理论教育 风电产业创新发展路线——十三五期间的实践探讨

风电产业创新发展路线——十三五期间的实践探讨

时间:2023-05-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:“十二五”期间,我国风电装机总量已跃居世界第一位,并提前完成了规划目标,那么“十三五”期间,我国风电产业又该如何进一步创新发展呢?弃风限电是困扰风电产业发展的一大难题,也是亟待解决的问题之一。这样看来,要在“十三五”期间实现风电和风电装备的创新发展,我们必须从以下几方面入手。当前突破IEC标准的个性化风机、个性化风电场不断涌现,以资源定机型甚至改造机型适应资源已成为风电开发新的发展方向。

风电产业创新发展路线——十三五期间的实践探讨

当前我国正处在经济社会转型的关键时期,这也是建设生态文明、推动能源革命的攻坚阶段,可再生能源正从替代能源成长为主力能源。风电作为发展规模最大、技术最成熟的可再生能源,除了天生的绿色属性外,其资源禀赋、造价成本等方面也具备了和常规能源相竞争的实力。正如前文所述,许多国家已把风电作为改善能源结构、应对气候变化的重要选择。“十二五”期间,我国风电装机总量已跃居世界第一位,并提前完成了规划目标,那么“十三五”期间,我国风电产业又该如何进一步创新发展呢?要加速发展,必须解决问题,而要解决问题,当然首先需要发现问题,正视问题。

缺乏顶层设计和路线指引,在快速成长的同时,中国风电产业也面临着多重挑战和诸多掣肘。第一,缺乏顶层设计和路线指引,存在规划不完善、资源摸底不详尽、区域格局规划不明朗等问题,需要国家尽早解决。第二,弃风限电严重。由于中国电网建设滞后于风电场建设,当地风电负荷水平较低、灵活调节电源少、跨省跨区市场不成熟等原因,使得风电消纳问题凸显,弃风限电问题严峻。2013年,中国有多达162亿千瓦时风电因无法并网外送或当地消纳而被迫放弃,占风力发电总量的12%。其中甘肃省2013年弃风电量31.02亿千瓦时,占全国弃风电量的19.11%,弃风率达20.65%。弃风限电是困扰风电产业发展的一大难题,也是亟待解决的问题之一。第三,自主研发能力不足。风力发电火爆时,国内许多企业为了快速具备风机生产能力,购买国外厂商的许可证,本身自主研发能力十分薄弱,缺乏基础研究积累和人才,导致产品质量与可靠性同国外主流产品的差距很大,曾一度出现高装机容量、低发电量的尴尬局面。近几年这种情况有较大改观,但是自主研发能力仍然严重不足,整机及零部件一些关键设计制造技术仍然依赖国外,低层次技术的同质化竞争还很严重。第四,部分重要零部件依赖进口。中国风电机组的增速齿轮箱、电机等重要零部件已经实现国产化,但是仍有一些重要零部件,如兆瓦级增速齿轮箱轴承变流器、控制系统严重依赖进口,兆瓦以上增速齿轮箱轴承几乎全部依赖进口。这种重要零部件依赖进口的局面不改变,中国就很难成为真正的风电设备制造强国。第五,风电设备存在质保“困局”。截至2013年12月31日,中国并网运行的风电机组已达6.2万台,其中2012年以前安装的机组约4.6万台。按照以往市场上机组供应合同的约定,2012年前安装的风电机组应有74%左右已出或接近出质保期,实际上,仍有将近3.4万台机组中的质保金被押而没有回到风电制造商手中,涉及金额超过200亿元。[5]质保金被押已经严重影响制造商运营,甚至让一些制造商处于无法生存的境地。这种状况不仅让该企业在质保期间的机组维护“缺血”,而且影响了改进产品质量和新技术研发,几乎动摇了企业生产经营的基础。

这样看来,要在“十三五”期间实现风电和风电装备的创新发展,我们必须从以下几方面入手。

首先,低风速分散式开发将是未来风电发展的重要补充,前提是要建立与之相适应的体制和模式。在南方地区和沿海地区开发低风速分散式风电,主要存在环境保护土地利用规划以及审批手续复杂等问题。只有解决土地拥有者、附近居民以及各级地方政府等利益相关者的问题,让利益相关者从风电开发中得到好处,分散式风电才有可能大发展。如要解决分散式风电整个产业链条和服务体系的问题,涉及生态、农田使用、审批、接入、电费结算的体制机制以及技术保障问题。

其次,风电技术进步拓展了可开发风电资源的禀赋条件。通过近几年的技术创新,风机叶轮直径的加大、翼型效率的提升、控制策略的智能化技术推广,大幅提高了机组的整体发电效率。当前突破IEC标准的个性化风机、个性化风电场不断涌现,以资源定机型甚至改造机型适应资源已成为风电开发新的发展方向。据统计,国内主流风电机型每2年单位千瓦扫风面积提高13%—14%,发电能力可提高7%—9%。各主流风机厂家借助高精度仿真计算优化风机载荷,并通过新材料、新技术控制施工成本,已使很多平原型风场在不大幅增加造价的情况下可以广泛采用高塔筒技术方案。[6]目前国内140米轮毂高度的柔性塔筒已在实际应用,进一步拓展了风电的可开发空间。(www.daowen.com)

再次,技术进步最终将推动风电具备与化石能源平等竞争的能力。2017年5月23日,国家能源局下发了《关于开展风电平价上网示范工作的通知》,提出尝试风电参与平价上网,并确保平价上网的风电场不限出力。可以肯定的是,随着风电技术的不断进步,单位电能成本的不断降低,平价上网从长远上看是可以实现的,风电最终将具备与常规化石能源平等竞争的能力,这是大势所趋。但是由于风电和化石能源在减排中所承担的角色不同,它们所发挥的价值是不具可比性的。国家对风电实行电价补贴,正是因为风电能够替代化石能源,创造额外的绿色价值,就是要用最少的可再生能源基金补贴最多的风电电量,真正强化风电的竞争力,发出更多优质的好电出来,真正达到减排的效果。目前根源问题在于相关政府部门的管理机制和利益分配,有关部门不仅要定目标,还要有具体的管理和技术保障措施,向社会公布透明的可再生能源调度信息。

最后,特高压外送没有达到设计预期,改进优化空间大。为解决风电消纳问题,电网提出建设特高压线路将风火打捆外送,实践表明,由于技术、经济等原因,特高压外送新能源没有达到预期效果。2016年非水可再生能源输电量仅占5条特高压线路输电量的14.5%。2016年通过哈密—郑州直流外送风电项目实际平均发电小时只有1 550小时,限电比例高达30.8%,远达不到设计值。锡盟—山东线于2016年8月投运,2016年可再生能源输电量占比几乎为零。这些老问题还未解决,“十三五”期间,将仍有蒙西—天津南、甘肃酒泉—湖南、锡盟—江苏泰州、准东—华东等多条线路会投入运营,另外还有多条线路在规划中,这些线路大多起自弃风弃光严重的地区,能不能把可再生能源健康的送出去,需要有关部门认真分析研究,真正做到“谁承诺、谁负责”。

当前我国电力处于过剩阶段,如果过早过快地推进特高压建设,必然会引起资源的抢占,若是火电以欠灵活为借口抢占特高压资源,那么将导致更多煤电机组被锁定,只会使“去产能”变得更加艰难,实质上背离了我国能源结构调整的大方向,捆住了风电,发展了火电,反而增加了排放。节能减排是人类的共同事业,也是我国政府的必然选择。真正发挥风电替代能源的主力作用,需要社会各方付出更大的努力,牺牲更多的眼前利益。社会各方要积极舆论引导,强化风电在节能减排中的重要地位,政府要建立有别于单方面追求GDP发展和考核的绿色发展体系及绿色考核机制,落实真行动、真减排。

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