料来源:中安顾问在国内市场取得成功是国产风机顺利进入国际市场的先决条件,并且政府也可通过本地风电产业的发展有效地的促进当地经济发展。稳定并具有一定规模的国内风电市场是本国风电行业不断发展的根本条件。下面讨论的一系列政策旨在扩大国内风电市场。(1)购电法根据已有的经验,购电法,或为鼓励风电发展而设定的固定电价,为国内风电制造行业成功的发展提供了最根本的条件,因为购电法为风电项目的开发提供了最直接稳定的和具有效益的市场。购电法的风电价格水平和风电价格构成特点是随着国家的不同而不同的。只要充分考虑了长期收益和一定的边际效益、设计得当,购电法是非常具有其价值意义的,因为购电法为风电场投资商营造了一个长期稳定的市场环境,同时鼓励风电公司对风电技术研发进行长期的投资。(2)可再生能源强制性目标可再生能源强制性目标,也称可再生能源配额制、可再生能源强制市场份额、或购买义务,是在一些国家实施的、相对较新的政策机制。该政策要求由可再生能源产出的电力需在整个发电量中占到一定的比例,各国需根据自身市场结构来确定本国的配额。与购电法(固定电价政策)相比,可再生能源强制目标政策的实施经验还比较少,因此目前无法将其与固定电价政策的效果相比较去评价这种政策是否能促进当地风电的发展。(3)政府拍卖或特许权政策政府直接与风电开发商签订长期购买风电合同是为风电发展创造良好市场环境的方式之一。因为政府支持风电项目的开发,从而消除了在开发过程中的许多不确定的因素,这样就降低了风电开发商的投资风险。但是,这种方式需要使用政府招标制度,从历史上看,这样的招标制度不会给风电市场带来长期的稳定性和获利性,这部分由于招标者之间长时间竞标和项目开发商之间激烈的竞争。(4)财政激励政策通过财政手段激励可再生能源发展的方式多种多样,例如可从对非可再生能源发电企业的收费中拿出一部分资金,或直接从电力消费者的能源帐单收费中拿出一部分资金(经常被称之为——系统效益收费)来支持可再生能源的发展。但是,如果不签订长期购电合同,在鼓励可再生能源市场的稳定和规模化发展过程中,同其他优惠政策相比,这种财政激励政策也就只能扮演补充的角色。(5)税收激励政策一些国家政府通过税收激励政策促进对可再生能源发电的投资,包括减免投资于风电技术开发的企业的所得税,减免风机所在地的土地拥有者的财产税。同时,税收激励政策也适用于风力发电公司,可以减免其所得税或增值税。但税收激励机制是不能替代固定电价政策和可再生能源强制目标政策。(6)绿色电力市场一些国家的政府允许用户支付比普通电价高一些的费用购买可再生能源电力。尽管通过这样的机制而获得的投资是十分有限的,但这些资金仍可支持较高成本的可再生能源发电和鼓励对新的可再生能源发电项目进行投资。美国美国风电政策为了促进风能发展,美国不仅在联邦层面明确了税收减免及资金支持等政策,且在州层面实行了可再生能源配额制度及重构电力市场等政策。1、美国联邦政府扶持风电产业发展的政策措施(1)税收及金融刺激方案美国联邦政府在全国实行的金融及税收刺激政策在鼓励风电产业发展方面起到了举足轻重的作用。其中,1992年《能源政策法案》中的风电减税方案(FedralProdutionTaxCredit)效果最为显著,PTC规定使用风能的能源公司在项目建成的起初10年里,每生产1千瓦时电就可享有0.18美分的税收抵免,并可随物价指数变动而进行调整。PTC降低了风能发电的成本,是促进美国风电产业发展的关键政策之一。在该政策效力快届满的1999年、2001年及2003年,开发商为了获得税收减免,加大对风电工程项目的投资,曾一度使得新增设备装机量达到顶峰。《能源政策法案》最初规定PTC适用于1994年至1999年6月期间安装的风电设备,随后相继延期至2001年12月及2003年12月。但由于每次美国国会都拖到PTC法案效期届满后,才再进行表决是否通过延长,而延长后的效期又短,以致于影响到风电产业投资的稳定性。除了PTC,《能源政策法案》中规定的可再生能源产品刺激方案(TheRenewableEnergyProductionIncentive)同样在一定程度上刺激了美国风电产业的发展。该方案规定政府将对于不需要承担联邦税收义务的公司所建设的风电项目给予每千瓦时0.18美分的现金补贴。可再生能源产品激励方案可以说是PTC的一个有力补充,大大促进了不能享受减税方案的风电项目的发展。但由于法案并没有对该政策的有效期进行,每年都需要国会审批,政策的不确定性大大影响了该方案的激励效果。2009年通过的经济复苏法案,允许风电开发商从美国财政部直接获取补偿支付。该法案的作用超过了PTC,此条款促使美国风电行业在2009年一年内就实现了1万兆瓦的新增装机量。除此之外,联邦政府的投资税收减免及加速折旧政策同样对于美国风电项目的早期开发做出了重大贡献。(2)拓展市场及研发政策为了建立完善的风电产业体系,美国实行了一系列措施以促进风电装备制造业的高效发展。拓展国内市场是美国发展风电设备制造业的重要策略之一。其中,对使用本国风机的风电工程给予低利息贷款、财政补贴、税收减免或者加快折旧等优惠政策极大程度扩大了本地市场对国内风机的需求。稳定可观的国内市场为促进国内制造商加大研发投资、进行产品改良,为生产商探索良好的技术及生产策略提供了必要的试验基地。除了拓展市场,研发对制造业的发展所起的作用毋庸置疑。美国为风机制造业投入了比世界上任何国家都多的科研基金。此外,美国政府还通过建立完善的风电标准及检测认证体系来提高本国产品质量及信誉度。随着扶持政策的到位,市场的迅速增长,自2004年以来,美国国内风力涡轮机及零部件制造业的增长翻了十二翻,美国国内制造业在该行业中的成份从不足25%增长到了50%,甚至更多。美国电力行业巨头通用电气旗下的通用能源公司(GE能源公司)发展成为世界主要风机供应商之一。截至2009年底,GE能源公司装机总量排名全球第四,达到1.5万兆瓦。2、美国州政府的政策措施(1)RPS(Renewableportfoliostandards)RPS是一项规定电力生产商所提供的电能必须在一定比例上来自于可再生能源的配额制度。事实证明,RPS已成为风电产业发展最有效的推动力。该政策已在德克萨斯州、明尼苏达州、爱荷华州三个州成功实施,为了满足RPS的要求,仅该三州的新装机容量就1700兆瓦。2002年,加利福尼亚州州长签署RPS成为法律,规定可再生能源发电比例每年至少要提高1%,直到这个比例达到20%。该项全美最激进的RPS政策的执行,无疑是加州风电发展的绝好契机。(2)系统福利基金(SystemBenefitsFund)系统福利基金是一项主要用于重构电力市场的规定。该政策旨在向传统能源电力的消费者收取一定的附加费从而用于支持可再生能源的发展。与其他政策相比,系统福利基金在执行上更具有灵活性,它可以以债权或股权融资、生产性激励或者奖助金等多种形式来刺激风电产业的发展。此外,对于处在产业发展初期的地区来说,该项政策可以为风能资源勘探等活动提供帮助。从执行效果来看,纽约州于1996年制定的系统福利基金政策对制定风能资源地图及刺激绿色电力市场的发展等方面起到了重要作用,为纽约州风电产业发展奠定了基础;宾夕法尼亚州于2005年通过系统福利基金给予州内的四家风能项目承建商1亿美元的财政资助,新增了150兆瓦的装机容量。(3)IRP(Integratedresourceplanning)IRP是一项电力系统规划工程,旨在对能源的消费量进行预测及对可替代资源进行考察,并综合公共需求、环境、风险、成本等多方面因素以选择最优的能源组合。IRP的执行的确促进了某些区域的风电发展,例如在科罗拉多州,公共事业委员会要求风电装机容量增加了接近200MW,这项要求在很大程度上归因于天然气价格的上涨,从而降低了风能发电的相对成本。(4)绿色电力市场绿色电力市场允许那些愿意为清洁电力多支付一些费用的用户自愿选择购买可再生能源电力,并有相应的制度保证用户多支付的费用被真正用于可再生能源的发展。在科罗拉多州、怀俄明州,消费者的自愿购买行为对当地风电产业的发展做出了主要贡献。虽然自愿购买并不能单独为大规模的风电发展提供稳定足够的动力,但它可以与其他政策机制共同作用。例如对于实行RPS的地区,绿色电力市场会促进开发商建造规模更大更有效的风电工程,其产品一部分用于满足RPS的要求,另一部分用来满足消费者的需求。美国风电发展现状1、风电发展势头强劲美国的风电产业,直到2000年发展规模都极为有限。随着近年来全球清洁能源和可再生能源发展势头的日益强劲,美国也加快了风电发展步伐,特别是2006年以后保持较快的发展速度,到2009年风电总装机容量达到35159MW,居世界第一,风力发电量占总发电量的2.4%(主要来自西部和得克萨斯州)。2、风电制造竞争激烈,设备价格探底回升得益于风电的快速发展,风电设备制造竞争日益激烈,最大设备厂商GE的市场占有率从2005年的60%降至2009年的40%。风电设备价格在2001-2003年期间降至历史最低后开始回升,尽管2008年涨势趋缓,2009年仍比2002年上涨了约800美元/千瓦,设备价格平均在1600美元/千瓦左右,略高于历史一般水平。与之相应地,风电项目装机成本在2001-2004年期间为最低水平,2009年每千瓦造价平均上涨了800美元,约为2000美元/千瓦。3、风电价格与设备成本同步波动美国的风电定价有两种方式:一是由风电场和电网公司直接签订双边合同协商定价;二是风电场在批发市场出售电量,由市场形成价格。近年来,风电价格呈现与设备和造价成本相似的变化趋势,自2002年以来不断上涨,2009年风电价格平均约为60美元/兆瓦时。其中,2002-2003年期间建设的风电项目电价最低,而2009年新建的风电项目比平均水平高出30美元/兆瓦时。4、政府出台税收优惠政策和激励机制在鼓励和推动风能等可再生能源发展方面,美国一是在联邦层面明确了生产税收减免制度,每一度可再生能源发电量可有一定的税收减免,并要求公共事业公司(电网公司)购买一定额度的风电;二是在州层面实行配额制度,有30个州规定所购买的电量中必须有一定比例的可再生能源电量。事实上,目前美国联邦配额制度也已形成草案,有望于2010年内在国会获得通过。除了生产上的税收减免,美国还提供可再生能源开发的投资税收减免,包括在建设前期给予一部分资金支持。5、风电发展,挑战与机遇并存经过十多年的成本下降和效能提高,美国风电较之其他能源的优势逐步显现,具有了相当的竞争力,具备了成为电力构成重要组成部分的条件。然而,由于美国批发市场电价总体呈下降趋势,天然气价格自2008年以来也有所下降,风电价格如果仍然居高不下,会给风电的进一步发展带来挑战。此外,现有的州层面政策尚不足以支撑未来美国每年8000MW以上的新增装机规模,还需要联邦和各州在政策上更多的支持。美国应对大规模风电并网的措施和行动1、形成更大的电力运行系统,更好地平衡地区电力目前美国风电正从分散式发展向集中开发、远距离输送式过渡,有120多个电力公司负责各自管辖范围内的电力平衡,这些风电管理机构相互间配合来平衡不同地区的风电发展、输送、运行等问题。2、采用最新的风电预测技术风力预测问题受到越来越多的关注。美国正努力提高风力预测能力,考虑建设一个覆盖全国(至少是多个州)的中央风力预测系统,以便今后能提供多个不同时间层次的风功率预测(如每小时、提前一天、提前一周和提前一个月),或者是爬坡预测,通过采用多种风功率预测的组合办法,使风力发电系统更加稳定。3、修订和强化现有并网标准由于化石燃料和其他发电形式发电量比例的下降,美国将进一步修订和强化现有并网标准,增加旋转备用和其他必要的服务,确保系统稳定运行。制定这种标准的强制性要求还可以推动风机的技术进步,包括提供无功或频率备用、可在低电压或其他电网故障时维持运行等。一般而言,这些技术必须有并网标准硬性规定或额外的补偿机制保障才会获得研发资金投入。4、实行弹性发电和相应的电价鼓励策略大规模的风电发展需要更为多样性的发电资源以及辅助服务,特别是负荷跟踪,因此美国联邦能源监管委员会正在对这些问题进行研究,包括修改常规发电的支付方式,鼓励多种发电方式;提供对低水平运行、启动快或对调度信号反应迅速的发电机组的奖励,如支付更高的电价;增加非旋转备用,追踪风速变化等。目前,正在进行风电并网频率响应研究以加强网络的稳定性。5、推行电力需求侧资源可以快速响应系统调节需要的需求侧管理、特别是引入插电式混合动力车被认为非常具有发展前景和潜力,因为需求侧管理可以降低负荷从而起到调节作用,较之增加发电容量或辅助服务的成本更低,有助于吸纳更多的风电,其中插电式电动车等分布式的储能装置可在夜间充电,与风电高发电时段吻合,更是非常利于风电吸纳。6、提供充足的输电能力保障,制定发电和输电综合规划目前,美国针对风电和太阳能等清洁、可再生能源发电并网等问题开展了许多研究,如东部风电并网和输电能力情景评估研究,以及运营成本对西部五州风能与太阳能发电影响研究等。研究表明,在风力资源禀赋好的地区设立发电项目,即使会因为建设输电线路形成额外的输电成本,但综合考虑仍可降低系统的总成本。其次,只要能够扩展输电网络,包括扩大运行区域和提供足够的输电能力,美国风力发电量占总发电量的30%是可能的。这一比值取决于是否能够创建更大范围的平衡区或市场,以将资源和负荷协调起来,整合不同的发电形式。对西部五州的研究亦显示,需要形成合作型电网,并获得规划对输电网络建设的支持。美国风电行业发展前景数据显示,2010年美国风能仅为其提供了2.3%的电力供应。这样缓慢的发展速度不禁令人产生疑问:究竟是什么阻碍了美国风电的发展?图表SEQ图表\*ARABIC8:美国各种发电模式比例数据来源:美国能源信息署1、先天不足风电起初最令其支持者骄傲的优点之一,莫过于其原料“纯天然”。只要风声一起,似乎就可以推动风车、发出需要的电力。然而,事实却并非如此简单,更多时候是恰恰相反。首先,风力时有时无,有很大的不确定性,即使想要预测也十分困难;其次,风力还有不稳定的特性,时强时弱的风力,利用起来也有很大难度。于是,风电厂往往还需要配备其他发电模式以备不时之需。但是,这样一来,风能在发电过程中扮演的角色就十分有限了。许多发电厂都只将风力发电作为一个补充,主力仍是化石燃料如天然气,风电的作用仅仅是在适当的时候减少了一定量的化石燃料的使用。另外,风力的分布往往很不均衡,有些地区十分丰富,有些地区则比较匮乏。这些特点使得风力发电无法像使用化石能源那样稳定、可靠,成了风电无法避免的“先天不足”。美国的风电发展当然也不能避免上述问题。风力的不确定性、不稳定性难以控制;风力资源丰富的地区,往往电力的需求并不高,而亟需电力的地区则又不具备良好的风力发电条件。于是,一边呼呼转动的风车发出的电力无用武之地;另一边需要电力的地方却只能是“望风兴叹”。2、后天难补由于风力资源分布不均衡,想要发展风电,需要有很好的长距离输电能力。然而,在美国,许多地区都拥有独立的电网系统,鲜有大片区域拥有统一的电网。这些区域性电网规模相对较小,传输距离也比较近,一般只能“自产自销”电力。并且,按照这种模式设计出来的电网,即使只是从一个城市到另一个城市的电力传输,也只能应对十分偶然的紧急状况的发生,面对风电这种变化莫测的电力,显然有些力不从心。另外,将风电并入现有电网也有不小的难度。除了技术问题,还有管理、调控的难题。加入了风电后,保证平衡供应电力,以及保持所有电力来源“同步”运行的工作将变得更加复杂。电网的问题解决起来本来在技术上就有一定难度,更不用说,改造电力传输系统需要大量资金投入,这笔巨资最终都转嫁到了消费者的电费账单上。目前美国的电价对消费者来说,还可以算作低廉,一旦上调电费,势必会使得用户不愿采用风电。稳定性差、分布不均等自身的特性带给风力发电的是成本的增加,于是政府只好采用实施补贴的办法来推动风电产业的发展。根据美国能源信息署(EIA)发布的报告,2010财年,风能产业总共从美联邦政府处获得了大约49.86亿美元的补贴。这几乎相当于该时间段内,新增风电装机总成本的一半,而这还没有算上各州以及地方政府为其提供的补贴。另据美国风能协会统计,2009年10月至2010年9月期间,美国共新增风电产能6034兆瓦,平均到每兆瓦风电上的补贴高达82.6318万美元;更有甚者,有数据显示,美国每兆瓦风电的平均补贴已经接近140万美元,但却仍然不够覆盖建设和连接成本。如此高昂的补贴对于目前经济状况不是很好的美国,无疑成了压在美联邦政府身上的沉重包袱。此前的债务危机,以及现在的经济持续低迷、就业率低等问题,使得美国政府已经开始考虑削减对风电的补贴。如果未来补贴真的减少,那么美国风电产业的发展将受到不小的影响。与此同时,美国风电产业在吸引投资方面也不顺利。与化石燃料相比,风电产业的前期投资并不低,而投资回报周期却比较长。这样一来,影响了产业对投资的吸引力,使得整个产业获得资金越来越困难。3、竞争对手势汹汹风电本身已经存在诸多不利于其发展的因素,外在的市场环境偏偏又不作美。众所周知,近年来,美国的天然气产业发展十分迅猛。特别是页岩气的大量开发,更是令全球瞩目。天然气产量的迅速增长,不仅令美国国内的天然气价大幅下降,甚至对全球天然气市场都有影响。天然气价格在美国一降再降,如今已经是十分低廉的水平。这使得天然气发电在美国极具竞争力,更是成为了风力发电最强有力的竞争对手。有业内人士指出,风力发电即使在享受高额补贴之时,也无法在价格上同天然气发电“一较高下”,天然气发电还没有缺乏稳定性、入网困难等缺点。并且,即便是风力发电引以为傲的二氧化碳排放问题上,天然气发电的表现也不差。更令风电压力巨大的是,尽管天然气发电在美国已经占有相当大的比例,但仍有数据显示,未来美国天然气发电量可能将增长两倍。一旦出现这种情况,风电想要在美国站稳脚跟,就不得不面对天然气的强势挑战。有业内人士指出,风电的好处此前被人们过度夸大了,风能也不是人们想象中的“无所不能”。在美国,发展风电产业是有必要的,但就目前来看,仍存在许多困难,实现产业繁荣还需要一段时日。德国德国风电政策德国的装机容量一直世界领先,这完全是由其有力的法律条文来保证的。发展大型风机的研发目标,基于生产的电力信贷和许多其他相关政策以及软贷款、出口协助,促成了德国风力发电市场的发展。在1989年到2008年,德国技术研究部将为选定为示范项目且技术上证明是先进的风力发电项目支付基于生产的电力信贷,“电力接入法案”同时也为本国的风场发展和风力发电技术创造了良好的环境。为了支持德国产风机的发展,政府为风力发电项目提供利率极低的软贷款,政府还出台了一些国际帮助计划,如只提供给风机制造商的专项资助用于在不同风况下测试德国产风机的计划。德国也有其风机的设计和型号认证。而德国在1991开始施行的电力接入方案是其风力发电发展成功的源动力,它要求电网支付至少不含15%税金的90%电力零售价给所接入的风力发电电量。后来到2000年,德国可再生能源法案开始施行,方案要求到2010年德国电力的10%由可再生能源供给,并规定了可再生能源的接入电价。可再生能源法案每两年由德国经济,环境和农业部根据具体情况修订一次。2009年,德国又出台了《可再生能源法案》修订案,在此框架下,可再生能源生产商可以获得适当的补贴,即强制上网电价。这其中包括风能、太阳能、地热能等。目前在德国,陆上风电的上网电价是每千瓦时0.05欧元到0.09欧元;海上风电为每千瓦时0.13欧元。同时,德国还是欧洲最早采用可再生能源上网电价支持体系的国家。欧盟委员会对德国的可再生能源政策也大加赞赏,并称其为“支持可再生能源发电最有效的模式”。德国风电发展现状根据全球风能委员会(GWEC)的统计数据,2010年,德国风电新增装机1493兆瓦,在欧洲国家中仅次于西班牙。而截至2010年,德国风电累计装机容量达到了2.7214万兆瓦,占全球总量的14%,成为欧洲风电累计装机冠军。根据德国风能协会下属的弗劳恩霍夫风能及能源系统技术研究所(IWES)的最新研究,德国2%的土地可以用于发展风电,依据现在的技术水平,其实早在2010年底就可以实现19.8万兆瓦的装机容量,风力年发电量更是可以达到3900亿千瓦时。以目前德国每年的电力需求6000亿千瓦时计算,仅陆上风电可以满足德国65%的电力需求,以风电弥补核电停滞带来的空缺绰绰有余。德国发展风电是有着巨大潜力的。事实上,德国也一直是欧盟国家中发展可再生能源最为积极的一员。德国曾提出,到2020年实现全部能源供给的30%来自可再生能源;到2050年将这一比例进一步提升至60%。而根据德国联邦经济和技术部的统计数据,截至2010年,德国一次能源供应中,可再生能源所占比例已经达到了9%;2009年,德国的电力已经有17%是来自可再生能源。这其中,风电就是一个十分重要的来源。风电的蓬勃发展,带给德国的不仅是清洁的电力,同时也带来就业的机会。据了解,2010年,德国有大约9.61万人就业于风电产业。在风电产业中,海上风电日益受到德国政府的重视,并将其视为发展清洁能源不可或缺的一部分。有数据显示,截至2009年底,德国海上风电装机容量大约为300兆瓦到400兆瓦。在经济部门的支持下,德国的银行还启动了海上风电专项贷款项目。项目总贷款额度可能为50亿欧元,最多可支持大约10个海上风电园建设的资金需求。这一举措无疑能够解决德国海上风电建设的资金问题,从而加速德国风电建设。另外,德国发展海上风电十分注重科技的应用。以阿尔法文图斯海上风场为例,该项目最早于2001年由德国联邦和当地州政府提出建设,于2009年11月最终完成。该风场不仅可以用做普通海上风场,还可以对5兆瓦级的风机进行恶劣海洋环境下的测试。该风场有6台风机立在三角支架上,另外还有6台5兆瓦级风机立于30米深的水中。该风场的设计总装机容量为60兆瓦,年最大发电量可达到220吉瓦时,能够满足大约5万个家庭的用电。同时,为了能够尽可能地从该测试场获得经验和相关技术,德国联邦环境部还制定了契合该项目的研究计划。截至目前,已经在这一计划下投入3600万欧元、开展了25个研究项目。另外,德国的弗劳恩霍夫风能及能源系统技术研究所,还与德国国内及全球其他一些风电研究机构紧密合作。不过,目前德国的海上风电场多处于试验阶段,海上风电发展仍需时日。德国风电行业发展前景自日本核泄漏事故后,德国政府暂时关闭了七座核电站,预计也将缩短其他10座核电站的运营期限。预计到2020年,德国将关闭所有核电站。届时德国50%的电力将从可再生能源中产生,其中风能所占比例最大。风力发电前景广阔,不仅能够取代核能,还能取代大部分煤电等化石能源消耗,从而减少温室气体排放。德国风能协会今后将致力于推动政策决策者加快制定促进风力发电的政策和措施,并希望以此带动其他国家加快发展风力发电步伐。德国风电行业发展对中国的启示德国作为世界上风电发展较早、规模最大、技术最发达的国家之一,总结借鉴其在风电发展过程中的成功经验,将是我国风电发展的一条有益途径。第一,电力系统的统一规划。德国非常重视风电与电网的统一规划问题。德国能源署很早就开展了“电网研究I、II”。“电网研究I”于2005年3月出版,研究了2015年前德国电网为接纳更多风电所采取的扩展升级问题,提出建设850千米、380千伏的输电线路,改造220千伏输电线路等建议。“电网研究II”研究了2020年及以后,随着海上风电、分布式发电(光伏发电、热电联产等)技术的商业化,在考虑能源效率目标情况下,对电网进行扩展升级,如采用高压直流输电、新建线路、动态载荷和储能技术等。反观我国,风电发展偏重以资源定规划,在鼓励大规模风电开发的同时,在风电送出和消纳等方面还存在问题。因此,我国应加强风电等可再生能源发电与电网的统一规划和有序开发,突出坚强智能电网建设的引领作用。一是将风电发展规划与其他电源规划和电网规划相协调,强调因地制宜、统筹兼顾、合理布局、有序发展的原则,加快跨区电网建设,扩大风电消纳范围。二是优化电源结构和布局,科学配置常规电源,合理规划建设抽水蓄能电站等调峰电源建设,解决大规模风电并网引起的调峰问题。三是合理安排风电开发建设时序,避免风电项目的无序开发,实现风电的科学有序发展。四是加强风电并网技术研究,特别是针对与我国风电发展模式紧密相关的技术,例如风电与火电、水电等“打捆”送出技术研究,常规电源的深度调峰技术,风功率预测技术,适用于风电输送的新型输电技术,以及考虑风电的电网调度技术、安全稳定控制技术等。第二,科学的技术标准和检测认证制度。首先,德国针对大规模风电并网制定了一系列的技术标准和规范,而且德国的技术规范要求高于国际电工委员会的标准。而我国当前采用的风电场接入技术标准主要针对小型风电场接入电网制定的,并不是强制性标准,因此我国应尽快修订和出台科学合理的、具有强制性的技术标准和管理规定,并应严格执行。其次,德国建立了完善的风电发电并网检测认证制度,对风电有明确的入网检测和认证规定,包括风电机组的入网检测和大型风电场的并网运行检测评价等。以此保证风电机组性能和风电场运行特性满足系统安全稳定运行的要求。而我国风电发电设备并网检测和认证环节还不够,风机本身质量难以得到保证,并可能会对电网安全稳定运行带来隐患。笔者建议加快建设国家风电研究检测中心,严格并网检测认证制度。第三,完善的政策法规体系。德国注重风电政策法规的导向作用,并根据发展实际,适时调整。1991年,德国出台《可再生能源购电法》,强制要求电力公司收购可再生能源电力;2000年,《可再生能源法》代替《可再生能源购电法》,规定可再生能源可以优先接入电网;2009年实施的《可再生能源法修正案》,对收购电价和风机技术要求进行了修改。例如,该法案要求新风电机组必须满足输电导则和中压电网技术规范要求;已经并网运行且不能满足新并网导则要求的老旧机组,限期进行改造。在电价上,针对新机组和老旧改造机组分别制定了补贴政策,支持鼓励老旧机组技术改造以满足并网导则要求。随着我国大规模风电的快速发展,相关政策法规也应随着风电产业的发展,适时进行相应调整,充分发挥法规体系的导向作用。一是从法律层面强化国家规划对地方规划的指导调控作用,强调风电发展规划必须要与电网建设规划相统筹。二是完善风电“全额收购”政策。在保证电力系统安全稳定运行条件下,对风电执行全额收购,在必要条件下,应允许风电参与系统调峰调频。如德国的输电系统运营商E.on公司提出的发电管理规定中,允许临时降低风电机组出力,必要时风电应参与系统调峰。三是兼顾利益相关方的合法权益。随着风电的大量开发,政策制定者也应关注风电对电网建设运行成本、对其他能源发电的效率和效益的影响等问题。丹麦丹麦风电政策丹麦制造商在开发风能技术方面是一流的,他们占据了大部分的世界风能市场。丹麦政府很早便制定了合适的发展目标,并建立了严格的认证制度,这对风机向大容量发展提供了保证,而且辅助以政府贷款以及出口方面的协助。本土稳定的市场需求为其风力发电机制造商的发展提供了良好的环境。现在,丹麦的认证规定是“丹麦机型许可和风机认证的技术规范”,丹麦的能源主管部门负责监督其施行,丹麦的国家实验室则作为其信息中心。丹麦政府通过“丹麦风机担保”计划支持本土风机的制造,为使用丹麦风机的大项目提供长期融资和贷款担保。为了在世界范围推广丹麦的风力发电机,丹麦的“丹麦国际开发署”,对使用丹麦风力发电机的项目提供直接的资助和项目开发贷款。另一方面丹麦采用了世界上最早且最成功的固定电价的机制,这种稳定的机制也确保了丹麦本土风机制造市场的持续需求。早在1979年,丹麦环境部便强制要求风力发电并网,并要求,每个风场经过商讨后的接入费用的部分由电网给付。从1992年开始,电网被要求以85%的净电价来购买风力发电电量,且不含生产税和配电成本。丹麦的风力发电市场在过去的20多年中一直可以获得稳定政府的资金资助,如从上个世纪90年代,丹麦有用大容量风机替代小容量风机或选址较差的风机,这些项目可以获得20-40%替代费用的资助。现在的丹麦海上风力发电场项目的施行通过政府的招标,陆上风场通过一系列的生产激励来资助。丹麦风电发展现状自20世纪80年代开始,丹麦政府根据资源优势,大力发展以风能和生物质能源为主的可再生能源。先后投入约20亿美元支持风电技术的研发和产业发展,率先制定了鼓励发展风电等其他分布式电源的政策,要求电力企业全额收购可再生能源发电。到2007年年底,丹麦的风力发电装机容量达到310万千瓦,占其发电装机总容量的25%,占其发电量的17%。同时,丹麦还形成了维斯塔斯、恩德和包纳斯(后被西门子收购)等一批世界一流的风电企业。目前世界累计安装的风机中60%以上产自丹麦,丹麦风机产量占世界的50%,在世界贸易额中占据70%。仅维斯塔斯一家的风机产量就高达400万千瓦,出口达30亿欧元,占欧盟的1/3。此外,丹麦还大力发展分布式能源,利用生物质能源发展热电联产和集中供热。这些措施使得丹麦可再生能源发电的比例,在2005年就达到30%,提前5年完成了欧盟2010年可再生能源发电比例达到29%的目标,其中风电在整个可再生能源中的比例超过50%。以风电为主的可再生能源在丹麦已经取得举足轻重的地位,2005年,可再生能源在全部能源生产中比例已经提高到15%以上,超过了1.2×1017焦。风电已经成为丹麦出口的能源品种之一。丹麦还鼓动欧盟大力发展海上风电,通过德国、波兰等与欧洲北部电网相连,试图将海上风电输送到欧洲。这一计划得到了欧盟的支持,已经列入欧盟支持海上风电发展的示范项目。丹麦风电行业发展前景10-15年前,丹麦的电力主要由大城市里的大型电厂提供,并直接传送给用户。今天,这已发生改变。数千个风力发电机组,上百个热电联产厂,以及众多的小型太阳能发电系统和其他分布式发电设备已并入电网。简单的说,今天的电能可由任何地方产生并输向所有方向。加之,风电的波动又取决于风速的变化。因此,现在的电力生产、传输与利用已与电力系统的最初设计大不一样,而且这种变化在未来还会加速。未来,丹麦的风电主要来自海上大量扩建的风电场。世界最大海上风电厂之一——400MW安霍尔特风电场将于2012年并入丹麦电网运营发电。海上风力发电机组将在欧盟“20-20-20”目标中起到关键性作用。在北海,将在2020年建成25~50GW的海上风力发电场。届时,北海周边国家的风力发电装机容量将达到100~150GW。丹麦电网公司正在引起世界的注意,把某些项目变成欧盟在北海未来发展的示范工程。在波罗的海的丹麦-德国克里格项目将创建一个未来的海上风电电网模型。目前的研究显示,需要在此海上风电场中建立起一个双边(丹麦和德国)或者三边(丹麦、德国和瑞典)的国际联络线。这样,由风场接入陆地变电站的电缆不仅可以起到连接海上风场的作用,而且可以作为国与国之间进行电力交易的通道。另外,项目还探讨了风力发电机组的支持系统、经济调度规则、法律问题以及必须明确的技术挑战。印度印度风电政策印度当前是发展中国家里风机制造能力和总风机装机容量的佼佼者。印度采取了一些直接的步骤来鼓励本地制造。比如,印度规定了相关关税来鼓励进口风机零部件而不是整套的风机。但是对于风机制造中特殊的轴承,变速箱,偏航零部件和传感器,或者用于转子叶片制造的部件和原材料则免征关税。对用于风机制造的液压刹车部件,万向耦合器,刹车钳,风机控制器和转子叶片的关税则减少征收,对用于发电机制造的部件采取免税政策。印度也根据大部分国际测试认证标准,制定了风机的国家认证标准,由非传统能源资源部(MNES)管理。印度从90年代开始就是风力发展的积极支持者。在90年代的时候,由于一系列多样化的税务方面鼓励、吸引人的退税政策,和一些贷款优惠政策,印度的市场经历了一次重大的飞越。例如,在项目进行装机的第一年,所有的风机都可以按100%折旧,并且享受5年的税务优惠。国家在1995年6月制定的对风能项目实施的导则(后又在1996年6月完善)强制要求所有的国家电力部门以及他们的下级部门和网点都必须做出计划来保证规划的风力发电项目的电网接入的适应性,在对项目给与批复同意之前,他们还要从独立的顾问公司那里咨询所有规划的风能发电项目的详细项目报告(针对装机容量大于1MW的)来评估项目的资金成本和根据保证功率曲线和风场风数据计算的预计发电量。在90年代中期对未来市场成长的期盼吸引了一定数量的公司进入印度市场。然而,即使拥有强力的适应风力发电场发展的政府规则,在90年代末由于不准确的风资源数据、低水平的风机安装工艺和低等的风机性能,还是导致了在90年代末和2000年代初印度市场装机容量的急剧下降。这个时期的政策导向也开始不稳定。在最近一些年,市场开始进行自身的重组。印度政府实行了特许权项目,已经规划了50个风力发电场。一些省份的扶助政策也刺激了近期的发展。印度风电发展现状印度风电的发展速度惊人。2007年年底,总装机容量达到780万千瓦,比2006年净增了170万千瓦。目前,印度的风电开发在亚洲处于领先地位,在世界上也保持在前五大生产国之列。印度发展风能的原始推动力来自其20世纪80年代早期的非传统能源部,现改名为非传统能源署(MNES)。其目的是为了鼓励发展化石能源之外的其他多样化能源,以满足因经济快速增长而对煤、石油和天然气的大量需求。MNES对风能进行了大量研究,并建立了全国范围内的风速测量站网络系统,这些使得对风力潜能的评估和确认适宜地区进行风力发电的商业开发成为可能。印度全国的风能总发电量预计最终能达到4500万千瓦。为鼓励投资,印度政府对风能的财政鼓励措施包括加速折旧、十年免税和投资补贴等优惠措施。为了贯彻落实这些措施,印度非常规能源署还发布了对各州政府的指导方针,为风力发电项目的出口、采购、融资创造有吸引力的条件。个别的州还有自己的鼓励措施,包括投资补贴等。在印度,投资风电的一个重要的吸引力是,在一个常常断电的国家,这些投资商可以优先获得持续的电力供应的保障,所以风电行业往往是制造业和其他工业业主的投资热点,并且以私人投资为主(印度97%的风电投资来自私人部门)。在过去的几年中,政府和工业界良好合作,成功地给全国风电市场带来了巨大的稳定性。这种状况大大鼓励了私人和国有部门进行投资。这样的动力还刺激形成了一个更强大的国内制造业;同时也形成了自主品牌。现在印度风电市场上80%以上的风机零部件来自国内;目前大约有十家风机公司向印度市场提供产品。如今,跨越整个国家,从海岸平原到山谷地带,再到沙漠,都能看到风电场的影子。印度政府现在将目标设定在2012年装机容量达到1500万千万。印度风电技术发展状况印度风电崛起的另一个原因,与制造商积极实现先进风电技术的转移有关。在印度风电政策的指引下,截止2000年,印度风能产业已经拥有30多家公司,可喜的是,其中出现了大量的私营企业从事机组及元部件的制造,如RashronEnergyandAutoLtd,EnergySystems和WindiaPower公司。这些企业同国外公司、机构,如丹麦、德国、美国等205个制造商等密切合作,促进了国外公司对印度市场的技术转移,并且令国外设计更适应于当地需求。谈到印度的风电制造商,就不得不提Suzlon公司。印度Suzlon公司的成功同样要归功于世界上很多有实力的风机制造企业在印度开设工厂,刺激了当地风机产业的发展。Suzlon公司既是印度的本土企业,又是印度最大的供货商。Suzlon由兄弟4人所有,10年前由纺织转向风电产业。在过去5年里,Suzlon一直属于前十强的风电制造厂商。占目前印度市场份额的1/3,约4%的全球市场份额,已经制定了在未来几年里扩展国际市场的庞大计划。实际上,Suzlon已经具备了一定的风机及其零部件的本地化制造能力,如数字式机组控制系统、Flexi-slip系统等,并已经出口到了美国、欧洲和其它一些发展中国家。其投资商包括美国两个主要的投资基金CityGroup和Chryscapital,每个公司向Suzlon投资了2500万美元。目前,兆瓦级风电机组是Sulzon公司后向整合及本土化战略的主要目标。由于印度较具吸引力的政策,不少公司进入了印度市场,以
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