中国风电发展现状、趋势及建议

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。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。预计2010年将新增1500～1800万kW，超越美国，成为世界第一。

一、世界风电市场现状

1.市场

图1 世界风电装机容量(单位MW)

21世纪以来，世界风电市场持续增长。根据世界风能协会的《2009年世界风能报告》，至2009年底，世界累计装机容量已突破1.59亿kW，当年新增装机容量3831万kW，比2008增长了31.7%。在2009年，全球已有82个国家对风力发电进行了商业化运行。

图2 世界风电装机容量增长率

按国别统计，至2009年底，美国已累计装机3516万kW位居榜首，占世界总装机容量的22.1%。中国的装机容量达到2601万kW，占世界总装机容量的16.3%，并以微弱优势首次超越德国，名列第二。德国以2578万kW装机容量降至第三位，占世界总装机容量的16.2%。西班牙和印度分列第四位和第五位。第六至第十的位置都被欧洲国家占据。

图3 2009年世界新装机容量前五国

按2009年当年的新增容量统计，全年新增发电装机超过3800万kW，比2008年净增1100万kW，累计装机容量突破1.58亿kW，同比增长超过31%。

按国别排序，中国新增装机容量1300万kW，占世界新增装机容量的36%，居世界首位。美国新增装机容量992万kW，占世界新增装机容量的25.9%，位居次席。西班牙新增装机容量246万kW，占世界新增装机容量的6.4%，名列第三。德国和印度安装了192万kW和127万kW，居世界第四和第五位。欧盟实现装机容量1056万kW，同比增长17%。

图4 2009年世界各国新装机容量占有率

2.技术路线

(1)风电机机型及容量的发展

随着科学技术的不断发展，风电机单机容量快速增长。从20世纪80年代中期的55kW容量等级的风电机投入商业化运行开始，至1990年达到250kW，1997年突破1MW，1999年即达到2MW。

进入21世纪，为了降低发电成本和扩大可开发风资源利用率，风机机型向大型化发展。2004年德国Repower即研制出第一台5MW风电机，Enercon最近开发出第二代直驱式6MW风电机。美国Clipper公司计划先后开发7.5MW机组和10MW机组。美国超导公司则得到美国能源部的支持，计划采用超导发电机，制造10MW机组。

从市场来看，2008年全球新增风电机的平均功率已达到了1.56MW，比2007年增长了66kW。1.5MW～2MW的机型占世界机组容量的比例，从2007年的63.7%飞速上升到80.4%。大于2.5MW的机组中，以Vestas公司的3MW和西门子公司的3.6MW为主。

(2)技术突破

随着单机容量的增长，风电机组技术也不断发展：风力发电机从失速控制到变桨调节控制，发电机从定速运行到变速恒频，驱动链从齿轮箱传动到直驱和混合驱动传动。

目前，世界各国的风电设备制造业正在积极研发更大容量、更加可靠、更具智能性的新一代风电机组。通过完善系统设计、采用更高强度材料、先进的监测控制系统及更智能的并网技术，从而提高发电效率、可靠性、安全性。

3.海上风电

根据世界风能协会的统计，到2009年底，世界海上风电的总装机容量累计到达了195.59万kW，仅占世界风电总装机容量的1.2%，比2008年增长了30.5%。

按地理位置统计，海上风电的分布极不平均，几乎主要的海上风电场都集中在欧洲。到2009年底，全球共有12个国家安装了海上风力发电机组，除了中国和日本按总装机容量排在第9位和第12位，其余都是欧洲国家。

二、中国风电现状及问题

1、市场

自2005年《可再生能源法》颁布后，并在其他激励政策的支持下，我国的风电产业发展迅速。到2009年底，我国的累计装机容量达到2601万kW，居世界第二。在2009年，中国新增装机容量1300万kW，占世界新增装机容量的36%，居世界首位。这也是中国自2005年以来，装机容量连续4年实现翻番。同时，风电也开始超过水电，成为中国第二大新增能源。预计2010年我国累计装机容量有望突破4000万kW。

表1 2009年世界各国海上风电装机容量排名

2、技术路线

(1)风机机型、容量的发展

根据中国风能协会的统计，2005年新装1MW以上风电机组仅占当年新增装机容量的21.5%。随着国内更多企业进入风电制造业，产量飞速提高，2007年新装MV风电机组已占当年新增装机容量的51%，2008为72.8%，至2009年已达到86.86%。这一系列数据，说明了MW级风电机组已成为我国风电市场的主流产品。

（2）技术突破

中国的风电制造企业，大体上都通过“引进技术—消化吸收—自主创新”的三步策略来发展壮大。随着MW级风机成为我国风电市场的主流产品，各大主要风电制造企业也从开始的购买生产许可证，转变为联合设计及自主研发的阶段。

2008年12 月，国内首台3MW双馈异步海上风电机组在华锐下线。

2010年7 月，国内首台3.6MW双馈异步海上风力发电机组在上海电气下线。

2010年10月13 日，华锐风电宣布国内首台5MW海上风力发电机组已于10月12日正式下线。

2010年10月21 日，国内首台5MW永磁直驱海上风力发电机组在湘电集团下线。

这一系列纪录的突破，说明了我国企业已初步具备MW级风机的自主研发能力，并已取得了一定成果。

图5 中国风电发展状况

3、装备制造业现状

目前国内生产风电整机的企业已达80 家，按生产能力和市场份额来分，大致可分为三个梯队。第一梯队包括华锐、金风、东汽三家，在2009年的产量都超过了2000MW。第二梯队包括年产量为500MW左右的10家企业。第三梯队则是尚处于小批量生产阶段的其他企业。

图6 2009年我国新增风电装机排名前10家企业市场份额（单位：MW）

图7 2009年我国新增风电装机排名前20家整机制造企业产量对比

4、中国特色的市场开拓

在目前的中国风电市场，能否获得订单已不仅仅是由资金、价格、质量、服务等因素所决定的，很大程度上取决于整机制造企业的经营策略和商业模式。

优势企业通过在风资源丰富区域建立生产基地，与地方资源捆绑的方式获取订单，并降低运输成本。这种经营模式不仅帮助优势企业在近期的风电海上、陆上特许权招标获得了巨额订单，同时也在近2年获得了大量的地方项目订单。

2010年10 月的海上特许权项目共100万kW，分别为江苏盐城2个30万、大丰20万、东台20万，最后中标的分别为华锐（盐城基地）、金风（大丰基地）、上海电气（东台基地）。2010年陆上特许权项目共330万kW，其中新疆哈密9个项目，180万kW。新疆的风电项目一向只由金风独占，但由于华锐的哈密基地在2010年10月16日开工，最终结果是华锐与金风平分秋色。

另一种新的销售模式是制造企业通过工程总承包（EPC）直接建设风电场，并统一采购自己的整机设备，从而开拓市场份额。金风已于2007年注册成立了投资公司，进行了尝试。

三、海上风电的开拓

1、海上风电市场

中国海上风资源丰富，在国家发改委2005年的《可再生能源产业发展指导目录》中，近海风电技术的研发被优先支持。在国家一系列的政策驱动下，沿海各省也都相继出台了海上风电规划。

表2 沿海各省海上风电规划

2009年3 月，在上海东海大桥海上风电场首台由华锐研制的3MW机组吊装成功，标志着中国的海上风电开发正式拉开序幕。2010年，全部34台3MW机组已并网发电。同时，这个风电示范项目也是除欧洲以外，世界范围内建立起的第一个大规模海上风电场。

2010年10 月，中国首轮100万kW4个项目海上风电特许权项目中标结果公布，这4个项目分别是江苏滨海30万kW、江苏射阳30万kW、江苏大丰20万kW、江苏东台20万kW。

2、技术路线

中国的海上风电虽然有了一定发展，但从技术上看，仍处于追赶欧洲的状态。从整体来说，中国的海上风电发展尚处于起步阶段。

为抢占海上风电的先机，各大制造企业纷纷引进或开发大型的海上风机。在首轮海上风电特许权项目中标的机型分别为华锐3MW双馈机型、金风的2.5MW直驱机型、上海电气的3.6MW双馈机型。

另外，华锐引进了奥地利Wintec公司的5MW技术，并于2010年10月完成样机制造；东汽、金风、湘电也分别引进Wintec、Vensys、Darwind公司的成熟技术，计划2011～2012年完成样机。

3、存在瓶颈

根据世界风电的发展及我国海上风电的情况，规模化发展已成为趋势。但是由于缺乏海上风电资源的系统化评估和分析，各省市在海上风电的规划上仍处于估算的阶段，有待进一步研究。

尽管中国已掌握大量陆上风电开发经验，但是海上风电才刚刚取得零的突破。因此，海上风电主机设计、控制策略、系统集成、防腐技术、远程监控、接入技术、基础设计、海底桩基、海上吊装、海上运输、运营维护等方面都不成熟。

一旦在上述问题取得突破，中国的海上风电必将势如破竹，进入大发展阶段。

四、风电发展存在的问题

1、风电机组的核心设计技术

2009年中国向国外购买的风电技术专利、生产许可、技术咨询服务等费用总计4.5亿美元。尽管已有国内几个主要的设备制造企业初步具备了联合设计及自主研发的能力，但设计应用软件，包括数据库和源代码都是购买国外产品。因此，符合中国风况的设计应用软件、数据库、源代码及整个设计体系亟待建立。

2、风电机组的核心制造技术

尽管中国已成为风机制造大国，但只是数量上的概念。风电机组的核心制造技术依旧没有完全掌握，依赖进口，如控制系统、逆变系统等。一些关键部件，如轴承、齿轮箱、叶片等，尽管国内已可以制造，但由于材料、热加工等工艺技术没有达到国外先进的水平，质量、使用寿命及可靠性仍需进一步提高。

3、标准规范体系的建立

目前国内的风电制造行业中，对于整机设计及部件的检测技术、检测手段等，主要采用欧洲的标准。由于欧洲的环境条件与中国的差异较大，因此亟待建立符合中国国情的标准规范体系。另外，国内的认证机构也需进一步建立、健全和壮大，深入研究从风机整机设计，到变桨系统、偏航系统、液压系统、变流器、制动系统、电气系统、冷却系统等部套系统功能的检测技术及标准。

4、电网瓶颈

由于中国风电场主要集中在西北、华北、东北，而这些地区的电网消纳能力有限。作为一种间歇性电源，在电网调节能力较弱的地区，只有通过向能源消纳中心地区输电，才能解决并网困难的问题。

目前国内的电网建设已落后于风电的建设速度，电力机制陈旧，市场和行政的调节手段尚不成熟。由于并网难的问题涉及到电网公司、能源开发商、设备制造企业等不同行业、地区的利益，因此，风电场与电网之间的关系亟须国家层面的行业标准或国家标准予以规范。

五、国内外风电产业发展趋势

1、国外风电发展趋势

2008年国际金融危机以来，世界各国都把发展可再生能源作为一个主要的经济增长点。基于2009年世界风电快速发展的状况，世界各国的风电行业普遍都调高了风电发展预期。2020年全球风电装机容量预计将达到6亿kW。

目前世界整机技术路线以变桨变速的双馈异步发电型、低速永磁同步发电型为主。风电产业的国际化、一体化、单机容量的大型化，要求风电机组向结构简单化，体积小型化的方向发展。由于永磁直驱风力发电机组转换效率高、变速范围大，因减少了齿轮箱，易于运输、安装、维护，更减少了故障率，尤其适合海上和低风速风区，因此是未来风电发展的重点。

2、中国风电发展趋势

（1）市场发展趋势

估计2020年中国风电装机容量可达1.8～2亿kW。预计我国在十二五期间的年新增装机将容量达到1500～1800万kW。到2015年，中国预测将超过美国成为世界第一风电大国。

我国政府在2009年承诺，争取到2020年非化石能源占一次能源消费比重达到15%左右。要完成这一减排目标，风电的需求巨大，包括七个千万kW级的风电基地规划，正在申请的山东、黑龙江的多个千万kW级风电基地规划，针对对不同地形中小风场以及对低风速风资源的开发。

其中，海上风电的开发将加快推动整个风电产业的发展，并决定了我国未来几年中风场建设的速度。根据沿海各省的规划，预计到2020年我国的海上风电装机容量可达3280万kW。

由于陆上优质的前三类风资源已基本被各大电力集团圈占殆尽，而我国低风速风区占到全部风能资源的50%左右，风速较低的第四类风资源距离电力消纳地区更近。因此市场需要低风速状态下的风电发电机组，这就需要在原有技术的基础上，提高发电效率、优化机组及工程设计的综合优化技术。

（2）风电整机行业发展趋势

目前三个梯队80 多家风电整机制造企业从2010年开始激烈竞争，并初步进入第一轮的 “洗牌”阶段，即第一梯队的标杆企业通过价格优势、规模效应、技术路线等各种因素对其他企业的市场份额进行压缩。价格竞争将进一步白热化，目前风电的发电价格已接近火电。预计今后几年，风电整机制造企业将从现有的80多家下降到50多家。第二轮的竞争将在十二五中出现，预计将把整机制造企业的数量下降到30家左右。

（3）技术发展趋势

在技术路线上，将朝着大容量、低风速、高效率的机型发展；在机型上，双馈式机组向紧凑型轻量化发展，直驱式一体化向高速电机发展；控制系统向智能一体化发展；在制造技术上，主要在主轴承、控制系统、逆变系统上，对基础元器件和材料进行突破，最终完全替代进口；在设计技术上，形成具有完全知识产权的整机设计软件，包括数据库、机型库及源代码；在风场建设上，将建立一套完整的风资源和发电效率预测评估体系。

六、风电产业发展建议

1、加大研发投入，建立中国特色的公共设计平台

由于我国的风电技术处于追赶国际领先水平的态势，决定了我国必须在核心技术上投入更多的研发力量，在资金和人力的政策和手段上给予支持和保证，建立、开发整机和核心部件的公共设计平台、检测系统和公共检测平台，使我国从风电设备的生产国，转变为风电产业技术的输出国，塑造真正意义上的风电产业大国。

2、突破并网的瓶颈

通过规范标准，引入市场调整机制，从体制上解决风电上网难的问题。同时，加大智能电网的建设，支持储能、功率预测、系统调度等技术开发，从技术上突破并网的瓶颈。

3、市场开发模式的多元化和多层次的综合开拓

风电制造企业的市场开发模式需要不断创新，原来单一的低价投标的策略已不能在激烈的竞争中胜出。多元化和多层次的综合开拓包括：联合当地政府和开发商在风资源丰富的地区建厂来获取资源，以及通过工程总承包（EPC）开发风电场等新的方式来开拓市场。

4、标准规范体系的建立

目前整机的设计主要采用欧洲标准，不适应中国环境条件。因此，通过建立适合我国风资源特点的整机系统标准，才能提高我国风电设备制造行业的整体核心竞争力，在更高层次的国际竞争中拥有话语权。一旦大量进入国际市场，如果没有自己的标准，必然被竞争对手通过标准封杀。标准竞争日益成为市场竞争的一个新特征，应当上升为企业的一项基本战略，是企业核心竞争力的重要组成部分。同时逐步向风机系统的通用化系列发展，最大限度地开发和利用有限资源。

5、可再生能源配套政策的支持

尽管国家颁布了《可再生能源法》，但操作性较弱。因此需进一步建立和完善配套实施细则、专项资金制度等。例如，补充对电网企业的配额规定，从而确保可再生能源发电量的份额。同时出台配套激励政策，协调和保护各方利益。